时间:2023-08-03 16:09:18
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇海绵城市优点,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1 试验方法
1.1 静态法
量取一定量模拟废水(用化学试剂KH2PO4配制而成)于三角烧瓶中,加入一定量的海绵铁及锰砂,在室温下以60 r/min速度振荡20 min,然后静置2h,取上清液用氯化亚锡法分析溶液中磷的含量,计算吸附容量及去除率。
1.2 动态法
采用φ14的有机玻璃柱,内填充10∶1海绵铁及锰砂混合物,填充物高为600 mm,废水以一定流速顺流通过吸附柱。用氯化亚锡法分别分析流出液达不同体积时的磷含量,计算流出液体积和磷去除率,求出吸附剂的吸附容量。
2 试验结果及讨论
2.1 静态试验
2.1.1 海绵铁粒径的影响
海绵铁粒径直接影响磷的去除效果,选取不同粒径海绵铁处理含磷废水的试验结果如图1所示。随着海绵铁粒径的减小,磷的去除率增加(由62.16%增加到81.48%),但海绵铁的粒径越小其磨损率越大,水力阻力加大,成本增高。从水质要求、经济成本综合考虑,试验时选取1.5 mm的粒径。
2.1.2 海绵铁与锰砂配比的影响
取5 g海绵铁,加入不同配比的锰砂,测定不同配比时海绵铁与锰砂的处理效果,结果见图2。
由图2可知,当海绵铁与锰砂的配比为10∶1,对磷的去除率最高,并且在动态试验中加入适量的锰砂,可防止海绵铁板结,减少水头损失,因此试验选用海绵铁∶锰砂为10∶1。
2.1.3 溶液pH值的影响
当模拟原水含磷浓度为50 mg/L(以PO3-4计)时,吸附剂对磷的去除率与溶液pH值的关系如图3所示。酸度越大,去除率越高;在中性范围(pH值6~8)内吸附剂的吸附量基本保持不变且去除率较高,为81.12%;当pH>9时,由于滤料表面发生化学反应而使去除率迅速降低。因此该法适合于处理酸性及中性或弱碱性含磷废水。试验模拟废水的pH为6~7。
2.1.4 吸附时间的影响
试验结果表明:吸附达80 min以后,吸附剂的吸附容量基本不再变化而达到平衡,吸附量可达9.0 mg/g,磷的去除率在89%以上,结果令人满意。
2.2动态吸附试验
2.2.1 流速对磷去除率的影响
准确称取200g海绵铁和20g锰砂,混合均匀后填充在¢14的有机玻璃柱内,柱高为600 mm,原液起始浓度为C0=50mg/L(以PO3-4计),以不同的流速通过吸附层,并计算不同流速下吸附剂对磷的去除效果,结果见图4。由试验结果可知,流速越小,去除率越高,但流速太小对实际处理工艺没有意义,因而试验选6 m/h的流速做动态试验。
2.2.2 动态吸附试验
原水浓度C0=100mg/L,流速为6m/h,自运行开始至滤料出现穿透,全部时间为10d,进水总磷酸根量为10479.34 mg,处理水量为115.7 L,共吸附磷酸根量为1 646.00mg,动态吸附容量为8.23mg/g,总去除率为15.7%,动态吸附曲线如图5。
3 含磷污水处理试验
用海绵铁处理城市生活污水,在最佳吸附条件下,静态试验结果见表1。
表1 城市生活污水处理结果 序号 吸附剂用量
(g/L) 进水PO3-4浓度
(mg/L) 残余PO3-4浓度
(mg/L) 磷的去除率
(%) 1
2
3 4.0
8.0
12 78.32
78.32
78.32 36.26
8.78
5.42 53.70
88.29
92.10
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)08-0100-02
1.引言
当今中国正面临着水资源短缺,水质污染,洪水,城市内涝,地下水位下降,水生物柄息地丧失等各种各样的水危机,问题非常严重。在这样的背景下,2014年10月中华人民共和国住房和城乡建设部了《海绵城市建设技术指南》(以下简称《指南》),其总体目标是强化城市径流雨水源头减排的刚性约束,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝等。因此,海绵城市建设又被称为低影响设计和低影响开发。20世纪90年代的澳大利亚出现了一种城市规划新方法――水敏性城市设计(WSUD),如今WSUD为解决城市水体、污水和暴雨雨水等问题提供了更多的商业机会,并转向关注水体污染、水土流失、城市内涝等近年来影响人们生活的城市水问题。《水敏性城市设计评估选项》(以下简称《选项》)编写于2009年,并随水源提倡法案条文(National Water Initiative(NWI))的发展而得到了一定的发展。
《指南》建设流程和内容已成为海绵城市建设试点的参考依据,通过对《选项》的评估过程和方法进行介绍,并比较研究国外雨洪管理体系,促进中国海绵城市的建设。比较方面包括二者的目标、场地类型、具体设施三个方面。我国在海绵城市建设过程中应当注重不同基址条件对海绵城市建设的适宜性,因而还补充介绍了WSUD的评估选项和内容,以说明在海绵城市设计阶段的场地评估对海绵城市建设的必要性。
2.设计目标
WSUD的目标设定包括以下几个方面:从功能角度出发,注重雨水措施的生态多功能性。“水质”目标包括减少污染荷载及环境保护的多重目标。“水量”目标包括对径流持续时长、洪水频率、峰值流量和径流总量控制。“养护”目标包括敏感区域维护和自然排水系统养护等目标。“水供给”目标包括饮用水需求和供给缩减及可持续循环。我国《指南》的目标设定于规划阶段,目标包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用。其中低影响开发雨水系统的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。且径流总量控制目标以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌的径流排放量为标准。
《指南》的目标着重于雨洪径流总量控制,目前径流污染强调对悬浮物(SS)年总量进行控制,在污染严重的区域并具有过量的有害化学成分类型的情况下,其原有功能会受到影响的同时也可能发生二次污染。因此用地类型应当具体到实际项目中,宜结合专业分析软件与单项设施事先进行适宜性评价。
3.具体设施
最佳管理实践(BMP):是指在WSUD中具有保护、收集、治理、传送、存储和再利用水资源的结构和非结构性元素。WSUD结合了工程和非工程措施,并且能够影响开发过程中居民的用水行为。导则将工程性BMP分为了两个种类集群,包括“饮用水需求缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”,并对其特征进行介绍。
《指南》中将具体设施按功能分为渗透、存储、渊节、传输和截污净化设施。指南列出了每种设施的施工做法。在实际建设项目中,应当注重设施中不同土壤类型的渗水能力需要与设计目标的降雨频率相适应,以确保在规定时间内各个设施能够将其中的雨水排空以承担下次降水事件;此外《指南》中欠缺对每种措施所承担的污染物去除功能的量化评估方法。
