海绵城市中透水铺装技术浅析
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透水铺装在海绵城市中的现状探究随着我国城市化进程的加快,城市建设对水资源的需求也越来越大。
城市化进程也给水资源带来了巨大压力,城市雨洪排水难、旱涝灾害频发等问题逐渐凸显。
为了解决这些问题,海绵城市的建设理念得到了广泛关注和推广。
透水铺装作为海绵城市建设的重要组成部分,有着重要的现实意义。
透水铺装具有优良的透水性能,能够较好地实现雨水的渗透和收集。
透水铺装表面多孔,能够通过孔隙将雨水导入到下方的透水层,形成一个储水空间。
这样不仅可以最大限度地减少雨洪对城市排水系统的压力,还能够有效利用雨水资源。
透水铺装能够将雨水收集、净化和利用,实现城市雨水资源的可持续利用,解决城市用水紧张的问题。
透水铺装能够有效改善城市的生态环境。
透水铺装可以为城市增加绿地面积,增加植被覆盖率,提高空气质量,净化环境。
透水铺装还能够保护地下水资源,保持地下水位的稳定。
透水铺装不仅能够减少城市的热岛效应,还能够改善地面的水文条件,提高城市的生态承载力。
透水铺装还能够提高城市道路的耐久性和舒适性。
传统的非透水铺装在雨水冲刷下容易形成积水,对道路的损害较大。
而透水铺装能够将雨水快速渗透下去,防止水浸泡作用导致道路的破坏。
透水铺装表面具有一定的弹性和缓冲性,能够减少人车在道路行驶中的颠簸感,提高行车的安全性和舒适性。
目前我国透水铺装在海绵城市中的应用还面临一些问题和挑战。
透水铺装材料的选型和性能有待进一步提高。
目前透水铺装材料种类较少,市场上出现了一些质量问题,无法满足实际需求。
透水铺装的施工技术还不成熟,施工标准和规范需进一步完善。
透水铺装的维护和养护难度相对较大,需要投入大量人力物力进行维护。
透水铺装的普及和推广工作还相对滞后,相关政策法规和标准规范还需进一步完善。
透水铺装在海绵城市建设中具有重要的现实意义。
透水铺装具有优良的透水性能,能够实现雨水的渗透和收集,解决城市雨洪问题。
透水铺装还能够改善城市的生态环境,提高道路的耐久性和舒适性。
园林景观yuan lin jing guan18海绵城市理念下园林景观中透水性铺装的运用探究◎贾国心摘要:近年来,我国经济社会的快速发展,城市化进程加快,大量不可渗透地下层的铺设阻碍了自然水文流通,造成了各种城市问题。
随着经济和社会的不断发展,人们对改善城市生态环境的要求越来越高。
渗透性路面可以极大地减少雨水对于城市道路的破坏,在建设海绵城市中起着重要作用。
基于此,本文首先分析了海绵城市理念,随后从两个方面分析了园林景观中透水性铺装的运用,以此来供相关人士交流参考。
关键词:海绵城市;园林景观;透水性渗透性是海绵城市概念的关键功能,而渗透性铺装是实现海绵城市的重要方法。
透水铺装材料是一种生态友好的先进材料,不仅可以减少城市不透水道路的面积,而且可以调节雨水径流、存储、渗透和净化雨水,因此受到高度重视。
与不透水路面相比,透水路面具有更好的透气性,可使雨水迅速渗入地下,有效补充地下水并降低排水系统的压力。
一、海绵城市概述(一)“海绵城市”的概念我国“海绵城市”的建设理念于2004年《低碳城市和区域发展科技论坛》正式提出,经过多年的发展,海绵城市已逐渐成为我国城市建设的发展目标。
“海绵城市”具有与海绵相同的特性,能够高度适应环境变化和自然灾害。
在城市道路表面,可以像海绵一样吸收沉淀物,吸收的雨水可以通过城市自己的建筑设施进行过滤和存储,并且如有必要,还可以再利用存储的雨水。
这将有助于城市生态环境的建设,进一步加强城市与自然环境的融合,减少洪涝灾害和“热岛效应”的发生。
我国已经试点启动了“海绵城市”建设项目,并提供了专项建设资金。
“海绵城市”的建设对城市绿化设计以及河流和湖泊水系统的帮助密不可分[1]。
(二)“海绵城市”的作用海绵城市的建设主要是生态环境的建设,这反过来又增加了城市供水系统的数量和城市绿地的面积。
