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昆明昆明二环雨水资源化利用生态路系统

收藏本文 2024-04-16 点赞:5022 浏览:13790 作者:网友投稿原创标记本站原创


城市和经济的快速发展,带来了水资源的过度消耗,水资源短缺和城市生态问题在我国多数地区愈显突出。受人类活动的影响,自然水体被开发,地面植被受到破坏,土地利用性状发生改变,混凝土建筑、停车场、沥青道路等不透水地面大量增加,使得城市水循环状况发生了变化。城市规模的不断扩大,水资源的消耗也在加大,降雨量也随之增多。由于不透水面积率增大,渗透到地下部分的雨水量减少了,而产生的地表径流的量大大增加雨水只能通过排水管网排走,土壤的储水量就减少了,城市水体和地下水无法实现自然的交互渗透补给。
我国水资源紧缺,昆明市作为国内严重缺水的14个城市之一,水资源紧缺已是制约昆明国民经济发展的重要障碍,近几年昆明市政府推行雨水资源化利用,以缓解水资源短缺的矛盾。此次借昆明二环改造契机,在雨水工程设计中结合实际情况贯彻雨水资源化利用的目标,通过相关工程措施,增加雨水渗透利用,达到一定的成效。

1.雨水资源化简述

摘自:毕业论文格式下载www.udooo.com

雨水作为用来满足人们生活、生产及生态环境需要的物质资料时,它就成为雨水资源。广义的雨水是指降水,包括大气降落到地面上的液态水和固态水。雨水资源化是从雨水的生态循环出发,变雨水排放为雨水的再利用,减缓城市雨水洪涝及地下水位的下降、控制雨水径流、减少资源浪费,从而改善城市的生态环境。
雨水资源化途径可分为两大类:下渗和贮存。
雨水渗透利用是指通过地表渗透或辅助设施使雨水下渗至浅层土壤以及地下水层,增加土壤贮水量,直接供给植物生长,使雨水得以利用的方式。雨水渗透利用有很多种方式,根据入渗量和入渗能力的不同,主要分为雨水的自然入渗和利用辅助设施渗透两种。
雨水储存技术主要运用于两类工程:
一类是以集蓄为目的,将雨水径流引入人工的地上或地下的雨水调节池。另外一类是将雨水径流蓄积到城市内的河道、湖泊、水库等蓄积量较大的开阔水面,将雨水储存与城市水体景观建设结合起来,利用水体的自净能力或建设人工湿地来净化水体、改善水质。
通过下渗或贮存将雨水资源化,不仅有效的抑制城市暴雨径流,还可以作为城市非常规水源,来改善城市环境。

2.昆明概况

昆明城区坐落在滇池坝子,海拔1891米,三面环山,南濒滇池,湖光山色交相辉映。昆明年均降水约1000毫米,日最大降雨量285mm,降雨约13

4.1天。

昆明市春冬季干燥少雨,11月至次年4月为干季,降水量仅占全年的15%左右,水资源紧缺;雨量集中在夏秋季,5~10月为雨季,降水量占全年的85%左右,易受洪涝灾害。一直以来昆明缺乏对城市雨水收集及综合利用系统的研究,城市发展使得地面大面积的硬底化,城市地表的渗透能力和涵养水源的能力减低,造成地面径流量增加,径流时间缩短,洪峰流量增大,传统的雨水汇集排放使雨季径流白白流走且容易产生洪涝,而到了旱季却缺水严重,这使得昆明市面临着水资源短缺的问题。

3.昆明二环雨水资源化利用

3.1昆明二环概况及雨水资源化利用的必要性

昆明二环由两层系统构成,上层属于城市快速路高架系统,双向六车道,桥面宽度26~42米;地面道路为城市II级主干道,不少于双向六车道,42~60米;东北南二环总长度约21公里。地面道路被上层高架桥遮挡面积达70%以上,由于上层高架为不透水材料,桥面的雨水均经高架桥的雨水口收集后通过雨水立管排至地面。传统的雨水排放方式是把雨水经雨水管道就近排放到湖泊或河涌,将使得桥底下的绿地无法受纳雨水,造成了雨水资源浪费。针对昆明二环的特殊情况,减少绿化喷灌用水,增加地下涵养,东北南二环道路的雨水资源化利用是有必要的。

3.2雨水资源化利用方案

受二环建设的局限性,二环道路沿线暂时无法建设雨水贮存利用系统,雨水资源化主要从雨水下渗方式入手。在道路红线范围内,绿化带是最好的渗透设施,而下凹式和平地式绿化带更能够促进雨水下渗,加大雨水的利用量,获得最佳的城市生态效益。充分利用道路绿化带,可以在不增加工程造价的同时,实现可行、可靠的雨水资源化利用。
为了达到最好的效果,本项目采用下凹式绿化带,其设计结构为:绿化带的高程低于周边路面高程,雨水口设置在绿化带内,且雨水口高程介于绿地和路面高程之间。下雨时,雨水径流会先汇入到下凹式绿化带内,雨水经过蓄留渗透后,多余的雨水通过雨水口排走。下渗量的多少根据地表特点、土壤性质、地形条件以及降雨量大小和强度等因素有关。具体的设计中,可根据场地条件以及降雨产流的特点来确定绿地的高低、大小及结构,从而将雨水充分渗透利用,为雨水就地生态利用创造条件。

