基于道路綠化與水循環(huán)系統(tǒng)在城市道路降塵領(lǐng)域的研究

周雅 國春杰 孟祥濤 趙立庚

摘 要：受工業(yè)發(fā)展、汽車尾氣排放等因素的影響，空氣顆粒物污染已成為國內(nèi)面臨的主要環(huán)境問題，據(jù)國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者研究，城市道路綠化能夠通過其植物葉面結(jié)構(gòu)吸附、阻滯空氣污染物，但其過濾能力有限，為達(dá)到北京市空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，需基于道路綠化與水循環(huán)系統(tǒng)在城市道路降塵領(lǐng)域的研究。

關(guān)鍵詞：再生水；水循環(huán)；道路綠化；雨水收集；海綿城市

0.引言

目前，為保障城市環(huán)境及出行質(zhì)量，道路灑水車降塵是一種快速有效的手段。道路灑水車通常采用再生水對道路進(jìn)行灑水降塵及綠化帶灌溉，但很多時(shí)候，灑水車在灑水時(shí)不僅阻礙交通而且還會帶來更多的空氣污染，并且灑水車在滿載情況下自重較重，對道路造成損壞，增加道路維護(hù)成本，除此之外，灑水車載水量有限，灑水時(shí)，水量不好控制，造成大量人力物力及水資源的浪費(fèi)，且過后時(shí)間不長，水蒸發(fā)后，又會產(chǎn)生揚(yáng)塵。

因此，對現(xiàn)存在問題，借助水循環(huán)控制系統(tǒng)、雨水收集利用、地埋雙壓伸縮噴頭等手段，實(shí)現(xiàn)既滿足綠化帶灌溉同時(shí)實(shí)現(xiàn)水循環(huán)降塵的目的。

1設(shè)計(jì)方案

重點(diǎn)解決城市道路降塵綠化、城市道路排水負(fù)擔(dān)、再生水高效利用，從而達(dá)到節(jié)約人力物力水資源、降低成本、減少環(huán)境污染和長久可持續(xù)發(fā)展的目的。

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為達(dá)到上述目的，研究開發(fā)的水循環(huán)降塵綠化道路如圖1所示，包括蓄水基床、瀝青混合料面層、滲水混凝土柱、地埋伸縮噴頭、混凝土蓄水池、智能水循環(huán)系統(tǒng)，且蓄水基床上依次鋪設(shè)濾墊層、滲水應(yīng)力吸收層、石屑滑移層、瀝青混合料面層，滲水混凝土柱均勻布置在瀝青混合料面層和石屑滑移層內(nèi)，地埋伸縮噴頭設(shè)置在噴頭保護(hù)殼內(nèi)并埋于道路兩側(cè)，同時(shí)，蓄水基床內(nèi)設(shè)有均勻的通水管道，通水管道底部設(shè)有濾網(wǎng)和出水孔，滲水混凝土柱可將雨水及降塵水快速滲透，并通過滲水應(yīng)力吸收層、濾墊層和蓄水基床進(jìn)行保水過濾進(jìn)入混凝土蓄水池中，并用于水資源循環(huán)再利用。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

瀝青混合料面層下面鋪設(shè)石屑滑移層，石屑滑移層采用直徑為4.8-5.5mm且保水度為3%-3.5%的石屑，且壓實(shí)后的石屑滑移層厚度為8-10厘米。且滲水應(yīng)力吸收層由下列配合比的組合混合而成：水與聚氨酯的混合比為2.3，河沙15%、碎石塊55%、礦粉15%及保水劑5%，鋪設(shè)厚度為35cm-60cm并呈倒梯形，具備堅(jiān)固、穩(wěn)定、開放的整體結(jié)構(gòu)，且具有良好的滲水性、環(huán)保性避免在鋪設(shè)和使用過程中造成對環(huán)境的二次傷害?？梢杂行У膶⒌缆贩e水、暴雨雨水快速滲透收集，并過濾后用于道路降塵和綠化帶灌溉使用，且自動化程度高，使用方便。且可通過智能水循環(huán)系統(tǒng)使水資源能夠循環(huán)利用，從而達(dá)到控制噴頭出水時(shí)間及出水用途，節(jié)約水資源，達(dá)到便捷高效清除道路路面灰塵的優(yōu)點(diǎn)。

2.工作原理

地埋伸縮噴頭設(shè)置在噴頭保護(hù)殼內(nèi)并埋于綠化帶內(nèi)側(cè)，當(dāng)?shù)芈裆炜s噴頭不工作時(shí)，噴頭保護(hù)殼上蓋為閉合狀態(tài)，用于保護(hù)地埋伸縮噴頭避免遭到破壞。且當(dāng)?shù)芈裆炜s噴頭工作且水壓達(dá)到0.15-0.3mpa時(shí)，水從一級噴嘴噴出用于道路降塵使用，噴射距離5m-10m，高度為15cm-25cm且坡度為向下2%，當(dāng)噴頭感應(yīng)器感應(yīng)到道路達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后自動停止降塵；當(dāng)水壓為0.5-0.1mpa時(shí)，水從二級噴嘴噴出用于綠化隔離帶灌溉使用并通過噴頭感應(yīng)器感應(yīng)調(diào)節(jié)角度防止灌溉水噴灑到道路輔路上。

3.再生水有害物質(zhì)鑒定

用GC-MS 質(zhì)譜聯(lián)用儀對再生水中有害化學(xué)污染物進(jìn)行定性分析，根據(jù)定性分析的結(jié)果，并結(jié)合再生水來源分析，對 54 種揮發(fā)性有機(jī)物、目前常見的 11 種有機(jī)氯 、有機(jī)磷農(nóng)藥、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)常控制的 10 種重金屬進(jìn)行了定量分析。根據(jù)多次定量分析結(jié)果 ，建立暴露評價(jià)模型，分析再生水用于道路降塵過程中，再生水中的有害化學(xué)污染物主要通過被霧化，形成氣溶膠，通過呼吸吸入人體內(nèi)，對人體健康造成傷害程度。通過暴露評價(jià)模型及危險(xiǎn)度特征分析，北京市再生水對人類的終生總致癌健康危險(xiǎn)度均小于10 5，其健康危險(xiǎn)度基本在可接受的人群健康風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)。目前北京市再生水道路降塵的應(yīng)用范圍和使用量尚處于較低的水平 ，今后如果對再生水進(jìn)行更大規(guī)模的開發(fā)和利用，則暴露水平和暴露時(shí)間都會相應(yīng)增加，其人群健康危險(xiǎn)度也會增加，因此對其安全性應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化研究。

4結(jié)論

本文成功研發(fā)的水循環(huán)道路降塵系統(tǒng)能夠直接解決道路積水、暴雨雨水快速滲透收集，道路降塵和綠化帶灌溉，并且可通過智能水循環(huán)系統(tǒng)使水資源能夠循環(huán)利用，從而達(dá)到控制噴頭出水時(shí)間及出水用途，節(jié)約水資源，同時(shí)，石屑滑移層和滲水應(yīng)力吸收層可以有效的緩沖面層上方動載，防止因路基不均勻沉降而導(dǎo)致剛性路面開裂。且再生水檢測結(jié)果可用于綠化帶灌溉和道路降塵使用，但考慮到本系統(tǒng)僅處于初步研發(fā)應(yīng)用階段，有待于更多的實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)。

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