城市道路雨水收集就地利用系统研究

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1、城市道路雨水收集就地利用系统研究针对道路雨水收集利用具有成本低、实施便利、见效快的特点，设计了一种可按道路两侧绿化带植物墒情灌溉的道路雨水就地自动利用系统。该系统由雨水收集净化系统、g动控制系统、雨水自动灌溉系统3部分组成，可有效地解决目前城市内涝和水资源匮乏并存这一问题，以期为解决城市干旱缺水、洪涝灾害、水环境恶化三人水问题提供参考。关键词：城市道路；雨水；收集利用；自动灌溉屮图分类号：U417:A16749944(2017)120191031引言雨水循环是自然界水循环系统屮的重要环节［1］，也是最根本、最直接、最经济的水资源［2］。在我国城

2、市化进程中，大量不透水路面雨水通过排水管道直接进入城市排污管网系统，雨水资源大量流失。同时，大量的道路两侧绿化带却采用中水［3］或自来水［4］进行浇灌，造成水资源的严重浪费。因此，城市道路雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾和改善城市环境的有效途径。2国内外研宄现状20世纪60年代以来，世界各国开始注重城市雨水利用技术的开发和应用。德国、日本及英国等城市雨水收集利用理论研宄和技术已很成熟［5〜7］。我国的城市雨水利用研究与应用开始于20世纪80年代［8］，目前虽然有了相对完善的雨水收集系统，但国内对雨水的利用主要集中在社区、广场和公共绿地

3、等，城市道路雨水的收集与利用还处于起步阶段［9］。城市道路雨水利用分为直接利用与间接利用两种方式：直接利用的工艺流程为：径流雨水一初期弃流装置一贮存沉淀池一人工土壤渗滤一屮水池一回用［10］，用于城市清洁、消防、绿化等［11,12］;间接利用的雨水入渗方式主要有透水路面、绿地、渗透沟、渗透管、渗透池、渗透井等［13］。透水路面使雨水渗透到路基或土壤中，实现雨水贮蓄或回灌地下水［14］。绿地入渗是在绿色植被与土壤之间增设贮水层、透水层等减缓雨水地表径流速度，降低暴雨期间城市防洪压力，使城市地下水得到有效补偿［15,16］。除此之外，将路面雨水与渗

4、透管相连引入到地下渗渠中，通过渗渠向周围土壤渗透，这种系统集蓄水与渗水功能于一身，是较为理想的渗透设施［17］。本文在对我国现有雨水利用方案分析的基础上，研究一种新型的雨水收集就地利用方案。该方案具冇2方面的优点：①就近收集道路径流作为路边绿化带水源，②实现依据道路绿化带植物墒情进行自动灌溉。3城市道路雨水收集利用方案3.1可收集雨量分析一个地区可收集雨量分析是方案中工程规模设计的依据。可采用以下2种方法计算：①依据《雨水设计一一雨水收集?贮存？回用》设计规范屮相应公式：W=AXRXEX7.48(1)式中：A为集水区面积，m2;R为降雨量，mm

5、;E为径流系数；其中，径流系数可依据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009规定取值。②暴雨强度公式法：W二J1200*Fqdt(2)式中：W是可收集的水量，m3;少是径流系数；F是设计汇水面积，m2；q是焦作市暴雨强度，画/h;t是降雨历时。3.2总体方案及原理木文提出的城市道路雨水收集利用系统由3部分组成：雨水自动收集系统、自动控制系统、自动灌溉系统。整个系统以一个雨水口控制的道路长度为一个单元。雨水在路面形成径流后，通过道路两侧的雨水口进入沉淀池，沉定池具有蓄水拦污的作用；当沉淀池屮的雨水到达一定高度时，雨水通过虹吸管进入储水池。

6、储水池中安装离心泵，当植物需要灌溉时，自动控制系统会根据土壤湿度感应器反馈的数据发出相应指令，控制水泵抽水通过滴灌管浇灌绿化带。3.3实地勘察本文以河南理工大学南门门自东向西的一条道路绿化带为例进行实例研宄。经实地考察，道路长294m,从中间向两边依次为机动车道宽26m、绿化带宽5m、非机动车道宽7m、路边绿化带宽5m，呈对称分布。每隔40m设置了一个排水口，绿化带侧边的非机动车道从南向北坡降为0.03。排水口设置在非机动车道与路边绿化带结合处，排水口长140cm、宽50cm、深100cm，排水口底部连接有管径为400画的混凝土管道。通过此管将

7、收集的雨水排入设置在非机动车道的集水井内(深140cm、直径80cm)，集水井底部设置有管径为60cm的混凝土管道，将集水井中的雨水集中排入附近的河道中。3.3具体方案本方案以一个雨水口控制一个单元，即40m为一个单元，系统的规模尺11衣据当地降雨和实地勘查确定。3.3.1雨水收集系统雨水降落到地面，通过雨水篦子1进入沉淀池2,雨水篦子起到初次拦污作用。沉淀池是双层孔状过水拦污结构，内部孔状截污挂篮可再次对雨水进行过滤，沉淀池在蓄水的同时可沉积大颗粒沙粒。当雨水在沉淀池存蓄到一定高度，可通过虹吸管4进入雨水收集管道5流进储水池，在虹吸管前端入

8、门处布置一层过滤装置3,拦截透过雨水篦子进来的一些杂质和能达到此高度的漂浮沙粒，使得进入储水池中的雨水不含杂质。储水池建在绿化？B?顶部采用推拉盖结构