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助推“海绵城市”建设 北京建筑大学突破多项城市雨水系统关键技术

2017-06-30 09:48来源:科技日报作者:刘阳关键词:城市雨水系统城市水环境海绵城市收藏点赞

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在低影响开发的城市道路方面,实验室近年来开展了水专项“城市道路与开放空间低影响开发雨水系统与示范项目(2010ZX07320-002)”研究。项目涉及给排水科学与工程、环境科学、环境工程、市政工程等多个专业。通过自主创新,形成了多项自主知识产权的创新性成果及发明专利。研发过程中,项目负责人李俊奇教授带领项目团队开展了关键技术攻关,针对城市化过程中面临的内涝灾害风险加剧、径流污染日益严重、雨水资源流失等突出水环境问题,围绕城市道路和开放空间对基于低影响开发模式的城市雨水系统进行研究,构建了城市道路与开放空间低影响开发成套技术措施。同时编制和修订了系列雨水低影响开发标准规范,诠释了海绵城市内涵,建立了海绵城市建设的核心系统及其衔接关系,系统的指导了国家海绵城市建设。依托项目研究,已发表学术论文39篇、授权发明专利13余项、完成编制《城市道路及相关设施低影响开发技术导则》。

项目在技术领域的创新点体现在,构建了“源头减量—过程渗滤滞留减排—末端生态净化回用”的雨水三级处理技术体系;提出了以年径流总量控制率为目标的雨水处理和利用设施的设计方法;研发了城市道路高效安全渗透减排路面铺装技术、城市道路复合介质生物滞留减排技术、城市道路高效截污过流净化技术、城市绿地多功能调蓄—滞留减排—水质保障技术、雨水管道用旋流沉沙技术、融雪剂自动渗滤弃流与抗冻融透水铺装集成技术、基于雨水冲击和变化水位的绿地植物种植、养护与快速修复技术等低影响开发成套技术措施;提出了城市道路低影响开发的设计方法和流程,完成了城市道路及其相关设施低影响开发雨水系统示范工程的施工图设计。

项目在新产品、新材料、新设备开发及产业化领域的创新点体现在,研制了新型人工分子筛和生态混凝土材料、基于吸附材料制备生态混凝土及用于水质净化的方法,研发了径流雨污水N、P营养盐回收生物生态循环利用技术和多介质雨水渗滤回补地下水系统,并构建了植生透水生态混凝土破岸稳定净化技术系统、地表漫流生物处理系统和处理方法,其产品在北京、河北、江苏、湖南等地区得到应用推广;研发的组合型多介质渗滤净化树池,不仅可有效控制初期雨水污染,而且能够利用内部过滤介质进一步去除雨水径流中的溶解性污染物,施工、维护管理简单,便于模块化生产,适用范围广,已在深圳光明新区示范项目中应用160余套;研发的温拌开级配沥青抗滑磨耗层(OGFC)和再生(OGFC)新型材料、塑料网格砂基透水砖铺装系统在深圳市自行车道工程和河南省省道改建工程得中到应用;项目还研发了选择截污雨水口、再生料透水铺装等典型低影响开发雨水控制利用技术和产品,并进行产业化,为低影响开发城市雨水系统在城市道路与开放空间专业领域推广应用,带动城市道路与绿色基础设施、材料业、化工业、景观园林等相关行业的发展提供支持,相关研究成果获得2016年北京市科技进步二等奖(主要完成人:袁冬海、李俊奇、车伍等)。

项目在海绵城市管理标准规范建设领域的创新点体现在,实验室编制和修订了系列雨水低影响开发标准规范,梳理出了海绵城市内涵和海绵城市建设的核心系统及其衔接关系。实验室低影响开发雨水系统研究成果已应用于以下国家标准规范:《城市道路设计规范》(CJJ37-90)、《公园设计规范》(51192-2016)、《城市绿地设计规范》(GB50420-2007)、《城市道路及相关设施低影响开发技术导则》《城市开放空间低影响开发规划设计指南》《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(试行)等。同时,系列装备产品列入《海绵城市建设先进适用技术与产品目录》。

此外,项目还设计研发了城市低影响开发雨水系统综合数据库、河流域雨水管网模型、城市低影响开发雨水系统规划设计工具。基于深圳市茅洲河流域雨水系统相关地图数据、表格数据和影像数据构建的深圳市茅洲河流域雨水系统综合数据库,能够为城市低影响开发雨水系统的管理和模型集成化研究提供数据支持。基于GIS技术,将SWMM水文分析模型、低影响开发模拟模型及低影响开发规划设计程序进行集成,开发低影响开发雨水系统水文分析工具,可准确模拟各种低影响开发措施的运行效果、辅助低影响开发的规划、设计与优化等工作、模拟降雨过程中雨水在地表上的产、汇流过程,污染物的累积、冲刷和在雨水管道中的水力、水质变化,从而掌握城市雨水系统的运行规律与特征。

近年来,实验室通过研发源头渗滤减排与截污净化的低影响开发成套技术,确保海绵城市规划设计方案能够切实控制城市雨洪风险,治理城市内涝、减少城市河流面源污染等问题有巨大的促进作用;实验室编制和修订了系列雨水低影响开发标准规范,为海绵城市的规划设计提供科学依据与支撑,提高海绵城市建设的科学性与标准化;实验室基于本项目研发低影响开发成套技术、编制、修订的系列雨水低影响开发标准规范,有力的支撑国家海绵城市建设,并获得了相关部门、地方政府和居民的好评。

原标题:北京建筑大学在城市雨水系统领域突破多项关键技术
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