LID技術(shù)介紹優(yōu)秀課件

1 LID技術(shù)及其應(yīng)用 南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院趙兵 2 Part1 LID的概念及其主要內(nèi)容 3 LID英文的全稱是LowImpactDevelopmentLID技術(shù)是20世紀(jì)90年代末發(fā)展起的暴雨管理和面源污染處理技術(shù)和傳統(tǒng)的技術(shù)如濕地 滯留塘 草溝等不同的是LID技術(shù)是通過分散的 小規(guī)模的源頭控制來達(dá)到對(duì)暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染的控制 使開發(fā)地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán) LID的介紹 4 傳統(tǒng)暴雨控制和LID比較 時(shí)間 小時(shí) 流量 米 秒 傳統(tǒng)暴雨控制如滯留塘或濕地 城市管網(wǎng)直接排放 都市開發(fā)前森林覆蓋的自然狀況 LID技術(shù)就是使城市地區(qū)盡量接近于自然的水文循環(huán) 5 LID技術(shù)包括 都市自然排水系統(tǒng)雨水花園生態(tài)滯留草溝綠色街道可滲透路面生態(tài)屋頂雨水再生系統(tǒng) 6 為什么要采用LID技術(shù) 雨水是資源 不應(yīng)成為污染源將雨水直接排放到江河湖海一方面將寶貴的雨水資源白白浪費(fèi)掉 另一方面也污染了接受水體傳統(tǒng)技術(shù)成本高 占地面積大 在寸土寸金的繁華都市很難實(shí)施LID技術(shù)是合理利用景觀空間來對(duì)面源污染進(jìn)行處理和對(duì)暴雨徑流進(jìn)行控制 7 LID技術(shù)的效果 暴雨徑流減少30 99 延遲暴雨徑流峰值5到20分鐘有效去除雨水徑流中的磷 氮 油脂 重金屬等污染物降低酸雨效果綠色屋頂可降溫2度 節(jié)能節(jié)省雨水回用成本美化環(huán)境 創(chuàng)造舒適的生活空間減少暴力犯罪 美國芝加哥地區(qū) 減輕市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力 8 1 1LID技術(shù)之一 自然排水系統(tǒng) 傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)讓雨水順著街道流入收集管道 然后排入河流或湖泊 自然排水系統(tǒng)將雨水留住 對(duì)地下水進(jìn)行補(bǔ)充 9 自然排水系統(tǒng)的組成 植物地表洼地和滲透空間人工改良土壤本地土壤排水管道 選擇性 10 植被 保持或增強(qiáng)雨水的滲透華盛頓大學(xué)在的監(jiān)測表明暴雨徑流隨時(shí)間減少 11 地表積水在24 48小時(shí)內(nèi)滲入地下 地表洼地的尺寸根據(jù)涵洞的溢流來設(shè)計(jì) 12 階梯狀自然排水系統(tǒng) 13 水泥地面減少15 14 SEAStreet 三年監(jiān)測結(jié)果表明暴雨徑流總量減少99 2004年獲得哈佛大學(xué)商學(xué)院年度創(chuàng)新獎(jiǎng) 15 2007年12月3日百年一遇的暴雨 自然排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為25年一遇的暴雨 195mm 效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)能力 16 自然排水系統(tǒng)和傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的造價(jià)比較 暴雨徑流流域?yàn)?