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高架橋雨水收集

瀏覽次數:930    發布時間:2021-04-15 10:56:36    

  由于城鎮化進程的推進,大量建筑物、硬化道路代替了原來的自然地面成為雨水下墊面,雨水無法下滲成為地下水儲存起來,在枯水季節向漓江補水;同時暴雨時過快通過市政管網排入漓江,加大了洪澇災害的程度。然而城鎮化是一個不可逆轉的進程,因此,采取措施把雨水攔截并儲存起來,留到用水高峰或者缺水季節利用是很必要的,這既可緩解甚至解決枯水期缺水問題,又可減輕乃至避免洪澇災害。從長遠看,開發利用雨水等非傳統水源,對于社會的可持續發展具有重要意義。

  目前非傳統水源的開發利用主要有中水回用和雨水利用,中水回用就是將污水進行處理后,循環使用。建成一個中水回用系統,要占用大量的空地,前期投入大,投用后成本也過高,無法大面積推廣應用,而且對于減輕洪澇災害也沒有直接作用。與中水回用項目相比,雨水收集利用工程運行費用低廉,可以大大減少用水開支,更適合推廣應用。

  摘要:結合工程實例,對高架橋下雨水收集利用進行分析研究。橋下雨水收集利用系統由砂濾系統,雨水花園,地下儲水系統,自動噴灌四大部分組成,有效解決了高架橋下綠化澆曬的問題。在保留現狀橋面及路面的前提下,將橋面雨水進行收集,處理,儲存及利用。該工程造價低,貫切了低影響開發的精神,可為高架橋雨水收集利用設計提供參考。

  城市高架橋橋下一般設有綠化帶,但是由于橋面的阻擋,橋面上的雨水經落水管直接流入雨水管道,無法淋到橋下綠化帶。若將橋面上的雨水收集起來,并用于橋下的綠化澆灌,則既能節約綠化用水,還能節省人力和物力。高架橋雨水利用,在保證橋面雨水快速排走,保障道路交通安全的前提下,還考慮了雨水的就地利用,通過滲,滯,蓄,凈,用,排等多種技術,實現城市良性水循環。

  項目概況

  某市一條南北向的城市快速路,是該市南北交通的主要通道一直,道路全長為2.575km。

  總體設計目標

  1、雨水利用目標:滿足高架橋下綠地灌溉水量需求。

  2、徑流總量控制目標:年徑流總量控制率不低于85%(對應設計降水量為41.5mm)

  3、徑流峰值控制目標:在原有的排水設計重現期下,建設用地外排雨水高峰流量不得大于開發建設前的水平。

  4、水質控制目標:初期徑流雨水水質依據深圳市《雨水利用工程技術規范》(SZDB/Z49-2011)第6.1.1條規定選用,綠化灌溉用水水質依據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》(GB50400-2006)規定選用。

  綠化用水量

  根據綠化用水定額規定 ,綠化灌溉用水量為1.5~2 L/(m ·次) ,1 ~2 次/d。用水量可根據季節做相應調整。考慮到降雨的不規律性,為提高高架橋雨水的利用效率 ,按 4 d 用水量對雨水進行收集。3.1.2 高架橋雨水收集利用段水量分析水量平衡分析見表1。

  根據表1計算結果,并經實地考察地形,在橋始,未兩端各設置一套回用系統,每套系統調蓄水池的容積為80m3,清水池的容積為20m3。

  高架橋雨水下滲段水量分析

  參照《海綿城市建設技術指南(試行)》第4章表4-3,本高架橋綜合雨量徑流系數ψ=0.9

  根據《海綿城市建設指南》第 4 章式 (4 —1) ,計算得到一跨 的高架 橋 (S = 25 ×L )下應具有的調蓄容積 即控制容積 :V = 10日 道路總面積 = 10 × 4 1 .5 × 0 .9 × ‘s/10 00 0 = 0 .037 35S 133 。雨水花園調蓄能力按單位面積控制降雨量為0.5 m 計算 ,至少需 0 .075S m 。因此下滲段雨水花園面積應 占高架橋 面積 的 7.5%左右 ,實際下滲段雨水花園面積取高架橋面積的 10% ,滿足需要。

