一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂的制作方法

本發明屬于城市環境規劃、環境保護和綠色建筑技術領域，特別涉及一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂。

背景技術：

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市的數量規模急劇增加，城市的規模也不斷擴大，城市不透水面積急劇增加，從而導致了城市內澇，溫室效應加劇，城市水循環被阻斷，地下水位下降等一系列問題。城市屋面通常占城區面積的20％-40％，占城市不透水面積的40％-50％，是城市下墊面的重要組成部分，是城市暴雨徑流的重要產生和中轉地。因此減少屋面雨水徑流和控制屋面雨水徑流污染具有重要意義。綠色屋頂指質量較輕并在屋頂防水層和根阻層上種有植被的屋頂，是在屋頂隔水層的上方鋪一層土壤，然后部分或全部栽上植物。綠色屋頂能夠產生多種效益，包括緩沖暴雨、延長屋頂防水系統使用壽命、提升建筑美學、利用屋頂空間、提高隔熱防熱性能、減輕城市熱島效應、幫助減少噪聲、為動植物提供棲息地、吸收二氧化碳、增加生物多樣性等。同時綠色屋頂的土壤和植被具有一定的碳匯能力，有利于大氣中二氧化碳的減少。因此綠色屋頂被bmps(雨水最佳管理模式)和lid(低影響開發)廣泛采用。但維護綠色屋面上的植物需要添加肥料，土壤基質中也存在營養性物質，以及大氣沉降使污染物轉移到地面，在雨水的淋溶作用下，會導致綠色屋頂中雨水徑流含有多種營養性污染物，同時這些雨水會通過雨水排水系統排到受納水體中從而導致水體富營養化。王書敏等研究發現綠色屋頂的暴雨徑流的ph值為7.7，總磷的含量是0.17—0.28mg/l。研究表明由于磷的擴散系數較低，易在地表水體中沉積，因此磷是80％湖泊水體富營養化的控制因子。一般認為湖庫等水體中總磷濃度大于0.02mg/l，則被認為是富營養化的水體，總磷濃度超過0.05mg/l時，藻類和某些水生植物就會過度生長。滇池的水體富營養化的研究發現，67％的污染來自面源污染，同時城市面源是除農業面源之外的第二大污染源。因此需要一種既能截留雨水，又可以除去水中磷元素的綠色屋頂的建造方式來控制城市的面源污染，緩解水體富營養化。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂，以解決屋面雨水徑流污染和雨水帶來的水體富營養化問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂，包括除磷區域和截留區域；截留區域設置在除磷區域的側面，除磷區域和截留區域之間設置有阻隔墻；除磷區域包括植被種植層、土壤基質層、鋁污泥基質層、隔離過濾層和排水層；植被種植層、土壤基質層、鋁污泥基質層、隔離過濾層和排水層從上到下依次設置；截留區域包括濾池、三角溢流堰和集水天溝；濾池的一側為阻隔墻，濾池的另一側為三角溢流堰，集水天溝設置在濾池的側面。

進一步的，除磷區域和截留區域的下方還設置有阻根層和防水層；阻根層設置在防水層的上方，防水層的下方為屋頂。

進一步的，阻隔墻的下部為柵欄狀。

進一步的，截留區域的上方設置有帶孔蓋板；帶孔蓋板為鋼筋水泥蓋板；截留區域的集水天溝底部設置有雨水漏斗。

進一步的，隔離過濾層采用聚酯纖維無紡布；排水層為高密度聚乙烯；阻根層為聚氨酯薄片；防水層為pec高分子防水卷材。

進一步的，濾池的底部鋪設有鵝卵石，底部鵝卵石的上方鋪設有石英砂，石英砂的上方鋪設有鵝卵石，石英砂上方的鵝卵石大于底部的鵝卵石。

進一步的，植被種植層上種植的為佛甲草。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：

本發明采用脫水的鋁污泥作為鋁污泥基質層去除雨水徑流中的磷元素，脫水鋁污泥是自來水廠凈水過程中將鋁鹽等作為絮凝劑去除水中污染物的副產物，同時也為脫水鋁污泥提供一種新的資源化利用的處理方式。