4.场地类型
最佳规划实践(BPP):指WSUD的基址评价,规划和设计部分,是由在城市范围内能够达到特定的管理目标的最佳实践规划方法所构成的。它基于基址的物理和自然属性以及容量评价,将水体和相关环境管理目标融入规划和设计中。
《选项》中将BPP所涉及的场地类型划分为:公共开放空间网络;房屋、道路布局;街道景观等几种场地类型。《指南》巾的场地类型分类也囊括了所有城市室外用地类型,针对各实际情况提出了参考设计理念,并提供了设施规模计算方法,此方法已运用于大量理论研究中。
基于现有的BMP,在具体的发展类型和用地规模中则可以在现有工程技术成果中选用适当的BMP达成WSUD设计目标。与中国海绵城市建设导则不同之处在于,该导则同时也将饮用水供需缩减技术与雨洪管埋技术同时加入到了WSUD中,每项技术措施各自对应各种类型的场地提供了一系列是否适宜的建议,并由等级评分的方式决定是否选择某项具体措施。
5.WSUD选项的评估
《选项》的特点在于其WSUD选项评估,可以分为对WSUI)选项的价值评估和WSUD评估过程。WSUD选项的价值评估方法利用了三重底线对各个选项进行评估,但这种方法若进行量化则更佳;在WSUD评估过程中,将评估尺度分为了三个等级,第一等级是广域评估,作用是保证WSUD达成总体目标:即现有成果是甭达到总体水文影响最小化、是否保护环境的特定生态功能、是否具有备用水源、是否达到总污水处理目标、总成本是否最低等;第二等级是局部范围评估,该评估确定的是具体目标(包括水质,水文和饮用水,污水减排目标等)所对应措施的类型。第三等级是详细评估,即埘详细设计要素的评估以及检查与导则不相符的技术措施。评估过程由第一等级逐级发展至第三等级。
5.1局部范围水敏性城市设计目标的评估
在局部范围WSUD目标评估中,导则将评估过程以不同的技术类型分为两部分:“暴雨雨水管理技术”评估和“饮用水缩减技术”评估。在前者的评估中,评估方法分为两步,第一步是WSUD措施针对特殊的基址的可行性、适宜性和威胁性的基址评估。基址评估利用评分系统来衡量WSUD措施实施的危险因子的重要性,如果危险闪子得分高,其重要性也会随之提升,危险因子包括平均坡度、年均降水量、土壤渗透能力等。并且对每一项危险因子进行权重分配再合计总分,从而得出该项评估结果。根据不同的分数段又推出了低、中、高实施风险所分别对应的评估等级和与其形成正比的所需信息量(图1)。
第二步则需确定WSUD所采用的过滤净化技术是否能达到相应过滤目标。例如在暴雨过滤净化评价中,单一过滤设施都应有多种功能和形态,该导则罗列出不同占地面积的治理设施所能承担的过滤和净化能力,其研究成果显示其面积与所承担的过滤功能数量和可过滤的污染物粒径以及限制因素数量成正比。所以需要根据设计方法措施的限制性因素因地制宜地选择合适的对象及规模。
5.2综合化的暴雨、雨水和污水评价
在局部评估过程之后则是整个设计方案的综合化评估。WSUD综合化适宜性评估项是基于水质、水量、水供应、污水、环境设施的WSUD总体目标而设立的,选择适当的BMP并进一步进行量化评估,以确定最适合解决基址特定问题的措施,量化评估中得分过低的项目需要对其必要性进行判断。
针对分值低的特定低分BMP则需要对其缺欠功能进行补充,并对为每个BMP重新进行适宜度量化评分,具体设施正如前文所述分为两个方面,“饮用水缩减技术”以及“暴雨雨水管理技术”。用这些具体BMP设施再次与以上评价方面一一对应,分析评估其适宜性,得出的评价结果对整个WSUD项目都有参考性的价值(图2)。
《选项》以评估的方式将基于实际条件的BPP所对应下的BMP与最初的总体WSUD设计目标相互融合,一旦在评估过程中发现某些BPP与整个项目不相符合,则会进行调整和重新评估,即第三等级详细评估的任务。
6.结论
经过对《指南》和《选项》的目标、设施、场地三个方面的相同与不同之处的分析,应当认识到我国海绵城市还处于初期建设阶段并且详细介绍了后者的评估过程和方法,从而得出《选项》对我国《指南》所具有的借鉴性意义。
(1)从二者的设计目标量的比较可知,在总体目标的设定阶段益将目标设定得更为充分,需要考虑污染较为严重和降水频率较高的条件下,降雨事件对设施排水的不利影响;并在污染物净化目标方面加以完善,以保证设计目标对项目的整个生命周期发挥导向作用。
(2)由于《指南》中的各种技术措施相比于《选项》缺乏系统的评估及评估方法的介绍,其在不同条件下的净化能力、使用寿命、建设成本、适应能力等各项数据据应经过专业评估和实验得出,为项目各个目标提供参考数据。
1海绵城市策略提出的时代背景
近年来,经济的快速发展使城市出现洪涝灾害、雨水径流、水资源匮乏等问题。另外地下水过度开发和回灌不足也对气候产生了严重的影响,例如热岛效应、土地沙漠化等,这些问题是当下城市建设中应当迫切解决的问题。在关于城镇化建设会议上发表重要讲话,特别谈到“海绵城市”快速建设的重要性。对于已经发展数百年的城市,尤其是近几十年的现代城市,在城市规划一开始就出现的弊端并不能尽快从根本上解决,只能从城市的水系统方面和建筑设计方面进行一定的技术化改造。而水系统的改造需要更大的经费和精力,有时甚至会妨碍城市交通及人们的日常生活,所以建筑本身的设计与改造尤为重要。
2“海绵城市”在建筑角度的实施分类
实施海绵城市计划可以综合利用渗透、滞留、蓄在建筑方面实施海绵城市的目标有2个问题值得我们思考:一是海绵城市理论提出后建筑的方案应该如何设计;二是对海绵城市提出前已经建好的建筑应该如何改造。下面从这两个角度出发对建筑场地材料、建筑材料的选用与建筑构造节点的创新方面进行详述。
3新建建筑设计
3.1设置渗水铺装渗水铺装与非渗水铺装相比有以下优势:①自然降水能够较快地渗入地下,适当地保持地下水资源存量。②路面积水量减少,使行人车辆安全出行。③有利于调节地表温度和湿度,维持生态平衡。另外,对城市环境来说还有吸收噪音、吸收粉尘的作用。选用渗水铺装时可采用渗水砖、透水混凝土,以及生态铺装等材料。(1)渗水砖具有较高的耐久性、渗水性等特点,可用于人行路、路侧石、围树石、盲道石等,在建筑总平上可提供帮助。如广西壮族自治区柳州市某小区广场(见图1)。另外其色彩丰富也可用于广场、塑模彩砖等。(2)透水混凝土具有较高的渗水性等特点,主要应用于园林、广场、景观道路铺装部位。另外其色彩丰富的特点,可以根据环境功能设计图案大型,其构造节点如图2所示。各个省均先后在公园、道路等地方实施。(3)生态铺装指铺装与铺装之间故意留出一定大小的空隙,可以在上面种植植被,优点是可以和植物相结合,主要应用于景观道路及生态停车场。如广西壮族自治区广西科技大学图书馆的地上生态停车场(见图3)。
