基于“海绵城市”理念的透水铺装系统

Tips:

近年来，城市内涝和非点源污染得到高度关注。透水铺装系统是基于“海绵城市”理念的一种重要的源控制技术，可以有效的减少洪峰流量、防治城市内涝现象、净化雨水径流污染。已被广泛应用于公园、停车场、人行道、广场、轻载道路等。通过总结国内外相关文献资料，重点介绍透水铺装系统在雨水径流水文特性和水质净化方面的研究现状和行业趋势，并对日后研究方向和未来行业领域的发展提出建议，对透水铺装系统的进一步深入研究具有积极意义。

文章亮点

透水铺装系统对雨水径流量的控制

透水铺装系统对雨水径流污染的控制

透水铺装系统的发展前景

文章简介

面对城市化进程中城市内涝和雨水非点源污染问题，国内外开始实践新型雨洪管理方法。美国提出了低影响开发LID(low impact development)和最佳管理措施BMPs(best management practices)，澳大利亚发展水敏感性城市设计WSUD(water sensitive urban design)，新西兰则采用低影响城市设计与开发LIUDD(low impact urban design and development)，2014年10月我国颁布了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》。

透水铺装系统作为“海绵城市”理念下的具体措施之一，重新构建了被硬化地面所破坏的“降雨-径流-下渗-回用/循环”的良性循环，对修复城市水环境、实现雨水资源化具有重要意义。

大量研究表明，和传统的沥青硬化道路相比，透水铺装系统可以更有效地减少径流峰值和延长径流排放时间，并使蒸发和表面水溅显著减少。Bean等监测卡罗莱纳州的东南部透水路面，当降雨事件达到80 mm时，透水铺装系统没有产生表面径流。Collins等监测北卡罗莱纳州东部透水联锁铺装和透水网格的地表径流情况，发现2种透水铺装系统可以储存6 mm的降雨而不产生径流，即储存体积约占到中等降雨量的30%。透水铺装系统作为生态排水设施，可将降雨渗透率由硬化路面的10%～15%增加到75%以上，大大降低地面径流量，削减洪峰，避免大暴雨或连续降雨造成城市洪涝灾害。

大量研究表明，透水铺装系统可以吸收、储存雨水径流，并通过吸附等功能显著地减少径流中污染物的浓度后，进而下渗补充地下含水层。Flecher 等根据污染物类型的不同，评估透水铺装系统对径流污染物的去除率为40%～90%。

赵现勇等通过试验比较了透水混凝土、透水砖和透水草皮砖对雨水径流污染物的削减作用，得出透水草皮砖对COD、总氮(TN) 去除效果最好，透水砖对总磷(TP) 削减程度最高。研究显示，开口面积较小的透水联锁块(PICP，permeable interlocking concrete pavement)对TN、硝酸氮和亚硝酸氮的去除率比开口面积大的PICP高。对TN、硝酸氮和亚硝酸氮的削减程度由高到低依次为透水网格＞透水水泥混凝土＞PICP。

重要结论

透水铺装系统每层独立结构层对雨水径流污染物去除能力已有大量研究，但是缺乏系统研究和认识，即污染物的垂直迁移问题有待探索。

对透水铺装系统去除径流污染物机理的研究有助于深入解析污染物的转化分解过程，并指导透水铺装系统设计配比、不同类型层组合方式等工程实践。

透水铺装系统作为建设海绵城市的具体措施，可以与建设智慧城市的实践相融合。通过在线实时监测预警暴雨和透水铺装系统积水情况，快速做出反应，控制地表径流量。将透水铺装系统基础设施与大数据、云计算等信息技术手段相结合，实现对雨洪的智慧调控及城市雨水的循环利用，从而达到智慧海绵城市的功能。

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