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低影響開發(fā)技術(shù)的若干方式及特點探討

2017-06-06 12:21
山西建筑 2017年11期
關(guān)鍵詞:植草開發(fā)技術(shù)水桶

黃 勤

(合肥市濱湖新區(qū)建設(shè)投資有限公司,安徽 合肥 230001)

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低影響開發(fā)技術(shù)的若干方式及特點探討

黃 勤

(合肥市濱湖新區(qū)建設(shè)投資有限公司,安徽 合肥 230001)

根據(jù)建設(shè)海綿城市遵循的與自然和諧共處的低影響發(fā)展模式,介紹了海綿城市建設(shè)中低影響開發(fā)措施的設(shè)計要點,并結(jié)合合肥當?shù)氐那闆r,提出其低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)的建議及注意事項,以期為類似低影響開發(fā)的工程設(shè)計和施工提供參考。

海綿城市,低影響開發(fā),雨水花園,植草溝,綠色屋頂,滲透路面

1 海綿城市建設(shè)與低影響開發(fā)技術(shù)

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,建設(shè)海綿城市遵循的是與自然和諧共處的低影響發(fā)展模式。低影響開發(fā)模式是20世紀90年代末發(fā)展起的暴雨管理和面源污染處理技術(shù),旨在通過分散的,小規(guī)模的源頭控制來達到對暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制,使開發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán)。

低影響開發(fā)強調(diào)以生態(tài)系統(tǒng)為根基,盡可能減少城市建設(shè)對原有自然地表徑流的影響,提倡將雨洪管理的起始點提前至徑流源頭,模擬蒸發(fā)、過濾、滲透、貯留等自然界的雨水傳輸路徑(見圖1)。根據(jù)實驗資料數(shù)據(jù),低影響開發(fā)模式可減少約30%~99%的暴雨徑流,并延遲約5 min~20 min的徑流峰值,還可有效去除徑流中的磷、氮、油脂等污染物,有效中和酸雨,是城市可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù)之一。

低影響開發(fā)技術(shù)一般利用雨水花園、植草溝、綠化屋頂、滲透路面、雨水桶下等分散式生態(tài)措施,消納和減排雨水,減少雨洪期市政管網(wǎng)的壓力,降低城市洪災(zāi)風(fēng)險。

2 雨水花園

雨水花園可有效地控制徑流污染、削減徑流流量和峰值流量,其常見位置為:1)樹井、路邊的盒狀低洼綠地單元、低洼的公路隔離帶、車道周邊;2)公寓大樓、住房小區(qū)、商業(yè)、工業(yè)及公共建筑范圍內(nèi)的景觀區(qū);3)小區(qū)停車場附近獨立的低洼綠地;4)在屋檐、屋頂,特別在大型商業(yè)建筑區(qū)和停車場的大型盆栽。其特點及功能如表1所示。

3 植草溝

植草溝常用于雨洪控制、處理工程的預(yù)處理設(shè)施,可延長水力停留時間,從而削減洪峰,也能通過滲透作用削減水量,凈化水質(zhì)。較常用于公園、道路邊、私人景觀區(qū)等處。

植草溝的設(shè)計參數(shù)主要包括水力停留時間、植草溝長度、最大允許流速和縱向坡度等;有關(guān)研究結(jié)果表明:當植草溝的水力停留時間為5.5 min,7 min,10 min,18 min時,其相應(yīng)的污染物去除率分別為48%,70%,67%和80%。當植草溝的長度從30 m增加到60 m后,SS、碳氫化合物及重金屬的去除率分別增加了20%,25%和46%~67%。

通過對植草溝在道路地表徑流傳輸入滲過程中的模擬研究表明:降雨歷時越短、降雨強度越低,植草溝的調(diào)蓄能力發(fā)揮越好,降雨強度相對降雨歷時來說對植草溝傳輸入滲能力的影響更大;植草溝對氨氮、總磷、COD的去除率分別為10%~20%,15%~35%,20%。植草溝的設(shè)計要點如表2所示。

表2 植草溝的設(shè)計參數(shù)

