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市政道路雨水收集方式的创新设计

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市政道路雨水收集方式的创新设计

市政道路雨水收集方式的创新设计

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2019-02-16 00:00
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摘要:随着节能减排观念的提出,城市雨水以其自身的特点成为一种新的可利用的资源备受关注。本文“海绵雨水”结合传统雨水收集方式的缺点,针对性提出了几种雨水收集方式的创新方案,并分析了各种方案的适用性。

 

一、前言

 

市政道路传统的雨水收集方式为:雨水口-管道-河道(湖泊)。随着工程建设事业的发展,传统的雨水收集方式逐渐有许多弊端浮现,并引起了工程建设人员对新型雨水收集方式的研究与应用。

 

二、传统雨水收集方式的弊端

 

传统的雨水收集是一种点式收集,雨水收集后不经任何处理直接排至了水体。

 

(1)点式排水,收水能力差

 

市政道路上每隔20~30m设置雨水口收集雨水,这种方式为点式排水。由于城市道路上垃圾多,当雨水系统运行一段时间后,雨水口内可能被垃圾堵塞,从而影响收水能力。

 

对于较宽的道路或交叉路口,由于设计中雨水口数量布置不恰当,或者由于施工原因导致雨水口没有布置在最低点。这种情况常常导致“水侵街”现象,造成道路雨水排泄不畅通。

 

(2)初雨没经处理,污染水体

 

传统的市政道路雨水收集方式是将雨水收集后直接排至水体。这样,初级雨水带来的污染物质直接排至水体。

 

研究表明,道路径流中污染物成分主要包括来源轮胎磨损、防冻剂使用、机械润滑的泄漏、杀虫剂及肥料的使用、废物丢弃的颗粒沉积物、橡胶、金属、油类等(见下表)。随着城市道路和交通流量的飞速增长,路面污染物的累积量,不可避免的增加,并随着道路雨水径流进入周边水体或直接渗入地下,对我国城市水安全造成极大的威胁。

(3)增加雨水径流量,造成地下水资源流失

 

传统的雨水收集是采用不透水的管材,其设计的原则是尽快排除地面雨水,保证道路及周边地块不受雨水的侵害,但是这与雨水利用的宗旨是相违背的,雨水利用的原则是尽量将雨水直接利用或渗入到地下,实现雨水的资源化、生态化利用,实现“雨水回家”之路。同时减缓雨水排入市政管网的时间,减轻城市排洪压力,变相地提高了城市防洪能力。

 

(4)雨水口布置在路侧石边上,影响道路景观

 

三、雨水创新收集方式概述

 

根据以上传统雨水收集方式的弊端,结合国内外雨水收集方式的创新,本方案提出了几种创新方案进行了比选。

 

(1)蝶形边沟

 

蝶形边沟是下凹式绿化带与盲沟相结合的一种雨水收集方式,沟面为草坪,下铺滤料,底部为盲沟,在沟内间隔30米距离设置平入式雨水口,通过管道将盲沟与市政雨水管道接通。蝶形边沟设于路边,道路车行道边侧石边不设雨水口,雨水直接流入沟内,通过滤料下渗,部分进入盲沟,流入雨水管,部分在盲沟两侧继续下渗入地下。当雨量较大,雨水未能及时下渗时,可在沟面径流进入平入式雨水口,流入雨水管内。蝶形边沟的设计原理见下图:

蝶形边沟的设计原理

蝶形边沟有如下要点:

 

(1)集水口收集能力扩大。

(2)对路面污染物的过滤。

(3)减少径流量。

(4)避免雨水口堵塞和路面积水现象。

(5)生态景观好。

 

(2)下凹式绿地调蓄池

 

下凹式绿地调蓄池是利用下凹地形建成大小不同的绿地、公园。广场等凹地蓄留雨季雨水,并在雨后缓慢释放进入河涌水体或下渗入地下,以此消减雨季洪峰流量。

 

下凹式绿地调蓄具有三大特点:一是调蓄雨水,消减洪峰,通过蓄留和下渗和限流措施,控制短时间内大流量雨水进入湖河水体,消减洪峰流量。二是净化雨水,防止水土流失,通过沉淀和过滤,滞留雨水中的泥沙,三是调蓄设施以绿地、公园、广场的形式布置,使场地得到综合利用,同时也能保持原有绿化功能。

 

(3)初雨调节池

 

为减少初级雨水对水体的污染,可在适当位置设置初雨调节池。

 

初期雨水调蓄池一般采用全地下式矩形钢筋混凝土结构。由于初雨调蓄池以初雨处理为主,主要针对初雨对景观水体水质的影响,因此将调蓄池设置在雨水管道接入景观水体前,目的是将初期雨水收集进入污水系统进行处理。

 

(4)低冲击雨水开发技术(LID)

 

低冲击开发(Low-lmpact Dvelopment,简称LID)是上世纪九十年代末期由美国推出的一种概念,其初始原理是通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术,来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,从而使开发区域尽量接近于开发前的自然水文循环状态。这是一种以生态系统为基础,从径流源头开始的暴雨管理方法。目前,深圳新区推广采用该技术。

 

LID主要适合于城区及高度开发的城区。LID技术具有以下特点:

 

(1)多功能:LID设计通常具有消减洪峰、面源污染控制、景观、水土保持等多种功能。

(2)经济性:LID设计通常具有较低的造价及维护成本,且维护方便。

(3)景观生态性:LID设计一般与景观设计、水土保持设计相结合。

 

(5)路缘石线性排水沟

 

路缘石线性排水沟是一种新型的雨水收集方式,该系统是将路缘石与雨水口功能结合在一起,广泛用于国外,如德国。具有如下特点:

 

(1)线性排水系统,可快速收集路面积水

(2)可取代路面雨水口,节省部分排水支管物料和施工费用

(3)产品为树脂混凝土预制件,具有体型小、重量轻的特点,可快速安装,节省施工时间和成本。

 

四、雨水创新方式适用性分析

 

综合上述,对各方案的适用性归纳总结如下:

 

(1)蝶形边沟主要具有收水能力强、生态环保等特点。蝶形沟边的设置需与道路专业配合,不设置路缘石。因此,它不适宜用于城市中心区等人流密集区域,可用于公路、快速路等区域。

(2)下凹式绿地调蓄池主要具有调蓄洪峰、促进景观的作用。它的设置需要与城市总体布局相结合,可考虑布置于公园、广场等区域。为保持下凹式绿地调蓄池的景观作用,特别时枯水期的补水及调蓄池绿化的维护,因此,不建议用于偏远区域。

(3)初雨调节池主要功能为初级雨水的弃流。适用于在城市中心区等污染严重区域,雨水排入景观水体之前。

(4)低冲击雨水开发技术兼有初雨处理、调蓄等功能,适用于城市中心区设置有人行道的区域。

(5)路缘石线性排水沟适用于带有路缘石的道路,目前国外广泛应用,国内还未普及。可应用于城市道路交叉口、公共汽车站等容易积水区域。

 

五、结论

 

中国城市化地过程不可阻挡,低碳理念也应融入城市建设过程中,雨水利用正慢慢发展起来。雨水利用首先要改变“以排为主”地排水观念,采用“以蓄为主、以排为辅、蓄后使用、用后排放”的城市雨水管理理念。