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高架桥下雨水收集利用

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高架桥下雨水收集利用

高架桥下雨水收集利用

  • 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:2018-05-12 00:00
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    由于城镇化进程的推进,大量建筑物、硬化道路代替了原来的自然地面成为雨水下垫面,雨水无法下渗成为地下水储存起来,在枯水季节向漓江补水;同时暴雨时过快通过市政管网排入漓江,加大了洪涝灾害的程度。然而城镇化是一个不可逆转的进程,因此,采取措施把雨水拦截并储存起来,留到用水高峰或者缺水季节利用是很必要的,这既可缓解甚至解决枯水期缺水问题,又可减轻乃至避免洪涝灾害。从长远看,开发利用雨水等非传统水源,对于社会的可持续发展具有重要意义。
 
    目前非传统水源的开发利用主要有中水回用和雨水利用,中水回用就是将污水进行处理后,循环使用。建成一个中水回用系统,要占用大量的空地,前期投入大,投用后成本也过高,无法大面积推广应用,而且对于减轻洪涝灾害也没有直接作用。与中水回用项目相比,雨水收集利用工程运行费用低廉,可以大大减少用水开支,更适合推广应用。
 
    摘要:结合工程实例,对高架桥下雨水收集利用进行分析研究。桥下雨水收集利用系统由砂滤系统,雨水花园,地下储水系统,自动喷灌四大部分组成,有效解决了高架桥下绿化浇晒的问题。在保留现状桥面及路面的前提下,将桥面雨水进行收集,处理,储存及利用。该工程造价低,贯切了低影响开发的精神,可为高架桥雨水收集利用设计提供参考。
 
    城市高架桥桥下一般设有绿化带,但是由于桥面的阻挡,桥面上的雨水经落水管直接流入雨水管道,无法淋到桥下绿化带。若将桥面上的雨水收集起来,并用于桥下的绿化浇灌,则既能节约绿化用水,还能节省人力和物力。高架桥雨水利用,在保证桥面雨水快速排走,保障道路交通安全的前提下,还考虑了雨水的就地利用,通过渗,滞,蓄,净,用,排等多种技术,实现城市良性水循环。
 
    本文由:海绵雨水公司对某市高架桥的雨水收集项目施工案例,详细如下请了解
 
    项目概况
 
    某市一条南北向的城市快速路,是该市南北交通的主要通道一直,道路全长为2.575km。海绵雨水利用工程拟保留现状桥面及路面,仅对桥下绿化带进行改造。工程前期,海绵雨水施工工作人员对现状道路及管线情况进行了全面调差及勘测,桥下绿化带宽为10m,无任何市政管线,具备改造的条件。初步确定采用雨水收集利用与雨水下渗相结合的工艺,经水量分析后明确道路改造划分,最终确定工艺方案。
 
    总体设计目标
 
    1、雨水利用目标:满足高架桥下绿地灌溉水量需求。
    2、径流总量控制目标:年径流总量控制率不低于85%(对应设计降水量为41.5mm)
    3、径流峰值控制目标:在原有的排水设计重现期下,建设用地外排雨水高峰流量不得大于开发建设前的水平。
    4、水质控制目标:初期径流雨水水质依据深圳市《雨水利用工程技术规范》(SZDB/Z49-2011)第6.1.1条规定选用,绿化灌溉用水水质依据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006)规定选用。
 
    绿化用水量
 
    根据绿化用水定额规定,绿化灌溉用水量为1.5~2L/(m·次),1~2次/d。用水量可根据季节做相应调整。考虑到降雨的不规律性,为提高高架桥雨水的利用效率,按4d用水量对雨水进行收集。3.1.2高架桥雨水收集利用段水量分析水量平衡分析见表1。
 
    根据表1计算结果,并经实地考察地形,在桥始,未两端各设置一套回用系统,每套系统调蓄水池的容积为80m³,清水池的容积为20m³。
 
    高架桥雨水下渗段水量分析
 
    参照《海绵城市建设技术指南(试行)》第4章表4-3,本高架桥综合雨量径流系数ψ=0.9
    根据《海绵城市建设指南》第4章式(4—1),计算得到一跨的高架桥(S=25×L)下应具有的调蓄容积即控制容积:V=10日 道路总面积=10×41.5×0.9בs/10000=0.03735S133。雨水花园调蓄能力按单位面积控制降雨量为0.5m计算,至少需0.075Sm。因此下渗段雨水花园面积应占高架桥面积的7.5%左右,实际下渗段雨水花园面积取高架桥面积的10%,满足需要。
 
