海绵城市道路LID塑料模块组合水池技术概述

2019-10-14 11:27 海绵雨水
通过海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态的影响。本文以海绵雨水公司某工程为例,介绍LID几首在城市道路中的应用,旨在通过传统道路的海绵化处理,积极推进海绵城市的建设和发展,为传统的城市道路赋予新的内涵。
 
一、道路LID积水概述
 
海绵城市建设有六大主要措施即“渗、滞、蓄、净、用、排”,包括雨水收集回用设施,雨水花园(植生滞留槽),透水路面,绿色屋顶,植被草沟,人渗设施等。
 
不同地区不同类型及功能的建设项目所采用的措施各不相同,可能是一种,也可能是几种组合而成。现所介绍的项目位于陕西省,受地址条件、道路功能定位、周边区域开发等因素限制,经济综合考虑,该项工程的LID技术主要在“蓄、净、用、排”四个方面进行考虑。
 
该地区城市道路海绵城市建设较为常用的LID技术主要为塑料模块组合水池和生物滞留设施。
 
1.1塑料模块组合水池
塑料模块组合水池
采用聚丙烯塑料单元模块组合,在水池周围包裹防渗土工布,形成地下贮水池。由于表面光滑,不滋生藻类,可使储存的水体水质保持较长时间稳定。再有,模块式的组合,可使雨水集蓄池极大地适应场地的限制,组成各种形状,同时具有安装方便,承载力大,可拆除迁移至其他区域继续使用等优点。用于收集雨水的储存装置,采用成品装配式。
 
1.2生物滞留设施
 
生物滞留设施指在地势较低的区域通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施,分为简易型生物滞留设施和复杂型生物滞留设施。
 
二、道路LID工程总体设计
 
沣泾大道二期工程位于陕西省西咸新区,是西咸新区五纵五横道路主骨架之一。沣泾大道红线宽度100m具体如下:
7m(绿化带)+2.5m(人行道)+3.5m(非机动车道)+3m(机非隔带)+7.5m(辅路)+5m(主辅分隔带)+15.5m(主线)+12m(中央分隔带)+15.5m(主线)+5m(主辅分隔带)+7.5m(辅路)+3m(机非分隔带)+3.5m(非机动车道)+2.5m(人行道)+7m(绿化带)=100m(红线宽度)。
 
经对陕西省已建在建相关海绵城市的减少研究,结合“蓄、净、用、排”的功能,该项工程初步拟定如下几种LID方案:
 
三、方案设计
 
3.1试验段选择
 
由于海绵城市建设在该分区内尚属首次,为了总体控制风险、保证工程质量,并为后续工程提供可靠的经验,进行技术推广,因此选定一段道路先行先试。其范围南起创新二路,北至世纪大道,道路长度约560m,规划红线宽度100m,海绵城市建设主要位于两侧红线内的7.0m预留绿化带。
 
3.2设计标准
 
(1)年径流总量控制率:
 
根据《西咸新区海绵城市建设规划设计技术导则(试行)》,年径流总量控制率为80%,该工程即按80%考虑,对应设计降雨量:15.9mm
 
(2)模块储水率:0.95。
(3)雨水设计参数:
a. 暴雨强度公式:
b. 径流系数:综合径流系数取ψ=0.15(绿化),ψ=0.85(路面排水);
c. 设计重现期:取P=2a;
d. 集水时间:t=t1+mt2,其中,t1地面集水时间,取5-15min,t2为管内雨水流行时间。
 
3.3设施规模计算
 
设计调蓄容积法进行计算:
 
V=10HΦF
 
式中:V为设计调蓄容积,m³;H为设计降雨量,mmΦ为综合雨量径流系数;F为汇水面积,hm²。V=10×15.9×0.58×44×560/10000=227.23(m³);227.23/0.95=239.2(m³)(模块体积)。
 
经计算,塑料模块组合水池在道路单侧所需容量为227.23m³,模块储水率为0.95,故所需模块体积不小于239.2m³取240m³。
 
“海绵雨水”公司塑料模块尺寸为1000*500*400(mm),模块可根据设计要求及用地条件自由组合。
 
下图为模块示意图
海绵雨水收集塑料模块
水池采用模块组合而成,在道路一定位置集中设置,具体尺寸为长44.4m×宽3.0m×高1.8m位于道路两侧人行道外绿化带下。
 
3.4LID技术方案
 
3.4.1主辅路雨水收集
 
主辅路路面雨水分别通过横坡汇至路面边缘的雨水口进行收集,主路雨水口连接至辅路雨水口内,辅路采用纵向连管(连管采用DN600的HDPE管)将雨水口连接汇总至塑料模块组合水池处检查井,再通过横向连管将雨水引入水池。海绵城市范围内雨水口均设置溢流管,当雨量大无法及时排除或模块内存储已满时,雨水通过溢流管直接排入市政排水系统。
 
3.4.2非机动车道雨水收集
 
人非道横坡为反向横坡2%,坡向道路中心线,在非机动车道最内侧(靠路中心线)设置一排排水体,收集非机动车道路面下渗后的雨水,最后通过横向连管汇入相应位置的辅路雨水口。
 
3.4.2主辅、机非分隔带内雨水
 
该部分雨水通过道路盲沟系统汇入雨水管道,绿化带部分表面横坡可采用两侧内凹,防止污泥水被冲刷到路面机非车道内。
 
3.4.3人行道外侧预留下凹式绿地
 
人行道外侧绿化带布置为简易下凹式绿地,雨水自然下渗,具体实施将绿化带范围中间做成倒三角,倒三角上口宽2.0m,最大深度0.3m,三角区域两侧设置坡向中间的横坡,坡度4%。
 
下图为雨水收集系统示意图
雨水收集系统示意图
 
四、结语
 
试验段工程作为该区域内首次实施的海绵城市工程,承担着先行先试的任务,同时能为后续工程建设提供经验和基础数据。组合模块的便利化条件为日渐紧迫的工程建设周期和复杂多变的工程提供了很好的解决途径,在后续项目中有较大的推广意义。