基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控技术探讨

为加大城市径流雨水源头减排的刚性约束、减轻城市排水系统压力和增强城市防涝能力,基于海绵城市倡导的雨水就地积存、渗透等理念,本文针对屋面雨水位置水头大、集水效率高的特点,提出利用滑轮组原理对重力流雨水过程自动弃流与收集、利用多种传感器技术以及单片机原理对雨水智能洁净收集与涵养地下水等屋面雨水源头调控技术,通过分析雨水收集过程和涵养地下水过程,论证了调控技术的可行性。同时,分析了利用绿色屋顶系统滞留雨水技术,并归纳出绿色屋顶的施工工艺流程。屋面雨水源头减排与调控方法研究为指导海绵城市建设、提高城市防涝和防灾减灾能力提供技术支撑。     

常用基质对粗放型绿色屋顶雨水滞蓄和出流水质特征的影响

为研究粗放型绿色屋顶常用基质组成对雨水径流水量的滞蓄效果和设施出流氮、磷淋失的影响,分别以不同配比的田园土、泥炭土、蛭石、珍珠岩、陶粒、麦饭石、碎砖、砂为基质,构建了6种不同基质组成的绿色屋顶小试装置以及模拟传统屋面小试装置,进行了模拟降雨试验研究。从设施出流污染物累积淋失质量角度分析,以泥炭土和珍珠岩、陶粒、麦饭石等轻质材料为基质组成的绿色屋顶对TN有较好的控制效果。不同基质组成的绿色屋顶COD和TP淋失现象明显,尽管可能存在一定程度的淋失风险,但为了保证设施植物生长和水量控制效果,仍有必要考虑在基质中添加富磷有机质等。绿色屋顶设施运行稳定后,不同基质组成的绿色屋顶小试装置总体对浊度呈现较好的控制效果。从全年平均或长期运行效果看,采用绿色屋顶设施后,可将实际总量径流系数从传统屋面的0.95以上削减至0.52~0.63。研究结果可为海绵城市建设中的工程技术选择、绿色屋顶设施设计和运行效果评价提供数据参考和依据。     

高密度老城区海绵城市径流控制研究

针对老城区海绵城市建设缺乏专项治理措施的现状,为了解决老城区海绵城市建设的内涝问题并实现径流控制,基于"老城区以问题为导向,以点带面"的基本思想,同时考虑高密度老城区"人口密度大,改造难度大和遗留问题多"等特点,海绵城市建设需要因地制宜,采取合理有效的技术方案实现对老城区的径流控制。以国家首批海绵城市建设试点城市萍乡试点区中的典型老城区西门内涝区为例,提出针对高密度老城区海绵城市建设的径流控制方案,主要包括源头地表绿色设施的减量控制以及末端地下调蓄设施的二次控制。总结了地表绿色设施组合的技术思路,介绍了地下调蓄设施的计算方法、布设以及抗浮设计等。结果表明:高密度老城区径流控制不能单靠绿色设施进行源头控制,也需要地下调蓄设施进行末端治理,其中单靠绿色设施实现了55.7%的径流控制率,加上地下调蓄设施后完成了75%的径流控制目标。该方案为类似老城区径流控制提供了可借鉴、可复制的成功经验,对老城区海绵城市建设径流控制具有重要的参考意义与实用价值。     

低影响开发设施对污染物削减效果的评估

近年来,海绵城市已成为国家城市建设的新模式,其中低影响开发(Low Impact Development,LID)通过分散的、小规模的源头控制来暴雨所产生的径流和污染,已经成为我国海绵城市建设的关键技术之一。然而现阶段对LID设施在实际建设后的污染削减效果评估的研究十分有限,选取了国家首批海绵城市建设试点城市的一个典型LID设施雨水花园,对其在5次非连续降雨过程中进出口雨水进行重复采样,检测水样的污染物浓度(氨氮浓度以及COD浓度),并对检测结果进行统计分析,结果表明:雨水花园设施能有效削减雨水中的氨氮浓度和COD浓度,其削减率分别为44.5%和47.2%能够达到净化雨水的目的,满足海绵城市的建设需求,为海绵城市的低影响开发(LID)雨水系统的建设提供了数据依据。     