增加绿化面积和增加供水系统可以有效地减少地表径流,增加城市的漏渗水能力。
在城市通过自身的生态技术增加降水的时期中,雨水在城市中蓄积的时间,发生洪水泛滥,及时停滞的水渗透以及城市内涝对城市居民正常生活有着重要的影响[2]。
【海绵城市与园林景观】渗透技术:透水铺装与绿色屋顶透水铺装1.透水铺装的概念透水性铺装是一种新型的城市铺装形式,通过采用大孔隙结构层或者排水渗透设施使雨水能够通过渗透设施就地下渗,从而达到减少地表径流、雨水还原地下等目的。
透水性路面是一种解决洪峰流量过大导致城市排水系统瘫痪、城市资源匮乏等问题的有效措施。
2.透水铺装的适用性透水铺装一般用于车行道路、人行道路、小型园路、大型公共广场、小型休闲广场、室外停车场、室外运动场等。
3.透水铺装的优缺点A.优点补充地下水源;减少积水;吸声降噪;缓解热岛效应;防止内涝;环保,优化城市环境;良好的防洪排水功能;改善光环境;具有良好的渗水性及保湿性,可维护城市土壤生态环境的平衡。
B.缺点现阶段透水混凝土造价略高于普通混凝土;强度不高(随着时间延长,透水、排水性能会逐渐下降);孔洞易堵塞,不容易彻底清洁,在寒冷地区容易冻坏;透水砖等部分透水材料抗压;抗弯强度低,耐磨强度低。
4.透水铺装的常见类型透水性铺装按面材可分为两大类,即:块状铺装、整体铺装。
块状铺装包括:卵石铺装、特色铺装、各种透水砖铺装、石质嵌草铺装、植草砖铺装、木砖铺装、孔型砖加碎石铺装。
整体铺装包括:碎石铺装、木屑铺装、透水混凝土铺装、多碎石沥青混凝土铺装、环氧树脂微孔透水铺装。
5.透水铺装设计与注意事项A.透水砖孔隙率宜达到20%,保水量在通常使用状态下达10000cc/m。
不考虑机动车荷载步砖:抗压强度不小于Cc40,抗折强度不小于Cf4,防滑等级为R3,防滑性能指标BPN≥65;考虑机动车荷载步砖:抗压强度不小于Cc50,抗折强度不小于Cf5,防滑等级为R2,防滑性能指标BPN≥70。
B.级配碎石基层重型压实度不小于95%,集料压碎值不大于40%。
C.无砂大孔混凝土基层孔隙率不小于15%,间隔5~6m设置横向缩缝,缝宽10mm。
D.砖铺设留缝2~3mm,并用中粗砂填缝。
E.人行道面层的铺砌应与临街建筑物地坪妥善衔接。
海绵城市中透水铺装技术浅析摘要:透水铺装是海绵城市建设的重要技术手段,可有效实现水资源的循环,改善生态环境。
本文分析了透水铺装的原理和结构类型,从减少雨水径流,净化雨水径流,改善生态环境三个方面论述了其功能效果。
并通过对具体工程实例的分析,说明透水铺装技术在海绵城市建设中的广泛应用和发展前景。
关键词:透水铺装;海绵城市;雨水径流“海绵城市”就是把城市类比为海绵,在降雨过程中通过及时排水、有效渗吸水,存储雨水,从而在缺水时将储存的水释放出来,有效利用,以近自然的规律应对环境变化,抵御自然灾害。
透水性路面可用于海绵城市建设中的雨水渗透和储存,有利于实现城市自然积累,合理渗透和有效净化的良好水循环。
修复受损的水生生态系统,促进城市生态平衡。
1透水铺装的原理透水铺装材料一般采用级配间断的骨料、水泥、沥青、水等材料,各种材料间通过胶凝材料的粘结能力,附着在一起从而形成一个整体。
一般传统的铺装结构,为了保证整体结构的高强度和高承载能力,需要防止水分进入而设计成密闭防渗结构。
透水性路面具有大的内部空隙,雨水径流进入内部,渗透到路面中的雨水横向流动。
经过结构层后排出路面,将雨水引入道路旁的排水设施,利用自然或人工营造方式将雨水径流收集到固定场所,然后利用地形和环境优势有效地再利用水资源。
透水铺装可实现大气与地层的相互联系,进行水、气、热等资源传递。
同时,在雨水渗透过程中透水铺装对其进行过滤和清洁,节约了污水处理费用。
2透水铺装的功能效果2.1减少地表径流与传统的沥青硬化道路等不透水路面相比,透水性路面可以作为生态排水基础设施,使雨水更快地渗透到地表。
它不仅延缓了地表径流的排放时间,而且还减少了总地表径流。