  道路改造分段

  根據水量分析、現場地形、道路縱坡等,擬分為四段進行改造,其中I段、Ⅳ段 (大部 )采用雨水收集利用工藝,Ⅱ段、Ⅲ段 (大部 )采用雨水下滲工藝,具體見表2。

  雨水收集利用及下滲工藝

  該工程分段分別采用雨水收集利用 (砂濾 系統+ 雨水花園 + 地下儲水處理系統 + 自動噴灌) 及雨水下滲(砂濾系統 + 雨水花園)工藝。

  1、雨水收集利用工藝

  雨水經過高架橋現狀落水管進入砂濾系統,溢流后進入雨水花園(水力停留時間為48~72h),經生物處理后(超標雨水溢流進入市政管道),下滲進入地下儲水系統,用一體化玻璃鋼雨水池保存,使用時通過過濾凈化系統深度處理后達到回用水的質量要求,連接自動噴灑系統,進行自動綠化澆曬。

  2、雨水下滲工藝

  雨水經過高架橋現狀落水管進入砂濾系統,溢流后進入雨水花園(水力停留時間為48~72h)經,生物處理后下滲補充地下水(超標亅溢流至道路,排入雨水邊井)。

  工藝方案

  1、砂濾系統

  利用礫石對雨水進行過濾,過濾后的雨水溢流進入雨水花園。前端砂濾系統主要過濾較大顆粒的污染物。砂濾系統見下圖

  雨水花園

  通過人工挖掘的淺凹綠地,匯集并吸收來自高架橋的雨水,通過植物,沙土的滲透,過濾作用使雨水得到進一步凈化并最終滲透進入地下儲水系統。超過標準的降雨將通過雨水花園中的溢流口排放進入市政排水系統。設計水力停留時間為48~72h,植物選擇耐旱,耐澇,無需永久灌溉的植物雨水花園(收集利用段)見圖3.

  雨水花園的特點:

  1、能夠有效地去除徑流中的懸浮顆粒,有機污染物以及重金屬離子,病原體等有害物質

  2、通過合理的植物配置,能夠為昆蟲與鳥類提供良好的棲息環境。

  3、通過其植物的蒸騰作用,可以調節環境中空氣的濕度與溫度,改善小氣候環境。

  4、雨水花園的建造成本較低,且維護與管理比草坪簡單。

  一體化玻璃鋼雨水池

  水池系統通常有鋼筋混凝土池,一體化玻璃鋼雨水池,本工程采用一體化玻璃鋼雨水池,一體化玻璃鋼雨水池可以進入內部清掃垃圾,不需要反沖洗,100%蓄水空間。即埋即用,綜合造價低,強度高,使用壽命長,整體成形,絕無滲漏。

  調蓄水池容積為80m3,規格為ф3.0m*11.0m,設曝氣裝置和潛水提升泵各一套。

  斜板沉淀池內包括折流板混凝反應區、側向流斜板分離沉淀區和出水穩流區,規格為ф2.6m*3.2m。折流板混凝反應區的設置,視雨水污染的實景情況確定,嚴重時可加投如聚合氯化鋁,硫酸鋁等藥劑,側向流斜板分離沉淀區的功能是固液分離,澄清雨水,出水穩流區采用穿孔多孔管集水。

  清水池儲存處理后的水供綠化噴灌等回用,規格為ф2.6*3.8m,與斜板沉淀池合為一體,清水池內設曝氣裝置一套。

  結語

  1、保留現狀橋面及路面的前提下,將橋面雨水收集,處理,儲存及利用,貫切了低影響開發的精神,在雨水就地利用,涵養地下水的同時,有效地節省了人力,物力,對城市的可持續發展有著重要意義。

  2、采用砂濾系統+雨水花園的工藝對雨水進行滲透,過濾,建造成本低,維護管理方便。

  3、采用雨水收集利用工藝處理的雨水,出水水質達到綠化用水水質標準,可用于高架橋下綠化噴灌,采用雨水下滲工藝處理的雨水,有效去除了徑流中的懸浮顆粒,有機污染物等,可用于涵養地下水。

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