3.2绿化屋顶绿化屋顶对于雨水一直具有良好的渗透和滞留绿化植物选择的主要原则如下:①选择抗寒性强、耐旱的草本植物和矮灌木。②较低的养护管理要求。③移植耐修剪、容易成活、生长较缓慢的品种。④选择能够吸收污染、抵抗空气污染的品种。⑤选择不易倒伏、耐积水、抗风的植物种类。⑥选耐瘠薄、阳性的浅根植物。如:乔木、花灌木、地被植物与宿根花能力,并且可以配合雨水收集装置设置渗透层实施净化。在南方地区雨季,时常几天连续下雨。通过绿化屋顶的植被会有大量雨水渗透且滞留在土壤之中,并可调节顶层建筑功能用房温度。新建建筑设计可按照正常绿化屋顶建造方法建造,以蓄水种植隔热屋面屋顶为例。卉、藤本植物、绿篱、抗污染树种等。种植层:在设计种植层时,主要对种植层的栽培介质的密度进行控制,其栽培介质的堆积密度不宜大于10kN/m3。滤水层:滤水层可分为根系发达、根系弱两方面。灌木或乔木等根系发达的绿化植物可在粗骨料上铺60~80mm厚细骨料,细骨料按5~20mm粒级配,上粗下细。绿篱、藤本植物等根系弱植物可选用聚酯无纺纱过滤层或玻璃纤维布过滤层,具有重量小特点。蓄水层:蓄水层的处理根据植物的选用不同而有所区分,当选用灌木或乔木等稍微大型的绿化植物时可选用轻质多孔粗骨料蓄积,粗骨料的粒径不应小于25mm,蓄水层(包括骨料和水)的深度不小于60mm。当选用绿篱、藤本植物等小型植物时,可选用80mm厚15~20陶粒,内铺穿孔PVC管,对土壤层保持相对量的水分。防水层:防水层的考虑需根据建筑屋顶的防水等级设置相应的防水方法,二毡三油、SBS防水卷材或复合防水。附加蓄水池部分需要选用等级不低于C25钢筋混凝土材料一次浇筑完成。
3.3雨水收集系统雨水收集系统包括自动系统和普通收集。自动系统是在建设时在屋顶檐沟排水处、地面地漏和明沟暗沟处、绿地低凹处设置集水口,经过一系列的过滤可以将雨水存储于水箱之中,以用于建筑内的生活用水及绿地的灌溉(见图5)。如果降水量过大,也可以通过收集装置合理规划依次排水,减少出现城市洪涝的几率。普通收集就是指通过简单的方式收集雨水,例如在建筑旁边设置蓄水池、渗透井,造价低,但适用范围有限,需要人力管理。雨水收集系统的造价及后期的维护比较昂贵,建筑可根据自身情况采取部分实施。而普通方法虽然造价很低,但始终影响整个建筑场地内的气氛。关于雨水收集系统我们可以参考瑞士政府的作法。瑞士政府将这种政策推行到每家每户,在各户居民住宅的屋顶设雨水回收口,利用水管将雨水引入室内的蓄水池。经过简单的沉淀过滤后可直接利用水泵将雨水输送到房屋的各个部分。如输送到屋顶处,建立屋顶花园,为花园植被提供水分。沉淀后雨水还可以被输送到卫生间和厨房,用于洗涤衣物、冲洗厕所、种花种草、清洁室内等。
3.4提高场地内绿化率除以上方式之外,我们还可以通过提高场地内绿化率来实现海绵城市计划。在南方,尤其是岭南地区气候,建筑更提倡通透性。在建筑设计中可设置下沉式庭院,下沉式绿色花园,也可将首层架空,尽量减少对该地区原有绿地植被的破坏,以及设置绿化停车场等一系列方式来提高场地内的绿地率。也可以在大型的建筑聚落群中设置人造湖,如小区、学校等。人造湖在一定程度上对建筑群起到了一定的蓄水作用,也可促进地下水的回灌,水量的蒸发使建筑群内的小型气候有很大的帮助。如:广西科技大学的积微湖、宗元湖,华林郡邸别墅区观赏湖,以及清华坊的人造湖畔等,大量的这种做法对市区的热岛效应也有一些改善。
4已建建筑改造
对已建建筑改造本文主要探讨普通屋顶改造为绿化屋顶,应该注意以下4个问题:
4.1旧建筑的屋顶是否能够承载住绿化屋顶的荷载原有屋顶一般是普通上人屋顶,均布荷载大约是150kg/m2,规范指出上人屋顶一般情况下不允许加建屋顶花园。因此,我们需要在不改变均布荷载的情况下,进行改造。
4.2改造后的屋面需要什么样的防水层可以将原结构的防水油毡层改为SBS防水卷材,这样既可以增强屋面的防水性,又可以降低结构的均布荷载,从35kg/m2降到10kg/m2左右。
4.3是否增设过滤层和排蓄水层过滤层可选用聚酯无纺纱过滤层或玻璃纤维布过滤层,重量小,具有良好的渗透性,不妨碍植物毛细管作用,且会保证蓄水能力。排蓄水层大致可以选用80mm厚15~20陶粒,内铺穿孔PVC管,对土壤层保持相对量的水分。既能保持水量充足,又避免植物水分过多而死。
4.4屋顶绿化植物种类对于已建屋顶绿化所选植物应具备耐旱,根系浅且弱,没有穿透屋顶防水层能力、抓地牢不易被风吹起、所需土壤层薄,对屋面荷载小等特点,如佛甲草、爬山虎、牵牛花、凌霄、地锦类、油麻藤、茑萝、木香等植物都具备以上特征。
5结语
“海绵城市”理论的实施已经刻不容缓,在建筑领域上已通过设置渗水铺装、建造或改造绿化屋顶、雨水的收集,以及建筑场地内绿化率提高等手段切实地贯彻“海绵城市”理论。只有坚持“海绵城市”理论,才能有效解决城市雨水问题,有效地改善城市气候。
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中图分类号:F291
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2016)08-203-02
一、海绵城市的概念
海绵城市,简单地来理解,就是城市像海绵一样,在降雨过程中将雨水收集起来,等待需要的时候在释放出来,用于灌溉、冲洗路面、补充景观水体。城市可以像海绵一样压缩和恢复,能够最大限度上地防洪减灾。城市的“海绵体”不仅包括小区建筑物的屋顶、植草沟、园林绿化、透水铺装等,还包括城市的各种水系,例如江、河、各种自然人工湖等。
传统城市,未能考虑城市降水资源的综合利用,只考虑到“排”。传统城市雨水通过管道将雨水快速排出城市。随着传统城市的不断发展,道路硬化增多,不透水的路面面积大大增加,盲目的发展使得雨水无法下渗到土地内,这样就造成了城市的内涝和径流污染发生次数大大增加。和传统城市不同,海绵城市可以有效地解决城市内涝问题,对于维持房地产开发前后的水文特征,维持人与自然的和谐发展有着极其重要的作用。
二、安阳市城市概况
河南省安阳市处于太行山脉与华北平原交界的过渡地带,地势总趋势为西高东低,自西向东呈阶梯式下降,大致以京广铁路为界,西部为山丘区,间有小型盆地,最高山峰海拔1632米。安阳市东部为冲击平原,最低洼地海拔高度为50米。地貌由山地、山间盆地、丘陵、平原、岗地、泊洼六种自然形态组成。
安阳市全市多年平均水资源总量为16.403亿m3,人均水资源占有量为322m3/人,亩均水资源占有量301m3/亩,低于河南省人均占有量470m3/人、亩均占有量400m3/亩的水平,分别为全国人均水资源占有量的七分之一,亩均水资源占有量的六分之一,属于水资源匮乏,供需矛盾严重的地区。
三、海绵城市的构成
海绵城市利用低影响开发雨水系统,使得开发前后的环境水文保持不变,能够使得城市像海绵一样吸收和释放雨水,达到调节环境的目的。低影响开发影响的种类有很多,以下就介绍几种低影响开发设施。