未开发的自然生态系统可以保留,渗透和吸收80%的雨水,而城市化导致硬化地面大幅增加,只能截留20%的降雨量。
其他80%的雨水形成地表径流。
渗透性路面可以大大减少地表径流,减少洪峰,避免因暴雨或连续降雨引起的城市内涝[2]。
海绵城市人行道透水铺装技术1、透水混凝土的制备(1)水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,质量应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175)。
(2)外加剂应符合《混凝土外加剂》(GB8076-2008)的规定。
(3)透水混凝土采用的碎石料,必须使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石料,粒径在2.4mm-13.2mm,碎石的性能指标应符合《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685)中的二级要求。
(4)透水混凝土在满足强度要求的同时,还需要保持一定的贯通孔隙来满足透水性的要求,因此在配制时除了选择合适的原材料外,还要通过配合比设计和制备工艺以及添加剂来达到保证强度和孔隙率的目的。
(5)透水混凝土由骨料、水泥、水等组成,多采用单粒级或间断粒级的粗骨料作为骨架,细骨料的用量一般控制在总骨料的20%以内;水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥;掺合料可选用硅灰、粉煤灰、矿渣微细粉等。
投料时先放入水泥、掺合料、粗骨料,再加入一半的水用量,搅拌30s;然后加入添加剂(外加剂、颜料等),搅拌60s,最后加入剩余水量,搅拌120s出料。
2、施工步骤3、透水混凝土的施工透水混凝土的施工主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。
可采用机械或人工方法进行摊铺;成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊、振动整平梁等进行施工;表面处理主要是为了保证提高表面观感,对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗;透水混凝土路面接缝的设置与普通混凝土基本相同,缩缝等距布设,间距不宜超过6m。
4、透水混凝土养护、维护透水混凝土施工后采用覆盖养护,洒水保湿养护至少7天,养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。
混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。
清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。
技术指标:透水混凝土的技术指标分为拌合物指标和硬化混凝土指标。
(1)拌合物:坍落度(5mm~50mm);凝结时间(初凝不少于2h);浆体包裹程度(包裹均匀,手攥成团,有金属光泽)。
透水铺装在海绵城市中的现状探究当前,透水铺装在海绵城市中的应用范围越来越广泛。
海绵城市是指通过模仿自然水循环,构建一系列雨水管理系统,达到减缓暴雨洪水过程,提高水资源利用率的城市建设理念。
而透水铺装作为海绵城市建设的重要组成部分,能够有效地解决城市地表透水性差的问题。
目前,透水铺装广泛应用于城市道路、公园广场、市政绿地、停车场等场所,取得了较好的效果。
在城市道路方面,透水铺装是提高城市道路透水性的重要手段。
传统的道路表面常采用沥青等人工材料,无法使雨水渗透到地下,引起雨水径流积聚,产生积水、堵塞排水等问题,破坏了城市的景观和环境。
而透水铺装的道路表面能够使雨水通过材料的间隙渗透到地下,达到吸收、过滤、净化、减缓和储存雨水的功效。
