在城市水資源管理與內澇防治領域,淺層調蓄模塊作為一種創新性技術解決方案,正逐漸展現出其重要的工程價值與發展潛力。這種利用高分子材料制成的模塊化設施,為應對城市化進程中面臨的水資源挑戰提供了新思路。
1.技術特點與性能優勢
該模塊是一種采用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)塑料制成的模塊化箱體組合設施,具有高孔隙率特性,專為在降雨期間臨時儲存來不及排放的雨水而設計。其標準尺寸通常為600*300*300mm,采用環保塑料材料制造,既保證了結構穩定性,又兼顧了生態環境友好性。
1.1結構性能特點
模塊的核心優勢在于其獨特的結構設計。單個模塊內部中空,有效儲水空間高達95%以上,遠超傳統混凝土水池。模塊化設計使其能夠像積木一樣靈活組合,根據場地條件和需求拼裝成不同大小和形狀的蓄水池。這種設計不僅提升了空間利用率,還大幅簡化了施工流程。
模塊的結構強度同樣值得稱道。優質高分子材料賦予其抗壓性能,部分產品抗壓強度可達300kPa以上,甚至能夠承受450kPa以上的壓縮載荷。這意味著即使在覆土較深或上方為停車場、行車道等承重要求高的場景下,調蓄模塊也能保持結構穩定,不發生變形或損壞。
1.2水文性能優勢
從水文性能角度看,能有效削減降雨峰值排放水量,延長排放時間,從而提高現有排水系統的能力。
與傳統排水方式相比,淺層調蓄模塊實現了從“快速排走”到“有效管理”的轉變。它可以在降雨高峰期臨時儲存雨水,待雨勢減小后再緩慢釋放至市政管網,既緩解了管網壓力,又為雨水資源化利用創造了條件。
1.3施工與維護優勢
模塊化設計使施工變得快捷高效。標準單元可批量生產,現場直接組裝,大幅縮短施工周期(通常1-2天即可完成主體組裝),節省大量人力和時間成本。同時,其輕量化特點降低了運輸難度和成本。
在維護方面,調蓄模塊設計了多種清淤方式。當設有內置清洗檢查通道時,可采用機器人、高壓洗凈車、污泥吸引車等沖洗;若無內置通道,則可設置水力清洗裝置,采用潛水排污泵或鼓風機設沖洗管自動沖洗。這種設計降低了長期運維難度和成本。
2.應用場景與系統配置
多功能特性使其能夠適應多種應用場景,并通過不同的系統配置發揮最佳效能。
2.1多樣化應用場景
在城市水體調蓄中表現優異,適用于小區雨水濕塘調蓄和河湖調蓄工程。在小區水體調蓄應用中,進水段需設置消能設施,入口設置攔污凈化設施,采用前置塘作為攔截凈化設施時,還需設置清淤通道和防護設施。
在綠地廣場調蓄方面,淺層調蓄模塊可結合城鎮道路、廣場、停車場和濱河空間等周邊綠地空間建設。生物滯留設施可設置于停車場、街心花園、道路兩側或小區綠地等位置,成為城市雨水管理網絡的有機組成部分。
該模塊還特別適合用于空間受限區域。一種面層透水的淺層雨水調蓄結構,包含透水層、找平層、無砂大孔透水混凝土層、調蓄層等多層結構,可布置于地表面積小、地下空間緊張的區域,減少灰色設施的使用。
2.2系統配置要點
一個完整的淺層調蓄系統需要合理配置進水、清淤和出水方式。進水方面,應設有進水井保證雨水均勻進入池內,進水管的進口需安裝截污罩。清淤方面,需根據模塊設計選擇適當的清洗方式。出水方面,應采用水泵放空,并設有出水井保證雨水均勻排出池外。
對于有雨水回用需求的系統,還需配套相應的處理設備,如棄流裝置(排除初期污染較嚴重的雨水)、雨水過濾器(去除樹葉、泥沙等雜質),以及回用水泵與消毒設備。
3.淺層調蓄模塊在城市雨水管理中的前景
隨著海綿城市建設的推進,淺層調蓄模塊已在多個城市雨水管理項目中成功應用,展現出廣闊的發展前景。
未來應用前景
隨著城市化進程加快和氣候變化影響加劇,城市雨水管理面臨更大挑戰。淺層調蓄模塊作為一種靈活、高效、經濟的解決方案,在未來城市雨水管理中有廣闊應用前景。
在技術發展方面,淺層調蓄模塊正與智能化技術深度融合。通過植入傳感器和物聯網技術,實現調蓄設施的實時監測和智能調控,發揮系統效能。如合肥市的節能錯峰智慧供水系統,通過人工智能算法靜默運行,智慧匹配區域各管網合理水量,大幅提升系統調蓄潛能。
在政策支持層面,中國已將海綿城市建設作為城市發展的重要方向。到2030年,許多城市計劃使建成區80%以上的面積達到將75%的降雨就地消納和利用的目標。這一政策導向為淺層調蓄技術的推廣應用提供了有力支持。
淺層調蓄模塊在構建綠色低碳城市方面同樣潛力巨大。它不僅能有效管理雨水,還能與城市景觀、生態環境建設相結合,實現水資源管理、生態環境改善和城市景觀提升的多元目標。如新沂市鐘吾壹號“微水環”海綿工程,通過設置生物滯留池、生態淺溪、旱溪、雨水調蓄池等海綿設施,增加雨水滯留、緩釋、凈化、調蓄、回用等功能,同時保證景觀品質。
4.挑戰與對策
盡管淺層調蓄模塊技術具有顯著優勢,但在推廣應用過程中仍面臨一些挑戰,需采取相應對策。
首要挑戰是初期投資問題。雖然淺層調蓄模塊全生命周期成本較低,但初始投資高于傳統排水設施??赏ㄟ^創新投融資模式,如政府與社會資本合作(PPP)等方式緩解資金壓力。同時,綜合考慮其在降低內澇損失、減少管網投資、提供替代水源等方面的綜合效益,其經濟性更具優勢。
另一個挑戰是專業人才缺乏。淺層調蓄模塊的設計、安裝和維護需要專業知識。應加強專業人才培養和技術培訓,提升行業整體水平。同時,推動設計標準化和施工規范化,降低技術門檻。
公眾認知不足也是推廣障礙之一。許多公眾對淺層調蓄技術了解有限,可能對項目建設存在疑慮。應加強宣傳教育,通過示范項目展示技術成效,提高公眾接受度和參與度。