堵塞是植草溝日常運行中需注意的問題,由于沉積物堵塞土壤孔隙,在運行一段時間后的滲透系數(shù)降低。在入流一定的情況下,植物根系越厚實,溝渠面積越大,堵塞越不容易發(fā)生。

4 綠色屋頂

綠色屋頂適合改建、重建以及新建建筑,能夠應(yīng)用于車庫和大型工業(yè)、商業(yè)和公共建筑。綠色屋頂在不滲透面積比例較大的高度城市化的區(qū)域效果更加明顯。一般情況下,綠色屋頂在夏天可滯留70%~90%的降雨,冬季可滯留25%~40%的降雨量。綠色屋頂?shù)幕窘M成:1)能夠支撐綠色屋頂系統(tǒng)重量的屋頂結(jié)構(gòu);當樓板設(shè)計載荷在200 kg/m2以下,從安全角度考慮不宜進行屋面綠化。屋面樓板設(shè)計荷載大于350 kg/m2以上時,可以選擇適當綠色植被進行屋面綠化改造;2)保護建筑和屋頂結(jié)構(gòu)的防水材料;3)由多孔介質(zhì)組成的排水層,并能有助于植物的吸水;4)土工合成材料層,用來組織顆粒較小的土壤堵塞多孔介質(zhì);5)適合屋頂植物生長的土壤層,考慮到屋頂載荷和植物對營養(yǎng)的需求,通常采用輕質(zhì)改良土壤;6)能夠適應(yīng)屋頂環(huán)境并且根系較淺的植物。

綠色屋頂設(shè)計與施工時應(yīng)考慮如下幾個方面:1)屋面有坡度時,1∶12~5∶12的坡度比較適合,有利于徑流通過重力排出;當坡度較大時,應(yīng)具有防土壤侵蝕的措施。2)屋頂結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的載荷能力,屋面各孔口最好使用石塊等防護材料堆積在周圍。3)屋面必須設(shè)置防水層,并且在繼續(xù)施工前進行完全的防水測試。4)排水層可使用礫石等材料,深度由屋頂載荷能力以及設(shè)計綠色屋頂保水量決定,一旦綠色屋頂排水層孔隙飽和,過多的徑流通過傳統(tǒng)的屋頂排水系統(tǒng)排出。5)考慮到屋頂載荷問題,綠色屋頂?shù)耐寥啦荒苓^重,且具有足夠的養(yǎng)分供植物生長需要。6)屋頂花園必須設(shè)防護措施,以防人、物墜落。

5 其他技術(shù)方式

5.1 滲透路面

滲透路面主要應(yīng)用于工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和居民區(qū)的停車場、人行道以及非機動車道等,較不適宜高速公路等交通負荷量較大的道路。透水路面的應(yīng)用主要包括以下方面:1)降低路面的徑流系數(shù);2)減小地面徑流污染;3)降低道路的熱島效應(yīng);4)提高城市路面的使用性;5)補充地下水并保障水質(zhì)。Ferguson對透水地面徑流系數(shù)的研究表明:剛鋪設(shè)的透水路面徑流系數(shù)為0.12~0.40,使用3年~4年后,其徑流系數(shù)仍保持在0.18~0.29。

滲透路面建設(shè)應(yīng)注意以下幾個方面:1)滲透路面適合人行道以及低速、交通量不大的區(qū)域;2)確保當?shù)赝寥烙凶銐虻臐B透能力;3)因透水鋪裝的優(yōu)良性狀是靠空隙滲水來實現(xiàn)的,故需確保滲透路面周圍的滲透系統(tǒng)有足夠的抗堵塞能力;4)具有一定的抗凍能力。

5.2 雨水桶

雨水桶具有一定的滯蓄庫容,常用于高度城市化及人口密集的地區(qū),這些地區(qū)往往沒有空間發(fā)展其他低影響開發(fā)技術(shù),也可用于綠色建筑等,減少市政給水的消耗。雨水桶的徑流削減效果與其布設(shè)位點、容量有效利用、降雨強度等均有關(guān),優(yōu)點是占地小,投資省,維護方便。