近年来,越来越多的城市开始采用透水铺装的道路建设,如广州市内的滨江东路、越秀区大沙头路等,取得了良好的效果。
在公园广场方面,透水铺装作为城市美化、生态修复的重要手段,正逐渐深入人心。
传统的公园广场经常使用水泥、石材等人工材料铺装,不仅耗费了大量的原材料和资源,而且还破坏了公园的生态环境。
而采用透水铺装的公园广场,不仅可以达到除雨、滞洪、蓄水等功能,同时也有益于降低城市热岛效应,增加绿化覆盖率,改善城市空气质量。
例如,北京世园会场地采用透水铺装,将草坪、地砖、铺装砖及填土制成透水材料,建造出大面积“世园膜拜广场”,实现了城市环境保护与经济利益双赢。
在市政绿地方面,透水铺装作为城市生态修复的利器,正被越来越多的城市所应用。
在城市绿化地被硬化和人工化的情况下,透水铺装可以通过建设绿色道路、植物护坡、树池、绿化带等手段,增加绿色覆盖面积,降低了城市的热岛效应和空气污染,提高了城市的生态环境。
而透水铺装在市政绿地中的应用,则可以改善雨水径流等问题,有效地解决城市排洪难题。
如上海市静安嘉里中心绿地,通过透水铺装手段,改善了周边的水环境,使城市环境更加健康美好。
在停车场方面,透水铺装也具有良好的应用前景。
海绵城市透水铺装技术探讨及运用摘要:近些年,国家大力推广海绵城市建设,不少城市均积极进行城市海绵改造设计,但是,改造效果大多不尽人意。
透水铺装通过降低径流系数以削减城市洪峰流量,对于城市防洪具有重要意义,是海绵城市建设的重要内容。
将传统不透水地面改为透水地面,面临着“渗滞效能差”和“承载力不足”两大问题,而且后续维护维修费用高,铺装功能大打折扣。
本文依托工程实例“昆山震川高级中学海绵城市改造设计”,对透水铺装技术进行设计、研究实践,力求设计及研制出一种高强度且渗滞效能好的透水铺装技术,调查其运用效果,为行业发展提供参考。
关键词:高强度;渗滞效能;透水铺装;海绵城市;停车场近年来,海绵城市建设一直是国家热点话题,有不少城市开展海绵城市建设后取得了不错的效果,城市雨水资源得到优化,而有些城市开展海绵城市建设却未取得预想的效果,例如汛期时,依然会有城市内涝的发生。
海绵城市技术对于城市生态发展具有重要意义,但是,依然还有很多海绵技术并不成熟,不能够生搬硬套,否则只会事倍功半。
透水铺装是一项重要的海绵城市技术,通过透水功能大幅降低地面的径流系数,可高效地降低城市雨水径流峰值,避免城市内涝的发生[1]。
很多城市均把透水铺装作为城市海绵改造的一项重要的主要工作,但是透水铺装投入运营后出现了许多问题,例如砖体易破碎、移位,透水砖或透水地面易堵塞、后续透水能力断崖式下降,雨水会顶托面层,与周边高程衔接不对,汛期时防洪效果不显著等问题,总体表现出的效果就不尽人意。
设计并研制出一种高强度且渗滞效能好的透水铺装技术,对于海绵城市建设的发展是有重大意义的。
1工程概况“昆山震川高级中学海绵城市改造设计”项目位于江苏省昆山市,设计费为96万元。
震川高级中学绿化率高达45%,要在绿化率不降低的情况下进行海绵化改造设计,难度较大。
绿化改造程度有限,主要是对绿地的水线进行梳理、引导;屋顶和道路改造对校园生活影响太大,不宜做较大改造。
“海绵城市〞理念下透水性铺装的应用探讨摘要“海绵城市〞理念下,透水性铺装是低影响开发技术中一项关键的源控制技术,其通过加大城市的透水面积有效调节雨水径流,促进雨水的贮存、渗透和净化。
对此,本文首先阐述了“海绵城市〞理念下透水性铺装的应用意义,然后细致探讨了“海绵城市〞理念下透水性铺装的应用。
希望为“海绵城市〞理念更快更好地融入城市园林绿化建设,提供一些新思路。
关键词海绵城市;透水性铺装;地面铺装1“海绵城市〞理念下透水性铺装的应用意义1.1可削减地表径流透水铺装通过模拟大自然水分的渗透与贮存功能,以缓解降雨时地表径流量,并渗透贮存在路基或土壤内。
与普通路面不同的是,透水性铺装能够有效缓解由于降雨而造成的路面积水,减轻了雨季道路排水及防洪压力。
