在城市水資源管理與內(nèi)澇防治領(lǐng)域,淺層調(diào)蓄模塊作為一種創(chuàng)新性技術(shù)解決方案,正逐漸展現(xiàn)出其重要的工程價(jià)值與發(fā)展?jié)摿?。這種利用高分子材料制成的模塊化設(shè)施,為應(yīng)對(duì)城市化進(jìn)程中面臨的水資源挑戰(zhàn)提供了新思路。
1.技術(shù)特點(diǎn)與性能優(yōu)勢(shì)
該模塊是一種采用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)塑料制成的模塊化箱體組合設(shè)施,具有高孔隙率特性,專為在降雨期間臨時(shí)儲(chǔ)存來不及排放的雨水而設(shè)計(jì)。其標(biāo)準(zhǔn)尺寸通常為600*300*300mm,采用環(huán)保塑料材料制造,既保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,又兼顧了生態(tài)環(huán)境友好性。
1.1結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)
模塊的核心優(yōu)勢(shì)在于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單個(gè)模塊內(nèi)部中空,有效儲(chǔ)水空間高達(dá)95%以上,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)混凝土水池。模塊化設(shè)計(jì)使其能夠像積木一樣靈活組合,根據(jù)場(chǎng)地條件和需求拼裝成不同大小和形狀的蓄水池。這種設(shè)計(jì)不僅提升了空間利用率,還大幅簡(jiǎn)化了施工流程。
模塊的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度同樣值得稱道。優(yōu)質(zhì)高分子材料賦予其抗壓性能,部分產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度可達(dá)300kPa以上,甚至能夠承受450kPa以上的壓縮載荷。這意味著即使在覆土較深或上方為停車場(chǎng)、行車道等承重要求高的場(chǎng)景下,調(diào)蓄模塊也能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不發(fā)生變形或損壞。
1.2水文性能優(yōu)勢(shì)
從水文性能角度看,能有效削減降雨峰值排放水量,延長(zhǎng)排放時(shí)間,從而提高現(xiàn)有排水系統(tǒng)的能力。
與傳統(tǒng)排水方式相比,淺層調(diào)蓄模塊實(shí)現(xiàn)了從“快速排走”到“有效管理”的轉(zhuǎn)變。它可以在降雨高峰期臨時(shí)儲(chǔ)存雨水,待雨勢(shì)減小后再緩慢釋放至市政管網(wǎng),既緩解了管網(wǎng)壓力,又為雨水資源化利用創(chuàng)造了條件。
1.3施工與維護(hù)優(yōu)勢(shì)
模塊化設(shè)計(jì)使施工變得快捷高效。標(biāo)準(zhǔn)單元可批量生產(chǎn),現(xiàn)場(chǎng)直接組裝,大幅縮短施工周期(通常1-2天即可完成主體組裝),節(jié)省大量人力和時(shí)間成本。同時(shí),其輕量化特點(diǎn)降低了運(yùn)輸難度和成本。
在維護(hù)方面,調(diào)蓄模塊設(shè)計(jì)了多種清淤方式。當(dāng)設(shè)有內(nèi)置清洗檢查通道時(shí),可采用機(jī)器人、高壓洗凈車、污泥吸引車等沖洗;若無內(nèi)置通道,則可設(shè)置水力清洗裝置,采用潛水排污泵或鼓風(fēng)機(jī)設(shè)沖洗管自動(dòng)沖洗。這種設(shè)計(jì)降低了長(zhǎng)期運(yùn)維難度和成本。
2.應(yīng)用場(chǎng)景與系統(tǒng)配置
多功能特性使其能夠適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景,并通過不同的系統(tǒng)配置發(fā)揮最佳效能。
2.1多樣化應(yīng)用場(chǎng)景
在城市水體調(diào)蓄中表現(xiàn)優(yōu)異,適用于小區(qū)雨水濕塘調(diào)蓄和河湖調(diào)蓄工程。在小區(qū)水體調(diào)蓄應(yīng)用中,進(jìn)水段需設(shè)置消能設(shè)施,入口設(shè)置攔污凈化設(shè)施,采用前置塘作為攔截凈化設(shè)施時(shí),還需設(shè)置清淤通道和防護(hù)設(shè)施。
在綠地廣場(chǎng)調(diào)蓄方面,淺層調(diào)蓄模塊可結(jié)合城鎮(zhèn)道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)和濱河空間等周邊綠地空間建設(shè)。生物滯留設(shè)施可設(shè)置于停車場(chǎng)、街心花園、道路兩側(cè)或小區(qū)綠地等位置,成為城市雨水管理網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)組成部分。