绿色屋顶,顾名思义是将植被种植于各类建筑的屋面、天台、露台等。绿色屋顶由建筑屋顶的结构层、防水层、保护层、排水层、隔离滤水垫层、蓄水层和种植基质、植被层组成。绿色屋顶可以有效地增加小区的人均绿化面积,以30万m2的住宅小区为例,假设屋顶面积为25%,则将近有7.5万m2的绿化面积;传统的屋面材料在视觉上观感较差,绿色屋顶则能带给人赏心悦目的感觉;绿色屋顶还能调节屋顶温度,研究表明,在夏日屋顶最高温度可达80摄氏度,而冬天最低可达零下20摄氏度,巨大的温差容易导致屋面材料老化,而绿色屋顶可以克服这一缺点,种植植被的屋面夏季温度通常可以保持在20~25℃,可以有效地防止屋面的老化变形,减小了屋面裂缝的可能,提高了建筑物的使用寿命。同时在冬季,绿色屋顶可以起到保温的作用,统计表明,冬季无绿色屋顶的屋面比有绿色屋顶的屋面温度低2.4℃;绿色屋顶可以有效地截留雨水,削减雨水径流总量,减少排水不畅和洪涝灾害。同时,绿色屋可有效的节约水资源,促进环境的保护和水循环的平衡;绿色屋顶可以吸收空气中的灰尘及二氧化碳,减少温室效应。植物可以通过光合作用及叶片的吸附等作用,对空气污染进行削减。同时,绿色屋顶可以通过绿化层的滞留、吸收,将屋顶的污染物有效削减。从而保护大气环境和水环境,免受破坏。
透水铺装是指将孔隙率较高、透水性较好的材料应用于道路路面。它可以使雨水进入透水铺装的内部,贮存适量的雨水或随内部的排水管道排出,减少洪峰流量,削减径流系数。透水铺装由土基、垫层、基层、过滤层、面层等构成。透水铺装可以有效的削减径流流量,使雨水迅速的入渗,减少洪涝灾害的风险;使得水资源得到有效的补充,利于生态环境的保护;透水铺装可以使路面无积水或有少量积水,从而增强道路的安全性能,保证了行人和驾驶人员的生命安全;透水铺装的较大孔隙不仅可以吸收噪音,还可以缓解温室效应,使得路面温度得到有效的降低,延长道路的寿命。
植草沟又称为植被浅沟,是一种种植有植被的具有景观欣赏性的地表沟渠,它可以通过重力流收集、转输和排放雨水。植被浅沟既是一种径流传导的设施,也可以与低影响开发的其他设施一起,输送径流雨水并且收集、净化雨水。植被浅沟根据构造的不同,共分为干式植被浅沟、湿式植被浅沟和转输型植被浅沟三种。植草沟可以有效地滞留雨水,促进土壤的渗透。同时,它还可以减缓雨水的流速,保持水土,削减径流量。植草沟对于污染物的去除和迁移也起到了较好的作用。
雨水花园通常建设在地势低洼的地区,由种植的植物来实现初期雨水的净化和消纳,是低影响开发技术的一项重要措施。雨水花园具有造价低、管理维护方便,易于与当地的景观所融合等特点。它被欧、美等多个国家广泛应用在居住小区、商业区等不同的地区。雨水花园主要由蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层和砾石层等五部分组成。重金属、沉淀物等不同的污染物质随雨水径流汇入雨水花园。通过植物的吸收、微生物的作用等,将污染物去除。植物的根系,对土壤的净化也起到了一定的作用。雨水花园可以有效地去除氮、磷等污染物,与传统的措施相比,具有成本低、与周围环境融合度高、不产生其他污染等优点。
下沉式绿地有广义和狭义之分,广义的下沉式绿地除包括了狭义之外,还包括渗透塘、雨水湿地、生物滞留设施等;狭义的下沉式绿地,又叫下凹式绿地,低势绿地,指高程低于周围的路面或铺砌硬化地面约20cm内的绿地。下沉式绿地可以在降雨时,让雨水较大程度的入渗至绿地中,滞留大量的雨水,避免了传统方式中雨水管渠的阻塞、下水缓慢等问题。雨水中携带了较多的有机污染物和无机物等,随着雨水径流进入下沉式绿地。下沉式绿地可有效的阻断面源污染,使污染物得到削减。下沉式绿地的建设,减少了雨水检查井的修砌,避免了雨水井盖的偷盗事件,确保了行人的安全,防止伤人事故。
蓄水池指专门储存雨水的收集利用设施,同时它能够削减洪峰流量。蓄水池需结合当地的土质、地形等条件,可选用钢筋混凝土、砖砌等多种形式,用于地上或地下。蓄水池可用于具有雨水回用要求的小区等,回用的雨水可用于冲厕、浇洒绿地、景观用途等。
湿塘是指具有收集雨水和净化雨水的功能,是景观水体的一种。湿塘能够在平时发挥其景观功能,供人们休闲和娱乐。在降雨时,发挥雨水调蓄的功能。湿塘可以用在居住小区、公园、广场等具有较大空间的地方,对于生态保护和丰富居民生活有着重要意义。
四、构成海绵城市低影响开发小区案例研究
低影响开发的技术措施的探讨,主要是为了指导工程实践,为建设海绵城市奠定坚实的基础。下面通过对安阳市某小区的工程案例的模拟,探究低影响开发技术措施的环境效益、经济效益和社会效益,同时利于低影响开发技术措施的推广与应用。
御水园商住小区建设项目位于安阳市中华路与金沙大道东北角,项目规划总用地面积21.5公顷,规划总建筑面积71.07万m2,容积率2.47,建筑密度22.05%,绿地率达42.35%。项目主要由23栋高层住宅楼和17栋多层住宅楼组成,设计总户数约3295户。小区以水为名,小区内有河流通过,正符合了海绵城市合理利用雨水的初衷,河道的经过也有利于小区进行低影响开发。
现对该小区低影响开发的效果进行简单的评估,以判定低影响开发技术措施对于建筑小区的作用:在建筑小区的各个高层的屋顶建设绿化屋顶,种植适宜安阳市当地的种植植物,从而削减屋顶雨水径流量,减少径流污染,提高屋顶的美观及楼宇的舒适性。小区的人行道、广场等地、非机动车道均采用透水混凝土铺设,以促进雨水的尽快渗透,减少小区雨后的积水,确保行人的安全,降低小区的噪声,减少环境污染。小区绿化均设置为下沉式绿地,下沉深度比地面高程低约100mm左右,使雨水从路缘石的缺口处流入绿地。在小区设置雨水花园,从而减少雨水的径流总量,削减径流污染,提高居住小区的生活质量。
结论
安阳市是水资源匮乏的城市,水资源有着很大的不足,同时水资源污染的问题也十分严重。由于城市化进程的不断推进,居民小区拔地而起,不透水路面面积的增大,造成了安阳市部分低洼地区逢雨必涝的现象。本论文针对以上问题进行分析研究,得出以下结论:
海绵城市安阳市小区建设中应用是十分有必要的。海绵城市将传统的雨水管渠与低影响开发技术措施相结合,使得城市在小区开发前后的水文及生态环境特征保持不变,在抵抗自然灾害时,如同海绵一样,具有一定的“弹性”。在安阳市建设海绵城市,需要利用低影响开发技术措施从源头、中途和末端三方面进行控制。源头的控制,可以通过绿化屋顶、初期雨水弃流、渗透井、植被浅沟等措施实现;中途的控制,可以通过透水铺装、下凹式绿地、雨水沉淀池、滞留池等措施来实现;末端的控制,可以通过稳定塘、湿塘、人工湿地、渗透塘、雨水花园等措施来实现。
参考文献:
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一 、引言
绍兴市柯桥区位于浙江省中北部,绍兴市北部,会稽山北麓,地处长江三角洲南翼。柯桥区位于浙江中北部地区,北部地处绍虞平原,南部紧靠会稽山脉。气候温和,四季分明,雨量充沛,降水时间分布季节性明显。属于东亚季风区,季风气候显著。年平均降雨量1469.8mm,最多年雨量为1806.2mm,出现在1975年;最少年雨量为911mm,出现在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日为158.6天,年最多雨日达227天;年最少雨日为134天。