形成的地表径流不流入排水管道,而是通过渗透至地下补充地下水源,通过良好的蓄水功能,实现水资源的良性循环〔如图1〕。
1.2可净化地表水体雨水通过透水性铺装渗透至地下,其基层结构及土壤的过滤功能对水体进行净化,改善因地表径流对地下水体的污染。
而水中的污染物在经过过滤、渗透补给、生物降解后得到了明显改善,通过净化后的水质可到达地表水Ⅲ类水平。
1.3可改善生态环境普通硬质路面打破了原有环境的生态平衡,影响着铺装层下微生物的生存。
而透水铺装除了能够满足普通路面的承载性外,还能够维持铺装层下原有环境的生态平衡,改善由于人为影响而造成的生态失衡。
其能够为土壤层中微生物提供良好的生存环境,因此对保护生物多样性,改善生态环境起到了积极的作用。
1.4可提高环境舒适度透水性铺装材料空隙结构中自然积存的水分,能够有效改善城市水与空气之间的微循环,使路面温度降低约3°~5°,调节城市气候,有效缓解城市“热岛效应〞及“干热现象〞。
同时,透水性铺装使空气中的湿度明显增加,因而降低了空气中粉尘、扬尘的含量,有效减少了雾霾的发生率。
此外,透水性路面无积水,防止了因“水膜〞而导致的反光及湿滑,提高了车辆驾驶及步行的平安性及舒适度【1】。
透水铺装原理、功能及类型解读透水铺装被誉为“会呼吸的”地面铺装,本身具有良好的生态效益,并以特有的柔性铺装构造为地面的检修、维护和改造都来带了便捷。
它是海绵城市建设中的一个重要技术,广泛运用在城市道路、广场、停车场等。
应用透水铺装的必然性城市化的重要特征之一,即原有的天然植被不断被建筑物和非透水性硬化地面取代,从而改变自然土壤及下垫层的天然可渗透性,从而打破大自然中水与气的平衡,由此产生了许多负面影响。
1)硬化地面使雨水从地面流失或蒸发掉,阻碍了降水直接补给地下水的途径,造成城市地下水位下降,也影响地表植物生长。
2)硬化地面难以与空气进行热交流、水分交换,对空气的湿度、温度调节都不足。
加上高反射率,在大量吸收、储存太阳辐射热之后,又将其释放出来,形成我们常说的“热岛效应”。
3)硬化地面严重破坏城市地表土壤的动植物生存环境,改变大自然原有生态平衡。
4)暴雨季节,雨量过度造成硬化地面积水、内涝,影响人车出行,甚至造成交通隐患。
而我国城市基础设施发展滞后,使得暴雨时节城市排水设施无法有效满足排水及防洪需求。
雨水即使顺利通过地下水设施流入河流,也将路面污染物随之注入河流,造成二次污染。
5)硬化路面车辆行驶时噪音较大,雨天易形成积水飞溅,平时容易形成扬尘,对人的危害都很大。
这一系列问题出现,让人们认识到探索和应用透水性铺装的重要性。
日本、德国是发展比较早的国家,而我国也开始应用透水性铺装,2007年杭州市铺设透水路面达到30万平方米,北京奥运场馆建设中用透水材料达10万平方米,2010年上海世博会也大量采用透水性铺装……城市建设已经逐步走出硬化的时代,走向一种全新的,兼顾环保、生态、水资源保护的模式。
透水路面设计原理透水路面与传统路面最大区别就在于“透水”两个字,它究竟有什么神奇之处?主要因素就是孔隙率。
一项关于沥青混合料的孔隙率和透水性的关系研究表明,8%的孔隙率是沥青路面透水性急剧增长的拐点:若运用的是不透水的密级+沥青路面,孔隙率应该小于8%且不能过于接近,最好在4%左右。
海绵城市透水路面技术与典型案例你知道啥是海绵城市不?就像城市穿上了能吸水的神奇鞋子,这鞋子就是透水路面技术。
一、透水路面技术是啥玩意儿?透水路面啊,就像大地的毛孔一样,是能让水自由穿梭的路面。
它的材料很特别,可不是咱们常见的那种密不透风的混凝土。
1. 材料大揭秘。
有透水混凝土。
这东西看起来就像是有很多小缝隙的混凝土块拼接在一起。
它是由粗骨料、水泥和水按照一定比例混合,再加上一点外加剂,就像给它们加了点魔法药水。
粗骨料之间有很多空隙,水就可以从这些空隙里钻下去,就像小蚂蚁找到回家的路一样轻松。
还有透水砖。
透水砖就像是一块一块的小拼图。
它的制作过程也很讲究,要保证砖体有足够的孔隙率。
