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文档简介
市政排水工程的海绵化改造
导读:在城市规划建设的过程中,给排水系统是其中非常重要的一个部分。针对
海绵城市致力于解决的诸如内涝、水资源短缺以及径流污染等问题,需要将市政
排水工程需要与海绵城市的各种技术进行有效的结合,才能使雨水的利用率得到
进一步有效提升。
一、市政排水工程进行“海绵化”改造的必要性
市政排水系统是处理和排放城市污水和雨水的工程设施系统,因为有着实
现雨污水的排放、转移和治理的功能,被俗称为灰色基础设施(Grey
Infrastructure)。
传统的市政排水系统的核心理念是快干快排,这种方式虽然在城市暴雨强
度大的时候排放效率较高,但是对城市紧缺水资源的循环有效利用毫无益
处,所以,海绵城市需要从传统的管道集中速排模式,转向了生态化和可
持续的雨洪管理,这也是绿色基础设施的重要目标之一。
透水铺装.下沉式球爵水泡、雨水播、
地、生物滞田设桔等湿塘、南水湿也等
二一海绵城市
而且,市政工程“海绵化”改造并不是要将灰色设施推倒重来、也不是用
“绿色设施”代替“灰色设施”,而是致力于结合绿色设施和灰色设施,
将雨污水的收集、输送、净化、利用、排放等环节的内容有机地统一起来
并协调运作,最大程度发挥城市自身的排水和用水功能。
二、市政排水工程详解
1市政排水工程工作机制
城市排水系统通常由排水管道和污水处理厂组成:在实行污水、雨水分流
制的情况下,污水由排水管道收集,送至污水处理后,排入水体或回收利
用;而雨水径流由排水管道收集后,就近排入水体。
2传统市政排水工程常见问题
这些传统的市政排水工程存在的常见问题有:
♦为满足瞬间排水要求,过分依赖管道工程;
♦工程浩大、维护成本高且可持续性差;
♦雨水被排掉、地下水得不补充、雨水资料得不到充分的利用;
♦管网老化,排水坡度小,水流不畅、淤积严重;
♦泵房设备老化、设计标准低、排水能力小;
♦缺乏统一管理,管道私接、乱接现象严重,污水收集率低。
三、市政排水工程“海绵化”改造措施
正如前文所述,海绵城市建设已经不能仅仅局限于城市排水防涝管道这种
灰色建筑的建设,要解决城市看海问题,建设海绵城市仍需要“灰色”和
“绿色”相结合,接下来就让我们看看到底有哪些具体措施可以实现市
政排水工程的海绵化改造。
1灰色骨架一一排水系统改造
1I提高排水管道标准,进行雨水管网、泵站提标改造
雨水管网改造主要表现为加大管径;泵站泵房提标改造表现为实现智能控
制、恒压供水,节能降耗,满足供水要求,保障水压稳定。
在原有老旧管道的基础上增设直径1200mm至2000mm的大口径管道
路面铺设直径L5米的雨水管道,给路面防涝提供了更大的空间
泵站改造现场
2|增设雨水泄洪通道
将雨水管网管径增大后,排入江河湖海等各种“海绵”水体中的水量将会
增多,所以应当增设一些雨水泄洪通道。
城市水体泄洪排水口
3|打造地下排水深邃泄洪排涝
深隧工程不是要重建一个城市排水系统,它是原有治水管网基础上的一个
提升与深化,深隧功能的发挥有赖于深浅结合一一只有深浅层之间的管网
畅通,深隧的功能才能发挥正常。
降雨时,多余雨水由竖井进入深层隧道,减轻浅层排水管压力;降雨停止
时,隧道内存储的雨污水经由泵站输送到浅层管网,进入地面污水处理厂
处理。
3绿色枢纽—道路生态化改造
城市市政工程排水的主要集水区在于道路,所以通过打造道路周边的生物
滞留设施,可以多而全地将雨水引入排水系统。
以下是几种改造方式:
1I雨水蓄渗塘和雨水收集池
在雨水终端排放水体之前对其进行调蓄和渗滤处理,既可满足道路排水功
能需求,又可解决初期雨水道路径流带来的水质污染问题
雨水收集池
2|生态植草沟与下凹式绿地
生态植草沟示意图
下凹式绿地实景图
3|绿化缓冲带与生态护坡
■蓝线一一强制
■绿化缓冲带一一限定范围
-■滨水区一一控制导引
<海端城市
绿色缓冲带示意图
绿色缓冲带实景图
生态护坡示意图
四、市政排水工程“海绵化”改造具体案例
1天津文化中心生态排水防涝系统设计
天津文化中心由天津乐园改造而成,而天津作为一个资源性缺水和饱受内
涝之苦的城市,在旧城区改造和重新规划开发时需要对排水防涝系统提出
了更高的要求,即将“防”和“用”有机结合,实现雨洪资源利用的最大
化。
1I设计理念
我们都知道径流量扩大会增加雨水管网及配套设施的规模和造价,破坏自