公頃 街道總長110米同樣的水質(zhì)水量要求 自然排水系統(tǒng) 325 775單邊走道100株樹1 000株灌木街道6 6米寬 傳統(tǒng)排水系統(tǒng) 425 000雙邊走道10株樹街道8 0米寬 17 自然排水系統(tǒng)和傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的造價(jià)比較 暴雨徑流流域?yàn)?1公頃 街道總長110米同樣的水質(zhì)水量要求 階梯狀自然排水系統(tǒng) 285 100可滲透的人工改良土壤和生態(tài)草溝樹和灌木 傳統(tǒng)排水系統(tǒng) 520 400不可滲透地下集雨水窯 Undergroundvaults 18 1 2LID技術(shù)之二 雨水花園 雨水花園是利用花園的形式來吸收一部分由暴雨所帶來的降水和過濾掉污染物質(zhì) 雨水花園25年一遇的暴雨徑流 飽和條件 May6 2005 暴雨徑流峰值減少 81 暴雨徑流峰值延遲 17分鐘暴雨徑流減少 54 19 雨水花園 20 雨水花園的設(shè)計(jì) 這是一座20 x20米的別墅 估計(jì)25 的雨水將從屋頂流入水落管后排出 另外車道面積約為60平方米 若設(shè)計(jì)一個(gè)土壤深度為15厘米的雨水花園 花園的面積應(yīng)該為多大 21 1 3LID技術(shù)之三 綠色街道 22 利用LID技術(shù)進(jìn)行街道改造 西雅圖市中心的VineStreet改造前 23 改造后 暴雨徑流變清和城市景觀結(jié)合藝術(shù)效果 24 屋頂雨水直接流進(jìn)可滲透土壤 可滲透人行道和生態(tài)草溝 雨水花園 綠色街道和可滲透路面 25 城市秋季落葉 6 9個(gè)月后變成腐質(zhì)土 26 江浦路排水設(shè)計(jì) 剖面 27 生物滯留池排水設(shè)計(jì)圖 28 29 30 Part2 LID的應(yīng)用 以 雨庭 為例 31 1 2LID技術(shù)之二 雨水花園 雨庭 雨庭是利用花園的形式來吸收一部分由暴雨帶來的降水和過濾掉污染物質(zhì) 32 33 34 35 36 37 38 39 Part3 居住小區(qū)雨水利用建筑技術(shù)與設(shè)計(jì) 40 居住小區(qū)雨水利用建筑技術(shù)與設(shè)計(jì) 居住小區(qū)內(nèi)可收集雨水的下墊面根據(jù)其特征分成以下幾類 建筑屋面 小區(qū)內(nèi)的道路和廣場等硬化地面 綠地 根據(jù)技術(shù)措施和用途的不同 小區(qū)雨水利用可以分為雨水的直接利用 回用 間接利用 滲透 和綜合利用等幾類 41 屋面是小區(qū)中最適合和常用的雨水收集面 屋面雨水具有水質(zhì)較好 徑流量大 便于收集利用等優(yōu)點(diǎn) 屋面雨水收集利用是小區(qū)雨水利用的重要途徑 1小區(qū)雨水利用建筑技術(shù)1 1建筑屋面雨水收集技術(shù) 42 43 屋面雨水收集系統(tǒng)一般根據(jù)屋面形狀和面積確定水落管間距 對(duì)長度不超過100m的多跨建筑物可以使用天溝 天溝布置在兩跨中間 坡度在3 6 之間 雨水斗設(shè)在伸出山墻的天溝末端 排水立管連接雨水斗并沿外墻布置 44 還可采用在建筑周圍設(shè)置高位花壇作為雨水凈化裝置來接納 凈化屋面雨水 屋面雨水先流經(jīng)高位花壇 花壇內(nèi)填入滲透性能好 凈化能力強(qiáng)的人工混合土 進(jìn)行滲透凈化 再通過低勢綠地進(jìn)行滲透 45 花壇底部設(shè)2 3個(gè)穿孔排水管 管徑50mm 排水管與雨落管間距 5m 為防止雨水沖刷花壇內(nèi)植被和土壤 