这种砖铺在地上,雨水一落下来,就“嗖”地一下被吸进去了,不会在路面上形成积水。
砾石也是透水路面的好材料。
一颗颗砾石就像散落在地上的小豆子,它们之间的缝隙很大,水可以畅快地流过。
而且砾石路面看起来还很有自然的美感,像是把乡间小路搬到了城市里。
2. 透水路面的好处。
首先就是排水快。
下大雨的时候,普通路面就像个大水池,到处积水,车开过去溅起一片水花,人走过去鞋子都要湿透。
但是透水路面就不一样啦,雨水一落下来就迅速渗下去,路面很快就干干爽爽的,再也不用担心趟水过马路了。
对地下水也有好处。
透水路面就像一个小漏斗,把雨水收集起来,慢慢地补充到地下水中。
这样地下水位就不会一直下降啦,就像给大地喝饱了水,让它有足够的力气支撑起城市的建筑。
而且还能改善城市的小气候呢。
水渗下去之后,在炎热的夏天,地面就不会像普通路面那样热得发烫。
就像给城市开了个小空调,走在透水路面上,感觉都比其他地方凉快一些。
二、典型案例来啦!1. 德国的透水路面。
在德国,好多城市都广泛使用透水路面技术。
比如说他们的一些老城区改造,把原来那种不透水的路面都换成了透水混凝土或者透水砖路面。
在柏林的一些街区,你可以看到,即使是下了一场大雨,街道上也几乎没有积水。
而且他们还把透水路面和城市的雨水收集系统结合起来。
海绵城市中透水铺装技术浅析
发表时间:2019-03-05T16:21:09.640Z 来源:《建筑模拟》2018年第34期作者:高文卉
[导读] 本文分析了透水铺装的原理和结构类型,从减少雨水径流,净化雨水径流,改善生态环境三个方面论述了其功能效果。
高文卉
北京市第一O一中学高三(2)班北京 100091
摘要:透水铺装是海绵城市建设的重要技术手段,可有效实现水资源的循环,改善生态环境。
本文分析了透水铺装的原理和结构类型,从减少雨水径流,净化雨水径流,改善生态环境三个方面论述了其功能效果。
并通过对具体工程实例的分析,说明透水铺装技术在海绵城市建设中的广泛应用和发展前景。
关键词:透水铺装;海绵城市;雨水径流
“海绵城市”就是把城市类比为海绵,在降雨过程中通过及时排水、有效渗吸水,存储雨水,从而在缺水时将储存的水释放出来,有效利用,以近自然的规律应对环境变化,抵御自然灾害。
透水性路面可用于海绵城市建设中的雨水渗透和储存,有利于实现城市自然积累,合理渗透和有效净化的良好水循环。
修复受损的水生生态系统,促进城市生态平衡。
1透水铺装的原理
透水铺装材料一般采用级配间断的骨料、水泥、沥青、水等材料,各种材料间通过胶凝材料的粘结能力,附着在一起从而形成一个整体。
一般传统的铺装结构,为了保证整体结构的高强度和高承载能力,需要防止水分进入而设计成密闭防渗结构。
透水性路面具有大的内部空隙,雨水径流进入内部,渗透到路面中的雨水横向流动。
经过结构层后排出路面,将雨水引入道路旁的排水设施,利用自然或人工营造方式将雨水径流收集到固定场所,然后利用地形和环境优势有效地再利用水资源。
透水铺装可实现大气与地层的相互联系,进行水、气、热等资源传递。
同时,在雨水渗透过程中透水铺装对其进行过滤和清洁,节约了污水处理费用。
2透水铺装的功能效果
2.1减少地表径流
与传统的沥青硬化道路等不透水路面相比,透水性路面可以作为生态排水基础设施,使雨水更快地渗透到地表。
它不仅延缓了地表径流的排放时间,而且还减少了总地表径流。
未开发的自然生态系统可以保留,渗透和吸收80%的雨水,而城市化导致硬化地面大幅增加,只能截留20%的降雨量。
其他80%的雨水形成地表径流。
渗透性路面可以大大减少地表径流,减少洪峰,避免因暴雨或连续降雨引起的城市内涝[2]。
2.2净化雨水径流
透水铺装可以吸收和储存径流雨水,通过吸附,过滤等功能显著降低径流中的污染物。
城市非点源污染主要是由于初始雨水经过城市道路后带走道路上大量的COD,油脂和多环芳烃[3]。
透水铺装路面对有机污染物具有良好的生物降解作用。