本發明出去磷元素的水經過阻隔墻的下部為柵欄流入到濾池，再通過三角溢流堰流到集水天溝，最終通過雨水漏斗排出，濾池和集水天溝能夠有效的控制雨水徑流。

本發明設計簡單濾池裝置，比傳統的砂石排水層的重量減輕很多，又可以很好的起到對雨水的過濾作用。

本發明選用生命力極強的佛甲草，減少施肥量和維護量。

本發明選用輕質基質材料和排水板，減輕結構荷載。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為三角溢流堰示意圖；

其中：1.植被種植層；2.土壤基質層；3.鋁污泥基質層；4.隔離過濾層；5.排水層；6.根阻層；7.防水層；8.帶孔蓋板；9.三角溢流堰；10.濾池；11.集水天溝；12.雨水漏斗。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發明進一步說明：

請參閱圖1，一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂，包括除磷區域和截留區域；截留區域設置在除磷區域的側面，除磷區域和截留區域之間設置有阻隔墻13；除磷區域包括植被種植層1、土壤基質層2、鋁污泥基質層3、隔離過濾層4和排水層5；植被種植層1、土壤基質層2、鋁污泥基質層3、隔離過濾層4和排水層5從上到下依次設置；截留區域包括濾池10、三角溢流堰9和集水天溝11；濾池10的一側為阻隔墻13，濾池10的另一側為三角溢流堰9，集水天溝11設置在濾池10的側面。

除磷區域和截留區域的下方還設置有阻根層6和防水層7；阻根層6設置在防水層7的上方，防水層的下方為屋頂。

阻隔墻13的下部為柵欄狀。

截留區域的上方設置有帶孔蓋板8；帶孔蓋板8為鋼筋水泥蓋板；截留區域的集水天溝11底部設置有雨水漏斗12。

隔離過濾層4采用聚酯纖維無紡布；排水層5為高密度聚乙烯；阻根層6為聚氨酯薄片；防水層7為pec高分子防水卷材。

濾池10的底部鋪設有鵝卵石，底部鵝卵石的上方鋪設有石英砂，石英砂的上方鋪設有鵝卵石，石英砂上方的鵝卵石大于底部的鵝卵石。

植被種植層1上種植的為佛甲草。

本發明的工作原理：

當降雨時，除部分雨水通過帶孔蓋板8進入集水天溝11內，大部分雨水經過植被種植層1的過濾吸收后，透過土壤基質層2，進入鋁污泥基質層3，雨水中的磷酸鹽和總磷被吸收，在穿過過濾隔離層4，經過排水層5進入簡單濾池10，對雨水進行過濾，在溢流進入集水天溝11內，通過雨水口12排走。

技術特征：

技術總結
一種具有雨水截留和除磷功能的綠色屋頂，包括除磷區域和截留區域；截留區域設置在除磷區域的側面，除磷區域和截留區域之間設置有阻隔墻；除磷區域包括植被種植層、土壤基質層、鋁污泥基質層、隔離過濾層和排水層；植被種植層、土壤基質層、鋁污泥基質層、隔離過濾層和排水層從上到下依次設置；截留區域包括濾池、三角溢流堰和集水天溝；濾池的一側為阻隔墻，濾池的另一側為三角溢流堰，集水天溝設置在濾池的側面。本發明采用脫水的鋁污泥作為鋁污泥基質層去除雨水徑流中的磷元素，脫水鋁污泥是自來水廠凈水過程中將鋁鹽等作為絮凝劑去除水中污染物的副產物，同時也為脫水鋁污泥提供一種新的資源化利用的處理方式。

技術研發人員：楊利偉;朱志強;林向陽;韓博濤;李德溢;蒙怡莜;楊周;彭博;楊丹;代飛
受保護的技術使用者：長安大學
技術研發日：2017.06.06
技術公布日：2017.09.08