雨水桶的位置選擇:1)雨水桶應(yīng)設(shè)置在水平位置,且不易下陷、侵蝕和傾倒;2)地下雨水桶應(yīng)離建筑物至少3 m,應(yīng)防止雨水桶滲漏,破壞地基;3)雨水桶離地面越高,就有越多的壓力可用,儲蓄的水可通過重力流進入灌溉系統(tǒng)或渠道等;4)若雨水桶安裝在地下室,需安裝抽水系統(tǒng);5)如果空間允許,可在屋頂安裝雨水桶,便于利用重力流。

雨水收集系統(tǒng)基本組成部分應(yīng)包括:1)收集雨水的不滲透表面,如屋頂?shù)龋?)收集和傳輸屋頂?shù)仁占瘏^(qū)域雨水的設(shè)備與裝置;3)用于濾去碎片等雜物的格柵裝置;4)可移動的桶蓋或入口等裝置;5)溢流管;6)出水口;7)當重力流無法傳輸雨水時,可考慮安裝泵。

6 討論與建議

合肥市位于中緯度地區(qū),地處濕潤帶和過渡帶,降水量受地形及水汽來源影響,面上分布不均,總趨勢是南多北少,西多東少,多年平均降水量970 mm。合肥市年內(nèi)降水大部分集中在汛期5月~9月,汛期降雨量占全年降雨比例60%以上。合肥市土質(zhì)特點明顯,土壤中粘土含量較高,其滲透性能較差。

目前,針對合肥當?shù)氐牡陀绊戦_發(fā)措施的研究相對較少。合肥市的屋面雨水水質(zhì)總體較為良好,建議屋頂綠化的雨水經(jīng)截污棄流裝置將初期雨水棄流后,經(jīng)蓄水池沉淀、過濾、消毒后進行城市雜用回用(綠化、灌溉和沖洗道路等)。初雨沖刷導(dǎo)致道路水質(zhì)總體相對較差,建議在人行道、非機動車道下鋪設(shè)透水鋪裝,道路采用透水路面。綠地系統(tǒng)建議采用植草溝+雨水花園+下凹式綠地的LID組合模式,且考慮到合肥市的土壤特性,滲透系數(shù)小,無法滿足雨水花園的滲透速率設(shè)計要求,建議采用改良的土壤基質(zhì)。

合肥市城區(qū)的雨水管道建設(shè)設(shè)計重現(xiàn)期標準較低,雨水花園、植草溝、綠色屋頂、滲透路面相結(jié)合的低影響開發(fā)技術(shù)組合模式可有效緩解城市內(nèi)澇、削減城市徑流污染負荷。建議加快對合肥市不同類型的典型下墊面的土層、厚度、滲透能力、雨水水質(zhì)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集及雨水利用的綜合措施的技術(shù)規(guī)范編制,深入探討適合合肥本地特點的優(yōu)化設(shè)計,加快低影響開發(fā)系統(tǒng)示范區(qū)的建設(shè),開展雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝(停車場)、雨水調(diào)蓄利用等示范工程的建設(shè)。

[1] 林 琳.低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)計要點[J].中國市政工程,2013(Z1):137-138.

[2] 王建軍,李 田.雨水花園設(shè)計要點及其在上海市的應(yīng)用探討[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2013,36(7):164-167.

[3] 羅紅梅,車 伍,李俊奇,等.雨水花園在雨洪控制與利用中的應(yīng)用[J].中國給水排水,2008,24(6):48-52.

[4] 唐雙成,羅 紈,賈忠華,等.雨水花園對暴雨徑流的削減效果[J].水科學(xué)進展,2015,26(6):787-794.

Inquiry on various low-influence developing technologies and features

Huang Qin

(HefeiNewBinhuRegionConstructionInvestmentCo.,Ltd,Hefei230001,China)

According to low-influence development pattern of mutual development between spongebob city and nature, the paper introduces design points of low-influence development measures in spongebob city construction, and puts forward low-influence developing facility building suggestions and matters by combing with local Hefei conditions, with a view to provide some guidance for similar low-influence development engineering design and construction.

spongebob city, low-influence development, rainwater garden, grass ditch, green roof, permeable pavement

1009-6825(2017)11-0134-02

2017-02-09

黃 勤(1968- ),女,高級工程師

TU991.114

A

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