防洪排涝河道整治一期工程是以防洪、排涝为主,结合改善水环境等功能的综合性水利工程,2009年被省发改委列入省重点建设工程A类项目。截止2014年底,柯桥区已建成滨海闸枢纽工程和姚家埠至滨海排涝闸17.6公里河道治理工程,完成总投资约4.5亿元。2015年以来,柯桥区水利水电局一面增强施工力量、优化施工组织,一面与相关镇街紧密配合加大政策处理力度,深入村居及时协商解决问题,进一步加快推进防洪排涝河道整治一期工程,取得了明显成效。
工程建成后,将基本形成绍兴平原排涝快速通道,使河道防洪标准达到50年一遇,治涝标准达到20年一遇最大24小时暴雨不受淹,切实增强绍兴平原的整体防洪排涝能力,优化水生态环境,促进柯桥区经济社会的可持续发展。
二 、城市排水系统
城市排水系统是一项不可或缺的基础设施,对城市的正常运行起到了重要的作用。城市排水系统与给水密不可分,共同组成了现代城市的水循环系统。城市排水系统的合理与否直接关系到了城市的全局发展,而城市排水工程是处理城市污染、城市排涝和防洪等的骨干工程。排水系统包括道路排水管网、泵站、具有调水蓄水功能的湖塘、河道以及污水处理厂等相关设施。
城市排水系统作为城市的使用设施,受到了气象、地表水位差、电力中断和排水系统规划等因素的影响。在南方一些城市中,城市排水设计过程中存在很大的不足,如城市河道设计过于拘谨,城市治水不合理,治水机制缺乏合理性。给水缺乏节水系统的控制,造成水资源的浪费。在排水过程中,经常会由于污水造成周边土地和环境的破坏,影响城市的可持续发展。
如今,我国很多城市一逢暴雨就“看海”的情况经常出现,这种现象的产生就是由于在规划初期未能对城市排水充分考虑。通常,在进行排水系统规划时要考虑排水分区、排水管网设置、可持续、与周边区域结合和加强管理体制等几方面。
三、 排水系统新理念
2012年4月,在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中,“海绵城市”概念首次提出;2013年12月12日,在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调:“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义,即城市能够像海绵一样,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。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出,采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施,到2020年将80%的降雨就地消纳和利用。建设海绵城市,首先要扭转观念。传统城市建设模式,处处是硬化路面。每逢大雨,主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》,城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来,取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。
作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志,我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前,不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的目标核心是通过海绵城市建设,使80%的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年,20%的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话,至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年,80%的城市建成区要达到这个要求。
四 、设计合理性――以绍兴市柯桥区为例
2015年,柯桥区实现全部工业总产值3971.83亿元,其中规模以上工业总产值3478.32亿元,增长2.5 %。全部工业实现主营业务收入3880.30亿元,其中规模以上工业实F主营业务收入3386.79亿元,增长2.9%。
实现规模以上战略性新兴产业产值939.95亿元,占比为27.0%。大纺织业实现产值2263.76亿元,增长5.4%;实现利润120.75亿元,增长16.9%。非纺业实现产值1214.56亿元,下降2.4%;实现利润69.90亿元,下降12.6%。新产品产值1139.35亿元,增长25.8 %,占规上工业产值32.8%;规上高新技术产业产值277.76亿元,增长4.0%,占规上工业产值8.0%。
结合柯桥区域经济特殊性,以合理运用城市水资源,达成现代化城市的可持续发展为目标,需要从三个不同角度去设计,在进行排水系统设计时还应充分考虑纺织产业的分布。
1. 宏观层面。
从宏观角度分析得出排水系统设计所面临的问题,相邻城市、相邻地域已不是规划区内的问题。一方面,给水安排需要围绕水源及节能、合理供水及保证溯源平衡为基础;另一方面,排水系统需要以防洪排涝及控制污染为目的。
(1)防洪排涝
防洪排涝可分为两部分,即防外洪及排内洪,外洪重在防,内洪重在排。考虑源头不同的水,也通常用不同的解决方案。城市的水一般是雨水降落产生,所影响范围不会太大。
瓜渚湖位于柯桥中国轻纺城东北,南阔北狭,南北长2公里,东西长约1公里,水面面积1.5平方公里,为绍兴平原第三大湖。瓜渚湖与大小坂湖是柯桥海绵城市的重要组成部分。柯桥河网密布,将河湖连通不仅将改善了周边区域的生态环境,也为工业及农业发展提供丰富的水源保证,对柯桥经济社会发展和水生态文明建设起到重要和不可替代的作用。从当前和未来经济社会发展及生态恢复等方面的需求来看,实施河湖连通工程意义深远,效益重大。
(2)水资源平衡
合理供水及保证水资源平衡可在一定程度上解决水资源短缺及分布不均的情况。在规划城市建设时,必须考虑水资源供需是否平衡。合理供水可改善水质,节约资源,推动供水行业发展。
(3)污水处理
污水集中处理,水质水量稳定,但建管道总费用高,设备庞大,耗能大,技术和管理水平要求高。污水分散理优点与缺点共存,如何将污水集中处理和分散处理相结合,二者取长补短显得尤为重要。
2. 中观层面。
本层面有承上启下的作用,其重心主要在于城镇及片区的给排水系统(包含并不限于中心城区的给排水规划设计和污水处理厂的规划设计)。
(1)给水系统
在大多数居民及单位使用了变频装置,尤其是广泛适应了城市给水管网智能化供水设备的前提下,供水的日变化系数增大以及高峰用水量的增加导致水厂的供水工程加大,这是中观最值得注意的问题。
(2)雨水系统
雨水系统、防洪排涝和城市竖向规划三者相辅相成,市区内河通常采用五年一遇水满不外流的设计标准,洪峰相遇的概率很高,而排水管道的出流往往也是高压性的。因此,雨水系统需要定期校对压力流,并且及时调整竖向标高,防止溢水情况的发生。
