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海绵城市
海绵城市

 海绵城市技术集成

 

总论

 

       随着城市现代化建设,城市内不断修建马路及高楼大厦,原有水塘、绿地及湿地面积不断缩小并逐渐被硬化,渗水及排水能力下降,下暴雨时极易形成洪水泛滥和内涝;同时由于城市工业建设的需要,一般都建设远距离引水工程,而城市雨水则随意排放,造成浪费。为有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境,海绵城市建设迫在眉睫。

 

何为海绵城市?

 

       海绵城市是指城市像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容,是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现,也是城市建设的重大任务。

 

 

 

 海绵城市与传统城市的区别

 

 

 海绵城市的构建

 

 

 

产品特点

 海绵城市建设的主要工程技术:渗、滞、蓄、净、用、排。

 

 

“渗”,减少路面、屋面、地面硬质铺装、充分利用渗透和绿地技术,从源头减少径流。


“滞”,降低雨水汇集速度,延缓峰现时间,既降低排水强度,增强了排水负荷,又缓解了灾害风险。


“蓄”,降低峰值流量,调节时空分布,为雨水利用创造条件。


“净”,减少面源污染,改善城市水环境。


“用”,利用雨水资源化,缓解水资源短缺,提高用水效率。


“排”,构建案例的城市排水防涝体系,避免内涝等灾害,确保城市运行安全。



德安生态环境工程技术研究院针对以上问题,深入研究,提出一系列海绵城市解决方案。


一、海绵城市市长决策系统


  海绵城市市长决策系统由气象监测系统、中央控制系统、城市蓄水系统、城市内河液位监测系统及排洪泵站单元组成。


海绵城市市长决策系统控制图如下:

 

 

1、气象监测系统由气象监测站和信号无线传输系统组成,能够及时将气象状况的变化传输给中央控制系统。


2、中央控制系统为智慧型海绵城市大系统的核心部分,是决策系统,它根据气象监测系统监测的降雨量,预测城市蓄水池和内河的安全液位高度,通过无线公共网络平台控制城市蓄水池内的排水泵和城市内河排洪泵站,将蓄水池和城市内河水位排至安全液位高度以下,保证暴雨时城市水库系统具有安全的调蓄功能,防止城市内涝。 


3、城市蓄水系统由设置在城市内部多个大小不同的蓄水池组成,每个蓄水池均具有收集、储存、净化及输送雨水的功能。每个蓄水池均设液位监测系统和排水泵,可根据中央控制系统的指令调整每个蓄水池的存水液位。

 

 

 

 

 

4、城市内河监测系统由设置在城市内部多条内河的液位监测装置和信号无线传输系统组成,能够对城市内河液位进行监测,并根据中央控制室的指令对内河液位进行调整。


5、排洪泵站是设置在城市内河的排水泵和无线控制系统组成,可根据中央控制室的指令控制水泵的开停。



 海绵城市市长决策系统特点


1、智慧管理,智能化控制。通过城市公共无线网路传输,与城市气象系统联网,由城市中央控制系统对城市多个地下蓄水池、内河液位和排洪泵站进行监控,并根据气象资料进行及时响应,达到蓄水和排洪防涝的功能。


2、构建城市新水源,实现资源优化配置及利用。可以有效地利用雨水,可缓解干旱,水源不足的情况;成为生态用水、工业用水、生活杂用水及地下水的有益补充,实现水系统的生态循环。


3、调峰蓄洪,可以减轻城市排水系统的压力;从而预防城市内涝现象的频繁发生。 


4、安全应急,可在地震,供水停止等应急情况下为城市居民提供生活用水。提高城市抗灾应急响应能力,实现城市水系统安全保障。


 

海绵城市市长决策系统

 

 

 

 

二、道路系统


     城市中大面积的地表硬化是城市化的特征之一,不透水的道路改变了土壤、植被和渗透层对水的天然循环属性,加速产生了热岛效应及洪涝灾害等一系列负面问题。



海绵城市道路雨水处理系统:

 

   

 

 

 