然水循环模式并造成内涝。天津文化中改造项目采用海绵城市设计理念,
运用先进的雨水收集理念,场地内大部分暴雨径流经雨水收集系统收集、
过滤、流动进入中心湖存储再利用并得到循环净化。
海绵城市理念
2|设计流程
生态雨水管理体系主要由三方面组成:雨水收集系统、湖水循环与净化系
统,以及湖体设计。通过沉淀管井的预处理、蓄水模块的调蓄、湿地净化
一系列流程,将场地中大部分的雨水集入中心湖。
降水
雨水流程图:当暴雨事件发生时,超过设计标准的径流量会流入中心湖、
或通过紧急溢流与中心湖的湖底调蓄流入市政管网系统。
STORMATERMANAGfMNTSYSTEM雨水收集系战
雨水系统流程示意图
降雨发生后,内排区域屋顶、道路和绿地的雨水将被不同形式的排水沟、
入流井和雨水管道汇集,经过沉淀井的预过滤和沉淀,进入地下模块化调
蓄沟里。在调蓄沟中,水流得到滞留,雨水峰值变小,并通过终端设置的
泵房送至生态净化群落,经过净化过后进入中心湖中储存。外排区域的雨
水也会经过收集和沉淀的过程,最后通过调蓄沟滞留后流入市政管网。
3|场地排水区划分
根据场地整体布局和竖向规划,整个场地可划分为22个排水分区流域。其
中内排(排入调蓄沟和中心湖后再溢流入市政管网)和外排(排入调蓄沟
后进入市政管网)面积分别占场地总面积的53%和47%
排水分区图
4|管网和设施基本布局
经过各个分区计算和分析,可以得到排水防涝设施初步布局。该排水防涝
系统主要由缝隙式排水沟、沉淀井、调蓄沟、中心湖组成。
排水防涝设施布局方案
中心湖循环净化系统示意图
排水防涝系统系统主要组成包括:
1、缝隙式排水沟:V型横截面缝隙式排水沟和盖板排水沟采用树脂混凝土
成品排水沟,能够将雨水高效的收集。
2、沉淀井:通常状况下雨水初期径流夹杂杂质及异物,无法达到进入泵井、
管道和湖体要求的纯净度,预处理是非常必要的。
沉淀井
3、调蓄沟:调蓄沟的主体为具有骨架结构的“蓄水模块箱”,其使用高强
度的合成物质制造,有着很强的承压能力和超过传统蓄水设施的空间利用
率。
模块化调蓄沟施工
4、中心湖:中心湖面积97900口2,设计常水位2.2m,三年一遇最高水位2.5m,
最低水位2.1m。
51场地实景
2深层排水隧道工程:东濠涌深隧工程
要系统解决城市内涝问题,首先需要提高城市排涝“主动脉”即河道的行
洪能力,确保排水主渠道的畅通,但这种方案目前面临诸多难题。
在这种现状下,深隧系统更能解决问题。它将溢流的污水和初雨调蓄收集,
雨后送到污水处理厂处理;同时,它有很大的过流能力,遇到强降雨,可
作为分洪通道,缓解城市内涝。
1I深隧工作原理
所谓的深层隧道排水工程,就是指在地下40米处建设容量为数十万甚至过
百万立方米的大型蓄水池。发生大暴雨时可将降雨先储存在地下,排水高
峰期过后再用泵机将水抽出,经处理后排放到江河湖泊。
深隧工作原理
2I项目基本状况
作为国内第一个深层隧道排水工程项目,东濠涌深隧是广州市为有效解决
“水浸街”的重点工程,项目位于越秀区,北起东风路以南的东濠涌高架桥
西侧绿化用地,沿越秀北路、越秀中路、越秀南路以南,终点位于江湾大酒
店东侧的补水泵站。工程造价2.72亿元,总长1.77公里。
薄椒S市
东濠涌深隧示意图
在地下40米处建设大容量的蓄水池,这种通过先存储再排出的方式进行调
蓄,城市排水压力将得到缓解,不但发生内涝的可能性有所降低,而且可以
控制溢流污染和初雨污染。不仅如此,相比地表明渠或排水管网,深隧系统
的建设成本也有明显优势。
项目部分三维视图与3D地址坡面
但是,无论是浅层排水和深层隧道,单独用其中一种方式都无法完全解决水
浸问题,单独使用其中一种都无法让所有水浸点完成排水,所以广州老城区
的排水将采取的是浅层排水和深层隧道相结合的排水方式。
深隧与浅层排水系统衔接示意图
3|深隧的预期效果
根据规划,东濠涌深隧的设计使用年限为100年。建成之后,可将河涌排
涝标准由现有的15年一遇提高到50年一遇,降低水浸风险,提高河涌水
体水质。据广州市水务局介绍,东濠涌深隧工程建成后,50年内因项目的
实施可有效防止内涝20次,每次内涝按2亿元计算,节省的经济损失静态
价值为40亿元。
深隧竖井施工现场
深度剖析---
市政排水工程“海绵”改造的关键策略
关键策略
▲雨污水管道改造;构建多尺度排水系统
1、小尺度排水
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