(3)污水系统
柯桥老城区与新城区并存,在老城区应采用分流制,而在新城区宜选用合流制。根据污水处理厂厂外管网工程实验表明,分流制需要在化粪池口开口,并选用具有专业技术的团队实施监督及施工。柯桥属于中小城市,因此也应考虑在进河流前设置截流干管,使早期雨水和污水通过截流干管都进入水处理厂,节省投资。另外,污水也可经过中水回用等处理,投入景观设施,或者运用物理及化学方法,改善水质后再使其流入内河。
3. 微观层面。
要实现可持续发展必须进行创新,运用创新思维及技术去解决问题。城市排水规划环环相扣。在微观层面,重担就要落到每一个工厂、每一个居民区和每一个排水系统的设计上。
重度耗能低量负荷的这种低形式是不符合中国现代国情的,而延时曝气的方案也会适时淘汰。而移动床、流化床、A/O工艺法均可为中国当下的发展方向。污水管道最常用材料是塑料复合管材,PE管质量好,PVC-U管使用广泛,具有较高的抗冲击性能和耐化学性能,PVC管通常用于排污管道。在施工时要分层夯实,尽量保证管道的回填质量,防止管道因回填质量的问题而变形超标。雨水属于水循环中的一个环节,若对其合理拦蓄和利用,将可以节省资金,促进生态发展。
(1)疏河道。“深淘滩,低作堰”,这是久经历史检验的治水良策。疏拓作为柯北直排钱塘江骨干河道的滨海大河,充分利用钱塘江潮位低、持续时间长的排涝优势,畅通北排通道,有效降低柯桥地区水系水位。结合清水工程和河道总体规划,疏浚拓宽柯桥所有骨干河道,如瓜渚湖、直江、东小江,整治河道上的违章建筑物和构筑物,经科学预测,此项措施可在暴雨期间降低城区水位12厘米,降低柯北水位10厘米。
(2)建设城市下沉式广场,起到分流雨水的作用。
(3)控制绿化标高,颠覆原先的绿化种植设计思路,从高于路面到低于路面,至少绿化地面与路面齐平,最好能低于周边地面标高5至25厘米,形成下凹式绿地,使绿地上的自然降水能渗入地下,减少路面径流。四是科学制定雨水径流控制标准,扩大可渗水地面面积。通过这些措施,既增强了城市排水防涝能力,又提高了城市的亲水性、透水性,对于减轻管网排水防涝压力也大有裨益。
五 、结语
在五水共治的大背景下,柯桥区坚持科学发展观,贯彻节能环保理念,加大雨水公园、植草沟、雨水调蓄池、下凹式绿地和可渗透停车场建设,分类别,科学定标准;治点线,注重抓管理;强预测,提前降水位;调蓄洪,多举措并重,在城市排水方面取得了显著成效。
参考文献
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引言:
当前我国暴雨洪涝灾害面积大,雨涝灾害危及农作物生长,破坏建筑、交通与电力设施以及其他产业的正常发展,也给人民生活带来了极大的影响与不便。加之一些地区现有排水管网建设结构落后,设计思想陈旧,缺乏新技术的开发等,雨涝问题亟待解决。
另一方面,当前的低雨水利用率也亟待改善――水资源供需矛盾突出、水环境恶化、洪涝灾害严重等水问题日益成为制约我国经济社会可持续发展的主要因素。改变传统的管理模式,是延续资源利用、走可持续发展道路的有效途径。
一、城市雨涝状况
近年来,城市内涝已成为困扰人们正常生活与威胁公共安全的重大隐患之一。随着城市化进程的不断加快,城市的植被率降低,不透水面积增加,下渗的地下径流及地表径流减少,雨水的径流量进一步增加,导致城市洪涝风险增大,造成巨大的损失,制约了城市的发展。
二、城市排水管网现状
由雨水管网、泵站、蓄水池等构成的雨水排水系统在汇集、调蓄城市雨水上起着至关重要的作用。然而由于类型复杂庞大、缺乏完整的协调机制,我国早期落后的管网规划逐渐跟不上城市发展的脚步,加之暴雨量的增加,一系列排水问题接踵而至。有些城市还将雨水管与污水管混接,导致雨污合流,降雨时排水量增大很可能造成污水外溢。排水覆w率赶不上城市的发展范围,城市内涝问题就只能是越演越烈。此外,管网优化改建也仍存在优化目标单一,方法不全面,忽略了利益与风险的平衡等方面的不足,同时也受到经济条件的制约,使得大幅度改建管网难上加难。
三、管网优化举措
在我国排水体制中,主要还是将雨水尽快排至水体,这样不仅会造成雨水资源的流失,而且在暴雨季节还会引起河水上涨,进一步加剧城市的防洪工作压力。此外,我国缺水地区采用集雨系统收集雨水作为饮用水源,改善生活质量。城市雨水收集系统还可用于工业、农业和补充地下水的水源,缓解地区用水紧张的矛盾。基于目前人们对雨水资源的浪费现象及雨水利用的较大空间,本优化设计方案旨在提出一种新的思路与理念――利用一种新型优化管道,集雨水排放、收集、利用于一体,既要解决目前管道排水量不够的问题,又能实现将雨水分流收集,使较为干净的雨水得到利用。
(一)新型管道设计理念
针对现在小区或者城市雨水管道只有一个大管道的现状,雨水无法进行更好的收集利用。即使是针对现有雨水进行收集,所收集到的雨水浑浊度也很高,因此可针对现有的管道进行改进:如图一所示,使原有下水管道作为“母管”,在原有污水管道内部的上方加设小管道即“子管”。正常情况下,适量的雨水通过“母管”流通排走。发生暴雨或雨水流量较大时,则在水泵的作用下,使“子管”中的水流加速流动,从而高效地输送到蓄水处。初期的雨水比较浑浊,通过“母管”排放出去,一段时间后雨水的浊度下降,则通过水泵进行抽水送进“子管”中进行收集与利用。
以郑州市为例,查资料可得郑州市全年集雨量综合可达到0.996亿m3。其中透水地面截留的雨水量为0.304亿m3,则不透水地面截留的雨水量为0.692亿m3。应用此新型管道设计理念后,在水泵对雨水的加速下排作用下,预计效率提高25%,则不透水地面截留的雨水量将减少到0.996-0.304×1.25=0.616亿m3。可见,该举措可显著加速雨水的下排,从而有效防止内涝灾害。
(二)核心部分结构构造
应用新型管道,有利于解决现有下水管道排水不畅的问题,提高管道的排水效率及能力,实现大雨不积水、暴雨不内涝的目标。通过装置的核心部分,如图二所示――雨水流量感应系统实现雨水的初步净化,再使用收集装置进行雨水的储存,提高雨水的利用率。
雨水流量感应系统包括延时控制部分和浮球开关部分。延时控制部分利用电子延时装置,即自动电子水位控制器与浮球开关相互配合。当水位控制器上的探头检测到雨量达到阈值时,控制器使水泵开始工作向子管加速抽水。延时控制部分可完成对雨水浊度的初步检测,当流入的雨水已经较为干净,水泵开始工作,从而使雨水大部分从子管流走从而达到雨水分流的目的,实现雨水的初步分选与净化。浮球开关作为液位控制器件,使用磁力运作,具有节能,体积小,使用方便等优点。根据周围液压的变化,浮子可带动主体移动,带动活塞堵住“母管”的进水口,保证干净雨水尽可能全部进入“子管”。此外,当雨水流量很大时,为了平衡压强,使“母管”中的水能顺利流动并排走,可在“母管”旁侧设置溢出管,以进一步完善管道结构功能。
(三)管网系统收集利用雨水功能的优化