透水砖技术


     透水砖铺可广泛用于广场、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路,如建筑与小区道路、市政道路的非机动车道等的铺设,包括底砖、支柱和面砖。透水砖的面砖依次平铺并通过立柱支撑设置在底砖上。其中面砖和底砖之间的空腔可作为滞、蓄水的空间,可在大雨量时蓄水,同时有效避免了大雨量时积水所导致的行道砖被掀起的问题。透水砖可以直接铺设在找平后的石子上,避免了目前混凝土浇筑地面所带来的所有负面问题。


功能特点:
低影响开发,铺拆方便,透水铺装适用范围广、生态铺装法无需水泥,可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用,而且砖本身可重复使用。

 

 

 

 

下沉式绿化带过滤技术   


      下沉式绿化带是指低于周边铺砌地面或道路在200 mm 以内的绿地;且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地。绿化带下设过滤层,利用物理过滤、绿化植物光合作用及微生物生化作用等来共同净化雨水,是一种高效的径流污染控制设施,设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量。


功能特点:绿化带可对雨水中的杂质起到过滤作用,亦可有效削减污染物浓度,并具有一定的径流总量和峰值流量控制效果。

 

 

  

 

 蓄排水管道


     蓄排水管道的顶面上设有多个透水孔,蓄排水管道外侧包裹滤网,以防止小颗粒沙粒或泥土堵塞透水孔,蓄排水管道连接蓄水井。


功能特点:有效收集过滤后的雨水,防堵塞,并有一定的蓄水作用。

 

 

 

 

 

 

 

 

雨水回用系统


     在蓄水井内设置抽水系统,同时连接喷雾装置,该结构能够向空气中喷雾,雾化的水蒸气结合粉尘,形成较大的颗粒落下来,从而有效地解决PM2.5的问题,净化周围环境空气。同时在需要浇灌道路两旁的绿化带或者清洗马路时,开启抽水系统,抽取蓄水井内的水,经由喷雾装置喷洒到绿化带或马路上;也可以用来清洗车辆。


功能特点: 需要时将积存的雨水进行“释放”并加以利用,真正实现雨水资源化利用。

 

 

 

 

 

 

 三、河岸系统


传统城市的河岸系统:


     传统的硬质河岸与生态河道的理念相违背,阻断了河流生态系统的横向联系,使水生和湿生生物的生存环境遭到破坏,同时也降低了河流的自净化能力,加重了水体污染。

 

 

 

 

 

 

海绵城市的河岸系统


     海绵城市中生态驳岸主要有自然和人工驳岸两种类型,其优点是保护河岸,防止雨水冲刷损毁,并有利于建立河道自净化系统,建立起水、植物、动物等的生态“通道”,维护河流生态系统的完整与健康。


海绵城市自然驳岸

 

 

 


海绵城市人工驳岸


     海绵城市人工驳岸主要采用生态驳岸砖,既有强度大、性能好和可参与性强的优点,又维持稳定的河流生态系统。生态驳岸砖,砖内有土壤,可种植植物,美化环境;驳岸砖环环相扣,整体性好,具有较强的抗冲刷能力,且不影响植物生长,同时又提供通道,为水生动物、两栖动物营造良好的生存环境,促进良好的生物链的形成,提高河流自净能力。

 

 

  

 

 

 

四、雨水系统


    在城市建设中,建筑物占据了较大比重,故而建筑雨水的利用成为了城市雨水利用的重要组成部分。


     雨水径流的直接来源,对降落到屋面的雨水、路面雨水、绿地、农田进行吸水、蓄水、渗水及净水,使建筑也能像海绵一样有“弹性”,在增加可用水量的同时也容易就近用水,减轻城市给排水设施的负担,使雨水资源做到真正的循环利用。


     此外,还可以通过屋顶绿化或者墙面绿化,直接利用雨水,在减轻排水设施负担的同时,还可以缓解热岛效应。

 

 

 

 雨水水质处理根据原水水质可选择下列工艺流程:

 

 

 