王哲等研究发现,透水铺装路面的面层具有良好的缓冲性能,可将雨水的碱度由40 mg/L提升到80mg/L,而出水的pH稳定在8左右。
解晓光等研究认为,在降解高锰酸盐指数时,基质材料的过滤、吸附、滞留具有较大作用,基质材料通过过滤雨水中的固体颗粒来截留有机污染物,以便通过微生物缓慢降解。
不同类型和结构的透水铺装路面具有不同的去除径流污染物的能力。
赵先勇等实验比较了渗透性混凝土,透水砖和透水性草坪砖对雨水径流污染物净化效果。
结果发现,渗透性草皮砖对COD和TN的去除效果最好,渗透性砖的TP去除效果最高。
3透水铺装的结构与类型
透水铺装路面一般由基础、垫层、基层及面层四个部分构成,其透水效果主要由最上面的面层渗透性决定,其净化及储水效果由各层空隙大小与有效孔隙(连通孔隙)率决定。
目前,透水铺装主要包括三种类型:透水性地砖铺装、透水性混凝土铺装、透水性沥青混合料铺装。
3.1透水性地砖铺装
透水砖根据不同的材料主要分为两种,一种是以无机非金属材料为主要原料固化和烧制的块体;另一种是使用工业废料和建筑废料作为原料进行压碎,筛分和烧制的渗透性砖。
透水砖主要由骨料形成骨架,骨架外层覆盖有水泥浆膜,通过一定作用形成多孔结构,以内部的连通孔隙保证透水性。
透水砖的主要技术指标标准为:孔隙率15-20%、抗压强度≥30MPa、抗折强度≥3MPa、透水系数≥0.1mm/s、劈裂抗拉强度≥3MPa。
3.2透水性混凝土铺装
透水性水泥混凝土是一种混凝土铺路材料,具有渗透空隙,由水泥作为胶凝材料制成,与水泥,添加剂,骨料和水不同比例进行混合制成[8],它是一种完全透水类型的材料,具有良好的透水性,透气性和保水性。
透水性混凝土的主要技术指标是:孔隙率15-25%、抗压强度≥20MPa、抗折强度≥3MPa、透水系数≥0.1mm/s、劈裂抗拉强度≥2.5MPa。
3.3透水性沥青混合料铺装
透水沥青混合料铺装的主要结构与普通沥青相似,区别在于路面结构的表面层需要采用透水沥青,属于半透水型铺装路面。
渗入内部结构的雨水通过在设置于两侧的暗沟排出。
该沥青混合物通常具有大的孔隙率,粗骨料占骨料总质量的约85%,这是典型的骨架空隙结构。
透水性沥青混合料的主要技术指标标准为:孔隙率18-25%、动稳定度≥3500次/s、马歇尔稳定度≥5kN、渗透系数=800ml/15s、冻融劈裂强度比≥85%。
3.4不同铺装材料的对比
在实际的工程中,根据具体的透水指标、场地类型、场地承载度等具体要求,选择不同的透水材料。
表1不同类型透水铺装对比
4透水铺装应用实例
以北京节能环保中心雨洪利用项目为例,该项目实施过程中通过多种手段来减少场址中的雨水径流,包括铺设透水地面、增加雨水收集装置等。
该项目的透水铺装面积为1030m2,砂基透水砖由沙漠中的沙子制成。
其特征在于透水性,透气性,耐压性,耐磨性,融雪性和防滑性。
项目中铺设的透水地面每年可吸纳径流雨水94.14m3(包括本区域及边缘硬化地面径流雨水)。
该项目通过雨洪管理,减少不透水地面,实施污染物过滤和分离,使得平均年降雨径流的90%得到处理;并除去降雨中80%的总固体悬浮物(TSS)。
该项目有力推动节能减排事业的发展,率先采用雨水利用系统,解决水资源短缺,减少暴雨洪涝灾害,起到积极的示范作用。
5总结
城市透水性铺装具有经济、生态、社会多个方面的优势和效益,改善生态环境的同时将雨水进行收集、净化,可以再利用于灌溉、道路冲洗等,也可以补充匮乏的水资源。
然而,在透水性路面中仍然存在一些问题,例如容易堵塞,严重损坏和总氮处理效果差等,这些是将来需要研究的领域。
作为海绵城市建设的重要技术措施,透水铺装可与智能城市相结合,通过在线实时监测预警暴雨和透水铺装的具体状况,快速响应以更好地控制地表径流。
如果将透水铺装等基础设施与大数据,云平台等信息技术相结合,将实现智能防洪和利用,从而实现智能海绵城市的更高效果。
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