将上述“母子管”装置的理念应用到当前的管网系统中,在成本较低的条件下可大大增加初期雨水的利用率。一方面可通过调节水泵运行功率而适应地区的各种天气,达到暴雨无内涝,大雨不积水的目标,有效缓解洪涝灾害;另一方面该种新型管网系统还能应用于绿地灌溉、景观用水、路面喷洒、蓄水冲厕等生活中的方方面面,为居民生活带来极大的便利,也完全符合节能减排、绿色低碳的要求。
1雨水综合利用
1.1雨水利用流程
建设项目屋面及硬化地面产生的径流通过项目区内雨水收集系统排入就近的下凹式绿地内,拦蓄入渗到地下,下凹式绿地蓄满后通过项目区内道路布设的雨水口排入雨水管道,经雨水沉砂池沉淀后汇入雨水调蓄池内或排入项目区内生态景观水体。雨水调蓄设施蓄满后,超过设计标准的雨水溢流排入区域市政雨水管道或项目区内雨水花园等景观水体。集雨池收集的雨水经过滤后,通过灌溉系统最终用于项目区乔灌木及绿地灌溉或道路浇洒,提高雨水资源利用率,改善区域水环境。总之,通过雨水综合利用,可以涵养地下水资源,同时能够缓解下游区域雨水管网的排水压力。
1.2雨水综合利用系统
1.2.1雨水净化系统
土壤渗滤净化:雨水在收集的同时进行土壤渗滤和净化,通过穿孔管将收集的雨水排入次级净化池或贮存在渗滤池中;遇到降雨强度较大的雨水可通过土壤渗滤的表层水经过水生植物初步过滤后排入初级净化池中。人工湿地净化:为了营造湿润的水环境,项目区内配置人工湿地,分为2个处理过程,一是初级净化池,净化未经土壤渗滤的雨水;二是次级净化池,进一步净化初级净化池排出的雨水,以及经土壤渗滤排出的雨水;经二次净化的雨水排入下游清水池中,或用水泵直接提升到贮水池中。初级净化池与次级净化池之间、次级净化池与清水池之间采用提升系统—水泵进行循环。
1.2.2雨水利用
雨水利用的主要景观措施有:屋面集水收集、屋顶绿化、滞留池、生态调节池、植草沟、人工湿地等。雨水间接利用采用渗滤沟、渗滤池、花畦等方式将雨水渗入土壤,涵养地下水或回灌至地下水层。渗滤池:渗滤池与池塘、洼地相配合,池塘与洼地维持少量水位,池底覆以土壤并种植吸附污染物的水生植物,起到调蓄集水的作用,维持水生生态系统的稳定性,起到亲水及视觉美化的效果。渗透性地面铺装一般采用透水砖,渗透系数介于6.0×10-2~1.8×10-1让宝贵雨水回归大地,解决地下水回灌问题,起到入渗、滞留的作用,有减洪、水质净化与地下水涵养的优点。
1.2.3雨水收集系统
道路渗滤沟:考虑到景观和功能需求,在主要道路和广场上未使用透水砖。因道路广场的标高大于绿地标高,道路广场上的雨水可以汇聚到周边绿地内,再渗透到地下。园内一般道路采用透水砖,以级配砂石作为垫层,在级配砂石垫层内铺设全透型排水软管,便于雨水下渗。根据具置及路幅宽度不同,渗滤沟有以下几种形式:①主园路渗滤沟:路幅宽6m,行人较多,雨水稍有污染,结合绿地过滤设计渗滤沟;②硬质广场路面:结合地面坡度及铺装设计,广场中每隔20m左右设置渗滤沟;③3m宽园路:渗水砖路面+渗滤沟+穿孔集水管;④木栈道:栈道下方设置低洼绿地;⑤停车场:设计多孔沥青车道结合植草砖停车区,尽可能让雨水下渗,此处雨水污染较大,结合弃流及土壤渗滤设置穿孔管集水。
1.2.4雨水贮存系统
人工湖:结合景观水景要求设计人工湖,包括初级净化池、次级净化池、清水池。雨水利用时主要从清水池采用提升系统抽取,供冲厕用水以及补充绿化灌溉用水;少量溢出的雨水排入市政雨水管。设计时常水位标高比溢流口低10cm,而驳岸的标高则根据常水位来设计,使降雨蓄存量增加,保证至少单次降雨量在50mm以下时不会产生溢流,既保持了平时湖水充盈的亲水效果,又为雨季蓄水打下了基础。人工湖设计时配置若干水生植物种植池,在丰富湖区景观的同时,也承担着沉积雨水带来的泥沙的作用。为保证湖水清洁,防止水质恶化,中水处理系统对湖水进行循环处理,同时为附近绿地喷灌系统提供水源,使得汇集的雨水得以充分利用。
消声器的种类很多,但究其消声机理,又可以把它们分为六种主要的类型,即阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器、微穿孔板消声器、小孔消声器和有源消声器。
阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列,就构成了阻性消声器。当声波进入阻性消声器时,一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉,使通过消声器的声波减弱。阻性消声器就好象电学上的纯电阻电路,吸声材料类似于电阻。因此,人们就把这种消声器称为阻性消声器。阻性消声器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。
小孔消声器的结构是一根末端封闭的直管,管壁上钻有很多小孔。小孔消声器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的,如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替,当气流经过小孔时,喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频,使频谱中的可听声成分明显降低,从而减少对人的干扰和伤害。
于是本人想到把“小孔消声器”和“阻性消声器”的原理结合起来,利用“小孔消声器”的结构和“阻性消声器”的消声方式发明一种综合两种消声器优点的复合消声器。
首先选择一种外表凹凸不平的矿泉水瓶(图1),然后在矿泉水瓶的表面打孔(图2)。打孔的目的是为了在保持喷口的总面积不变的前提下,用很多小喷口来代替,当气流经过小孔时,喷气噪声的频谱就会转向高频或超高频,使频谱中的可听声成分明显减低,从而减少对人的干扰和伤害。
第二步,剪掉矿泉水瓶的末端,然后往矿泉水瓶子里面塞满海绵,同时在矿泉水瓶的外壁也包一层海绵,目的是当声波进入矿泉水瓶时,由外面海绵和矿泉水瓶阻挡掉一部分声能,使之进入矿泉水瓶内部,经过多孔材料的空隙中摩擦转化成热能消耗掉,从而使通过消声装置的声波减弱甚至消失,以此来达到消声的目的。
嗨,小李子,我们每天几乎朝夕相处,形影不离,好的恨不得一粒芝麻都要掰成两半分着吃。每天上学放学的路上,我俩总是手牵手,那条我们天天必经的星月巷,天天洒下我们的欢歌笑语。
你知道吗?你的身上有很多优点值得我去学习。那次,我们在等车时,你对我滔滔讲述襄樊公交车的路线,我发现你对站牌的内容能倒背如流,我当时惊呆了啊!而且,你还知道中国很多城市的市花是什么,真让我佩服得五体投地!我还羡慕你有一张会说话的小嘴,快速流畅中蕴含着机灵。你的小手也很灵巧,会折许多的小玩意。本来一张很普通的废纸,转眼间就被你的小手变成千纸鹤,飞盘或百合花,可精致了!你还想象力丰富,有创造力。你眼睛一转,便创造了一个好玩的虚幻小游戏,我还想向你请教请教呢!
俗话说:“尺有所短,寸有所长。”你最大的毛病就是做事磨磨叽叽,拖拖拉拉,不善利用时间。如果这个毛病改正了,你就可以和亢啸唯媲美了。正如一位伟人所说:“时间就像海绵里的水,挤一挤,总是有的。”做事快而好,会利用时间,这样就既学好了,又玩好了,一箭双雕啦!