該模塊還特別適合用于空間受限區(qū)域。一種面層透水的淺層雨水調(diào)蓄結(jié)構(gòu),包含透水層、找平層、無砂大孔透水混凝土層、調(diào)蓄層等多層結(jié)構(gòu),可布置于地表面積小、地下空間緊張的區(qū)域,減少灰色設(shè)施的使用。
2.2系統(tǒng)配置要點(diǎn)
一個(gè)完整的淺層調(diào)蓄系統(tǒng)需要合理配置進(jìn)水、清淤和出水方式。進(jìn)水方面,應(yīng)設(shè)有進(jìn)水井保證雨水均勻進(jìn)入池內(nèi),進(jìn)水管的進(jìn)口需安裝截污罩。清淤方面,需根據(jù)模塊設(shè)計(jì)選擇適當(dāng)?shù)那逑捶绞?。出水方面,?yīng)采用水泵放空,并設(shè)有出水井保證雨水均勻排出池外。
對(duì)于有雨水回用需求的系統(tǒng),還需配套相應(yīng)的處理設(shè)備,如棄流裝置(排除初期污染較嚴(yán)重的雨水)、雨水過濾器(去除樹葉、泥沙等雜質(zhì)),以及回用水泵與消毒設(shè)備。
3.淺層調(diào)蓄模塊在城市雨水管理中的前景
隨著海綿城市建設(shè)的推進(jìn),淺層調(diào)蓄模塊已在多個(gè)城市雨水管理項(xiàng)目中成功應(yīng)用,展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
未來應(yīng)用前景
隨著城市化進(jìn)程加快和氣候變化影響加劇,城市雨水管理面臨更大挑戰(zhàn)。淺層調(diào)蓄模塊作為一種靈活、高效、經(jīng)濟(jì)的解決方案,在未來城市雨水管理中有廣闊應(yīng)用前景。
在技術(shù)發(fā)展方面,淺層調(diào)蓄模塊正與智能化技術(shù)深度融合。通過植入傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄設(shè)施的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能調(diào)控,發(fā)揮系統(tǒng)效能。如合肥市的節(jié)能錯(cuò)峰智慧供水系統(tǒng),通過人工智能算法靜默運(yùn)行,智慧匹配區(qū)域各管網(wǎng)合理水量,大幅提升系統(tǒng)調(diào)蓄潛能。
在政策支持層面,中國(guó)已將海綿城市建設(shè)作為城市發(fā)展的重要方向。到2030年,許多城市計(jì)劃使建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到將75%的降雨就地消納和利用的目標(biāo)。這一政策導(dǎo)向?yàn)闇\層調(diào)蓄技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了有力支持。
淺層調(diào)蓄模塊在構(gòu)建綠色低碳城市方面同樣潛力巨大。它不僅能有效管理雨水,還能與城市景觀、生態(tài)環(huán)境建設(shè)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)水資源管理、生態(tài)環(huán)境改善和城市景觀提升的多元目標(biāo)。如新沂市鐘吾壹號(hào)“微水環(huán)”海綿工程,通過設(shè)置生物滯留池、生態(tài)淺溪、旱溪、雨水調(diào)蓄池等海綿設(shè)施,增加雨水滯留、緩釋、凈化、調(diào)蓄、回用等功能,同時(shí)保證景觀品質(zhì)。
4.挑戰(zhàn)與對(duì)策
盡管淺層調(diào)蓄模塊技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),但在推廣應(yīng)用過程中仍面臨一些挑戰(zhàn),需采取相應(yīng)對(duì)策。
首要挑戰(zhàn)是初期投資問題。雖然淺層調(diào)蓄模塊全生命周期成本較低,但初始投資高于傳統(tǒng)排水設(shè)施。可通過創(chuàng)新投融資模式,如政府與社會(huì)資本合作(PPP)等方式緩解資金壓力。同時(shí),綜合考慮其在降低內(nèi)澇損失、減少管網(wǎng)投資、提供替代水源等方面的綜合效益,其經(jīng)濟(jì)性更具優(yōu)勢(shì)。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是專業(yè)人才缺乏。淺層調(diào)蓄模塊的設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)需要專業(yè)知識(shí)。應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn),提升行業(yè)整體水平。同時(shí),推動(dòng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和施工規(guī)范化,降低技術(shù)門檻。
公眾認(rèn)知不足也是推廣障礙之一。許多公眾對(duì)淺層調(diào)蓄技術(shù)了解有限,可能對(duì)項(xiàng)目建設(shè)存在疑慮。應(yīng)加強(qiáng)宣傳教育,通過示范項(xiàng)目展示技術(shù)成效,提高公眾接受度和參與度。