    道路改造分段
 
    根据水量分析、现场地形、道路纵坡等,拟分为四段进行改造,其中I段、Ⅳ段(大部)采用雨水收集利用工艺,Ⅱ段、Ⅲ段(大部)采用雨水下渗工艺,具体见表2。
 
    雨水收集利用及下渗工艺
 
    该工程分段分别采用雨水收集利用(砂滤系统+雨水花园+地下储水处理系统+自动喷灌)及雨水下渗(砂滤系统+雨水花园)工艺。
 
    1、雨水收集利用工艺
 
    雨水经过高架桥现状落水管进入砂滤系统,溢流后进入雨水花园(水力停留时间为48~72h),经生物处理后(超标雨水溢流进入市政管道),下渗进入地下储水系统,用一体化玻璃钢雨水池保存,使用时通过过滤净化系统深度处理后达到回用水的质量要求,连接自动喷洒系统,进行自动绿化浇晒。
 
    2、雨水下渗工艺
 
    雨水经过高架桥现状落水管进入砂滤系统,溢流后进入雨水花园(水力停留时间为48~72h)经,生物处理后下渗补充地下水(超标亅溢流至道路,排入雨水边井)。
 
    工艺方案
 
    1、砂滤系统
 
    利用砾石对雨水进行过滤,过滤后的雨水溢流进入雨水花园。前端砂滤系统主要过滤较大颗粒的污染物。砂滤系统见下图
 
    雨水花园
 
    通过人工挖掘的浅凹绿地,汇集并吸收来自高架桥的雨水,通过植物,沙土的渗透,过滤作用使雨水得到进一步净化并最终渗透进入地下储水系统。超过标准的降雨将通过雨水花园中的溢流口排放进入市政排水系统。设计水力停留时间为48~72h,植物选择耐旱,耐涝,无需永久灌溉的植物雨水花园(收集利用段)见图3.
 
    雨水花园的特点:
 
    1、能够有效地去除径流中的悬浮颗粒,有机污染物以及重金属离子,病原体等有害物质
    2、通过合理的植物配置,能够为昆虫与鸟类提供良好的栖息环境。
    3、通过其植物的蒸腾作用,可以调节环境中空气的湿度与温度,改善小气候环境。
    4、雨水花园的建造成本较低,且维护与管理比草坪简单。
 
    一体化玻璃钢雨水池
 
    水池系统通常有钢筋混凝土池,一体化玻璃钢雨水池,(海绵雨水PP雨水收集模块)本工程采用一体化玻璃钢雨水池,一体化玻璃钢雨水池可以进入内部清扫垃圾,不需要反冲洗,100%蓄水空间。即埋即用,综合造价低,强度高,使用寿命长,整体成形,绝无渗漏。
 
    调蓄水池容积为80m³,规格为ф3.0m*11.0m,设曝气装置和潜水提升泵各一套。
 
    斜板沉淀池内包括折流板混凝反应区、侧向流斜板分离沉淀区和出水稳流区,规格为ф2.6m*3.2m。折流板混凝反应区的设置,视雨水污染的实景情况确定,严重时可加投如聚合氯化铝,硫酸铝等药剂,侧向流斜板分离沉淀区的功能是固液分离,澄清雨水,出水稳流区采用穿孔多孔管集水。
 
    清水池储存处理后的水供绿化喷灌等回用,规格为ф2.6*3.8m,与斜板沉淀池合为一体,清水池内设曝气装置一套。
 
    结语
 
    1、保留现状桥面及路面的前提下,将桥面雨水收集,处理,储存及利用,贯切了低影响开发的精神,在雨水就地利用,涵养地下水的同时,有效地节省了人力,物力,对城市的可持续发展有着重要意义。
    2、采用砂滤系统+雨水花园的工艺对雨水进行渗透,过滤,建造成本低,维护管理方便。
    3、采用雨水收集利用工艺处理的雨水,出水水质达到绿化用水水质标准,可用于高架桥下绿化喷灌,采用雨水下渗工艺处理的雨水,有效去除了径流中的悬浮颗粒,有机污染物等,可用于涵养地下水。