希望你继续发扬自己的优点,改正缺点,咋们在学习上比翼双飞!更希望我们的友情之花永开不败!
湖北襄樊人民路小学四年级:牙买加咖啡
1 材料与方法
本试验以小叶丁香( Syringa microphylla Diels) 2年生幼苗为研究对象。栽培土壤来源于东北林业大学哈尔滨城市林业示范基地,为东北地区典型的暗棕壤腐殖层、淀积层土壤( pH = 6. 5,有机质质量分数<10%) 和风沙化的混合物。黑土呈中性至微酸性。资料表明,哈尔滨地表土壤重金属质量分数: Cu为0.97 ~ 20. 60 mg•kg-1、Zn 为 2. 89 ~ 96. 30 mg•kg-1,Cd 为 0. 03 ~0. 41 mg•kg-1,Hg 为 0. 04 ~2. 13mg• kg-1,Pb为13. 91 ~ 181. 66mg•kg-1,Cr为32. 40 ~ 63. 50 mg•kg-1[7]。重金属胁迫: 将待处理的小叶丁香苗木植入规格相同的容器中,并且把含有 Pb、Cu、Zn、Cd、Cr 和Hg 的化合物药剂注射入土壤中,根据各重金属在土壤中的含量设计质量分数梯度及对照,见表 1。2009 年 7 月中旬施入重金属,将栽植好的苗木 50余株在塑料温室内进行培养,采用相同的苗木水分管理措施。9 月选择 3 ~5 株采摘中上部位叶子,用石蜡切片并结合光学显微镜观察植物解剖结构的变化。石蜡切片: 取小叶丁香当年生成熟叶片( 阳面顶部第 3 叶片) 3 ~ 5 片,用 FAA 固定液固定( V( 50%酒精) ∶ V( 5% 福尔马林) ∶ V( 5% 冰醋酸) =90 ∶ 5 ∶ 5) 。试材系列经过 5 次不同浓度酒精脱水后,用 60 ℃容蜡进行包埋,常规石蜡切片法制片,用旋转式切片机( CUT5062) 切片( 厚度 10 μm) ,番红—固绿对染,二甲苯透明,中性树胶封片[8],在显微镜下观察拍照。测量方法: 每片叶子分别测量 10 个栅栏组织、海绵组织上表皮厚度、下表皮厚度、角质层厚度、叶片总厚度的厚度并取其平均值。试验数据采用 SPSS 17. 0 和 Microsoft Excel2003 软件进行处理。采用 One-way ANOVA 进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2. 1 叶的解剖结构特征
小叶丁香栅栏组织由两层长柱状细胞排列而成,栅栏组织的平均厚度为 84. 3917 μm,栅栏组织的细胞间隙为 19. 00 μm。小叶丁香叶脉非常丰富,主脉和各级侧脉大小差异明显,主脉明显突出于叶片的上、下表皮。近轴心由维管组织填充,占主脉的大部分面积。叶片主脉厚 444. 61 μm,叶片厚度211. 20 μm。海绵组织厚度 75. 11 μm,海绵组织细胞间隙 37. 36 μm,栅栏组织和海绵组织比值 1. 11。
2. 2 不同质量分数重金属胁迫下小叶丁香组织结构变化
由表 1 可知,在重金属 Zn、Cu、Cd、Cr、Pb 和 Hg的胁迫下,在 Cr 质量分数最大( 200 mg•kg-1) 时,小叶丁香栅栏组织厚度达到最大值 87. 431 3 μm,海绵组织厚度达到最小值75. 126 2 μm,栅栏组织与海绵组织比值达到最大值 1. 163。在 Pb( 150 mg•kg-1) 胁迫下,栅栏组织厚度达到最小值 84. 033 9μm,海绵组织厚度达到最大值 76. 981 0 μm,栅栏组织和海绵组织厚度比值达到最小值 1. 091。上表皮厚度则在 Pb 质量分数最大时呈现最小值 27. 214μm,在 Hg 质量分数最大值( 2. 00 mg•kg-1) 时呈现最大值 27. 245 μm。下表皮厚度则在 Zn 质量分数最小时和 Cu 质量分数最小( 200 mg•kg-1) 时表现最大18.998 μm,在 Zn 质量分数最大( 200 mg•kg-1)时表现为最小 18. 789 μm。从总的植物叶片解剖数据上来看,不同浓度重金属处理下叶片组织结构中栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质层厚度较对照组均出现了变化。其中,随着 6 种重金属质量分数的增加,解剖结构中的栅栏组织厚度、上表皮厚度、下表皮层厚度均呈现逐渐增大的趋势,而海绵组织的厚度则越来越小。并且小叶丁香受重金属胁迫的时间越长、质量分数越高,栅栏组织和海绵组织变化会越明显。
图 1 可见,在重金属 Zn、Cu、Cd、Cr 和 Hg 的胁迫下,随着施加重金属质量分数的升高,小叶丁香栅栏组织的厚度在逐渐变厚,海绵组织的厚度逐渐变薄,且栅栏组织与海绵组织的比值也随之增加,在质量分数最大的时候栅栏组织与海绵组织的比值达到了最大值,即为 1. 122、1. 126、1. 130、1. 143、1. 163和 1. 131,说明小叶丁香是随着重金属 Zn、Cu、Cd、Cr 和 Hg 质量分数的增加,抗性越来越强。虽然 Pb( 100 mg•kg-1) 和 Pb( 150 mg•kg-1) 处理下的小叶丁香的栅栏组织和海绵组织均发生明显变化,但是栅栏组织与海绵组织的比例变化差异不大,说明小叶丁香只对 Pb( 50 mg•kg-1) 产生了抗性,可能 Pb的质量分数越高小叶丁香对金属的抗性越弱,质量分数越低,抗性越强。小叶丁香在 Zn( 100 mg•kg-1) 处理下,虽然海绵组织厚度出现了显著性变化,栅栏组织没有出现显著差异,但是栅栏组织与海绵组织的比值出现了明显变化,说明小叶丁香对重金属 Zn( 100 mg•kg-1) 有一定的抗性作用。在重金属 Zn( 150 mg•kg-1) 和 Zn( 200 mg•kg-1) 胁迫下时,小叶丁香栅栏组织和海绵组织均发生了显著性变化,并且栅栏组织/海绵组织分别为 1. 109 和 1. 121。栅栏组织与海绵组织的比值越小说明植物对重金属的抗性越弱。因此,小叶丁香对重金属 Zn 抗性作用大小为 Zn( 100 mg•kg-1) >Zn( 200 mg•kg-1) >Zn( 150 mg•kg-1) 。但是在重金属 Pb 的胁迫下,并没出现随着浓度的增加出现增长的规律,在质量分数为 150 mg•kg-1时,虽然栅栏组织与海绵组织的厚度出现了变化,但是栅栏组织与海绵组织的比例并未出现显著性变化,即为 1. 091( P>0. 05) 。这些指标分析均说明在不同质量分数不同重金属的处理下,植物为了耐受环境的苛刻条件,尤其是重金属的制约,其自身关键的形态特征指标较常态环境下已经发生了改变。受环境制约的植物叶片结构,其叶肉组织中的栅栏组织比较发达,并且细胞排列紧密为多层结构,而海绵组织则逐渐退化,因而栅栏组织厚度/海绵组织厚度的比值较高,这也将对植物的光合作用产生了显著的影响。