海绵城市低影响开发措施应用的风险研究

海绵城市建设是近年来城市雨洪管理方面的热点话题,经过几年的建设发展,多个试点城市已经进入考核评估阶段。回顾了透水铺装、雨水花园、绿色屋顶等3种应用广泛的低影响开发措施,归纳了此类措施长期运行情况下可能出现的雨水径流入渗、雨水资源利用、设施功能衰减等方面的风险,并提出低影响开发措施的升级改造、雨水资源利用标准的制定、管理运维方案的完善、国家政策支持与社会各界参与等风险防控对策。通过对海绵城市低影响开发措施应用的风险研究,提出未来海绵城市建设的研究重点应放在设施机理研究、寿命计算与效益评价、智慧化建设等方面。     

城市雨水系统维护管理模式及关键问题的思考

维护管理是保证城市雨水系统正常运作、发挥效能,进而保障海绵城市建设可持续发展的重要环节。海绵城市建设中应用了大量绿色与灰色的雨水控制利用设施,对城市雨水系统的维护管理也提出了更高的要求。针对城市雨水系统各子系统的维护要点进行了总结,提出了我国城市雨水系统的维护管理模式;并对运行维护过程中的重要关键问题进行了分析,提出了解决对策和建议,旨在为我国海绵城市建设的可持续发展提供保障。     

基于城市内涝浅谈海绵城市建设

通过分析典型的城市内涝发现,导致全国各地城市内涝灾害严重的主要原因为各地入汛早、暴雨增多,城市雨洪调蓄能力差、排水设施标准低。叙述了海绵城市内涵和功能,介绍了国内外海绵城市建设发展概况和海绵城市建设优秀案例,重点分析了海绵城市建设过程中在内涵认识和措施建设上存在的主要误区,结合我国海绵城市建设现状阐述了低影响开发设施体系是一个由源头控制、中途控制、末端控制共同构成的系统,探讨了低影响开发的主要措施,下凹式绿地、雨水花园和透水铺装。并对海绵城市未来的发展提出了建议,以期提高对海绵城市的认识,促进海绵城市建设实践的发展。     

基于海绵城市建设的公共建筑改造——以北京市通州文化馆和图书馆为例

以北京市通州文化馆和图书馆为例,探讨海绵城市建设方法,分析各技术措施在控制雨水年径流总量控制率和年径流污染削减率中的作用,实现对城市雨水的滞蓄、净化与回用的海绵城市建设源头控制的理念。     

海绵城市建设中雨水资源利用规划研究——以云南省沧源佤族自治县为例

海绵城市作为新型的城市建设方式,已融入到新型城镇化战略和水安全战略中。雨水资源利用规划是构建海绵城市的重要组成部分。文章基于海绵城市理论,通过建筑屋顶、天然水面对雨水资源的集蓄利用、下沉式绿地设施对雨水资源的减排下渗等措施,对云南省沧源佤族自治县开展雨水资源利用研究。通过基于海绵城市的雨水利用规划,将雨水用于绿地浇灌、道路喷洒,可实现雨水资源综合利用率大于3%。雨水资源作为一种可再生资源,合理地收集与利用,不仅能有效缓解水资源供需矛盾,带来可观的经济效益,还具有改善城市生态环境的功效。     

国外雨水管理对我国海绵城市建设的启示

介绍我国海绵城市建设的背景,分析海绵城市建设的必要性,讨论海绵城市建设与雨水管理之间的关系,认为可借鉴日本、美国、澳大利亚以及欧洲一些国家的"低影响开发技术"、"水敏性城市设计"、"绿色基础设施建设"等理念和技术,以及一些雨水管理法规与奖励政策,因地制宜地进行城市排水系统改造、雨水管理信息系统建设等,推进我国海绵城市的建设。