1、初期径流弃流


     初期雨水中含有大量的污染物质,污染程度较高,甚至超出普通城市污水的污染程度。未经处理的初期雨水直接排入雨水管网或者河道,给水环境造成了一定程度的污染,同时会对后续的雨水处理造成较大压力,影响雨水的再利用。


     初期雨水弃流装置是针对现有技术的不足,是一种结构简单、使用寿命长、安全稳定性好初期雨水弃流装置,其对初期雨水的弃流过程简单、高效,无需电源,节能、环保,真正实现径流污染控制和雨水利用最大化的目的。 

 

      弃流装置处理后的初期雨水排入集水池,再由集水池自流或提升至城市污水管网,而相对洁净的雨水则排入雨水处理系统,确保雨水得到安全、可靠的再利用。

 

 

 

 

  

 2、快速沉淀


加磁(或砂)超高效沉淀池


     加磁(或砂)超高效沉淀池主要用于去除水中的悬浮物、浊度以及颗粒态有机物。该工艺通过投加磁粉(或微砂),使污染物在高分子絮凝剂的作用下与磁粉(或微砂)聚合成大颗粒的易于沉淀的絮体,从而加快了污染物在沉淀池中的沉淀速度,又结合斜管沉淀的原理,大大减少了沉淀池的面积及沉淀时间,并能得到良好的出水效果。

 

主要工作原理:


      加磁(或砂)超高效沉淀池,通过使用磁粉(或微砂)帮助絮团形成。磁粉(或微砂)提供了加强絮凝所需的接触面积,并起到压载或加重作用来加快沉淀速度。磁粉(或微砂)加重絮凝表现出的独特沉淀特性,使得沉淀池具有非常高的溢流率和很短的停留时间。这些设计使其占地面积比斜板(管)沉淀池或压力溶气气浮(DAF)工艺的占地面积小五倍,比传统的沉淀系统小20倍。

 

 

 

 

 【 DE 型滤池】


概述


      DE 型滤池是德安集团继 D 型滤池的发明创造及E型滤池创新后又一发明创造。本技术以带密集型过滤孔道的过滤材料为过滤媒介,采用横向过滤,在线移动清洗滤布,滤布性能稳定,具有记忆功能和防脱毛处理,滤速高、出水水质好,并且采用模块化滤芯、标准化设计,可根据滤池的处理量灵活设置处理单元,能耗低、处理水量大、占地面积小、运行可靠、维护简单方便,是一种新型滤池。

 

 

技术特点


    1.结构简单,安装检修方便:横向过滤,E型(册页式)滤元布置方式,方型池体,维护方便,空间利用率高,可标准化、模块化设计制造安装。

 

    2.独特的吸洗功能:占地面积小,在线移动清洗滤布,无需设反冲洗装置和用水,控制简单。

 

    3.专用滤布:自行研发的特殊工艺和专用设备生产的高分子复合材料,具有记忆功能和防脱毛功能,使用寿命长,效果更稳定。

 

    4.能耗低:运行电耗仅为0.00167kwh/m3。


 

 

 

 

 

用途


    1.城乡雨水回用工程,首选过滤技术;


    2.城市河道、湖泊富营养化水质净化;


    3.其它适用的领域。

 

 

 

 

 

 4、雨水蓄水池


     由设置在城市内部多个大小不同的蓄水池组成,每个蓄水池均采用高品质聚丙烯材料制作,具有巧妙的结构设计,从而实现超强的承压能力。


特点:


    通过模块组合可以实现快速建造不同大小雨水蓄水池的目的。


    模块式蓄水池相对混凝土水池具有施工周期短,安装方便、组合灵活、使用寿命更长的特点。


    模块结构在完成蓄水的同时形成稳定的独特结构空间,使其具有强强的承压能力,所以水池上面可以设置停车场、绿地等。


    绿色环保,蓄水池模块由再生环保材料制作,深埋地下不破坏整个生态环境,维护简单,且可回收再利用。


    成本低,和传统蓄水池相比,从多个方面减低了时间成本-人工成本-运输成本-后期维护成本。

 

 

 

试用范围