3.3设计思路

昆明二环大部分绿化带位于高架桥下方,考虑将路面雨水和桥面雨水资源化利用到道路沿线的绿化中,桥面、道路路面的雨水汇集后不立刻进入城市雨水管道收集系统,让其先流入树池或绿化带,多余的雨水采用雨水口收集,排入到雨水管网。从而达到绿化用水以及城市地下水的补给。形成雨水资源化利用的生态路,达到雨水最大限度截留利用、减少自来水在绿化喷淋方面的使用量、大大减少雨水中的污染物对水体的污染。
桥面雨水
落水井
道路雨水 下凹式绿化带绿化带雨水口 雨水管网

3.4工程方案

3.4.1 平面布置及主要构成

要实现雨水资源化利用,需要通过雨水收集、绿地渗透、余水排放三个部分。
首先,雨水收集部分设置过水路缘石和消能渗透井对路面的雨水汇流收集:
对于地面道路,路面雨水通过道路横坡的初步汇集后,流至绿化带边路缘石附近。为了增加汇流效果,昆明二环采用了L型路缘石,该路缘石的最大特点是立缘石平缘石一体化,每块路缘石长60cm,在底面有一条直径为10cm的半圆型的集水沟。为保证雨水能顺利进入绿化带,在路缘石侧面平集水沟沟底处预留直径为10cm的过水孔三个,过水孔平均布置在路缘石侧面。为避免雨天时路缘石上的集水沟会积水,绿化带背水面和道路纵坡低点同时布置开孔路缘石。
L型开孔路缘石大样图
对于高架桥路面,雨水经高架桥的雨水口收集后通过雨水立管排下地,在立管出水处设置消能渗透井,消能渗透井不与排水管道直接相连,使之作为一个独立的蓄水、过滤、透水装置。消能渗透井采用卵石砌成1m×1m的可透水池体,顶板为塑料格栅,顶面标高比绿化带种植土高0.1m,周边配搭景观石及绿化遮掩。围绕消能渗透井设置一圈50cm宽的卵石带,溢流的雨水先通过卵石带过滤再进入生态集水沟。消能渗透井的主要作用是使桥面下来的雨水得到能量的释放并且截留一部分杂物,同时井内滞留的雨水可缓慢渗入土壤。
其次,绿地渗透部分设置生态集水沟,雨水流经生态集水沟渗透至地下。
生态集水沟设置在绿化带中间,连通路缘石的过水孔与消能渗透井,生态集水沟为梯形土质浅沟,沟底宽0.2m,高0.15m,沟中种植马蹄金草,用于贮存和滞留雨水径流,使雨水加以渗透利用。
地面雨水通过开孔路缘石后首先进入生态集水沟;桥面雨水则先进入消能渗透井,当消能井蓄满水后溢流至生态集水沟。生态集水沟可汇集并分配路面以及桥面雨水到整平绿化带中,沟中植物还能对雨水径流中的悬浮物、杂质等起到一定的净化作用。
最后,设置雨水口对多余的雨水排放至城市雨水管网内。
雨水口布置在开孔路缘石与消能渗透井中间,便于雨水通过生态集水沟的充分渗透。雨水口周边有一圈50cm宽的卵石带,其目的是截留种植土和生活垃圾,防止大量悬浮物进入雨水口。雨水井是按沉砂井标准设计,雨水口顶面比绿化种植土高0.05m。
平面示意图

3.4.2 横断面布置关系

本项目的雨水资源化利用主要由一体式路缘石、消能渗透井、生态集水沟、雨水口和绿地组成,形成雨水收集、绿地渗透、余水排放的过程。能否顺利完成该过程,不单关系到雨水资源化利用的程度,还关系到雨水排放安全的问题,雨水不能及时排走,将导致路面积水。因此,各构成体的标高定位是至关重要的。
横断面标高关系示意图
上图以绿化带最低一侧路面标高为±0.00,消能井顶板标高平绿化带横坡最低一侧路缘石顶标高。雨水口顶面标高比最低一侧路面低5cm。绿化带种植土面坡向雨水口,最低处标高比最低一侧路面低10cm。当集水沟最低处积水达到5cm深时,雨水将会溢流进雨水口排往市政雨水管道,严格按各标高实施可确保雨水充分渗透和及时排走。
4结束语
通过此系统,可实现桥面雨水和路面雨水收集到绿化带,且最大限度收集雨水,并将雨水有效地利用在道路绿化带中。整个绿化系统集环保、生态于一体,使水资源得到有效地利用。
本项目受工程项目的局限,不能将道路周边地块的雨水收集利用,城市的雨水资源化利用需要城市规划的配合,由规划对雨水资源化进行总体调控,发挥其引导性作用。单独的道路雨水资料化利用不能从根本上解决城市缺水的难题,必须扩展至各生活小区、广场、湖泊等各个城市区域,完善雨水汇集、扩大雨水渗透面积、增加雨水贮留利用设施等,形成完整雨水资源化利用系统,城市雨水才可能得以充分、有效的利用,使水资源得到良性循环,保护城市水环境。

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