在雨落管出口處應(yīng)設(shè)減沖措施或在花壇內(nèi)鋪設(shè)卵石 46 現(xiàn)代屋頂綠化技術(shù)則具有凈化雨水水質(zhì) 蓄積雨水 削減屋面雨水徑流量 可使屋面徑流系數(shù)減少到0 3 下滲補(bǔ)給地下水和緩解城市熱島效應(yīng)等一系列作用 1 2屋頂綠化雨水利用技術(shù) 它既可用于平屋頂 也可用于坡屋頂 是一種值得在小區(qū)廣泛推廣的雨水生態(tài)利用技術(shù) 47 多余的雨水可暫時(shí)蓄存于地下的蓄水池中后通過蓄水池的溢水口 經(jīng)溢水管線流入建筑周邊的綠地進(jìn)行滲透 也可采用在過濾層下方的蓄排水層內(nèi)設(shè)置排水管的方案來收集屋頂多余雨水 收集管頂頭及側(cè)面同時(shí)開口 這有利于上方雨水與蓄排水層側(cè)面雨水的收集 這里的過濾層起到防止土壤顆粒堵塞排水管道的作用 48 小區(qū)地面指非建筑屋面以外的 包括小區(qū)道路 廣場 綠地等地面 1 3 1路面雨水收集技術(shù)路面雨水收集系統(tǒng)可以采用雨水管 雨水暗 明 渠等方式 利用道路兩側(cè)的低勢綠地或有植被的自然排水淺溝 是一種很有效的路面雨水收集截污系統(tǒng) 1 3地面雨水滲透技術(shù) 49 雨水淺溝通過一定的坡度和斷面自然排水 表層植被能攔截部分顆粒物 小雨或初期雨水會(huì)部分自然下滲 使收集的徑流雨水水質(zhì)沿途得到改善 50 雨水花園是指在低洼區(qū)域種有灌木 花草乃至樹木等植物的工程設(shè)施 它主要通過土壤和植物的過濾作用凈化雨水 同時(shí)通過將雨水暫時(shí)滯留而后慢慢滲入土壤來減少徑流量 也被稱作生物滯留區(qū)域 雨水花園作為城市暴雨最佳管理措施 BMPS 中的一項(xiàng)技術(shù) 具有建造費(fèi)用低 運(yùn)行管理簡單 自然美觀 易與景觀結(jié)合等優(yōu)點(diǎn) 1 3地面雨水滲透技術(shù)1 3 1路面雨水收集技術(shù) 51 雨水花園的構(gòu)造主要由5部分組成 其中在填料層和礫石層之間可以鋪設(shè)一層砂層或土工織物 根據(jù)雨水花園與周邊建筑物的距離和環(huán)境條件可以采用防滲或不防滲兩種做法 當(dāng)有回用要求或要排入水體時(shí)還可以在礫石層中埋置集水穿孔管 52 綠地是一種天然的滲透設(shè)施 它具有透水性好 節(jié)省投資 便于雨水引入就地消納等優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)對(duì)雨水中的一些污染物具有一定的截留和凈化作用 考慮到綠地徑流系數(shù)很小 0 15 通過的雨水徑流量根據(jù)城市規(guī)劃的要求 新建小區(qū)的綠化率不得低于30 可將小區(qū)綠地規(guī)劃建設(shè)成低勢綠地 低勢綠地按低于路面5 10cm設(shè)計(jì) 達(dá)到增加雨水滲透量 去除初期雨水污染物和節(jié)約綠化用水并改善環(huán)境的目的 1 3 2低勢綠地雨水利用技術(shù) 53 54 55 56 57 2 雨水花園常用設(shè)計(jì)方法 2 1蓄水層有效容積法2 2基于達(dá)西定律的滲濾法 58 2 1蓄水層有效容積法 這是一種在水量平衡的基礎(chǔ)上 利用雨水花園蓄水層的有效容積消納徑流雨水的設(shè)計(jì)方法 根據(jù)植被被淹沒的狀態(tài)又分為兩種情況 1 部分植被的高度小于最大蓄水高度 則植被在蓄水層中所占體積如下式所示 59 將上式帶入 Af 蓄水層表面積 m 2 1蓄水層有效容積法 令植物面積占有率 60 2 1蓄水層有效容積法 61 2 1蓄水層有效容積法 此法主要利用雨水花園蓄水層的有效容積滯留雨水 考慮了植物對(duì)蓄水層儲(chǔ)水量的影響 但未考慮雨水花園的滲透能力和空隙儲(chǔ)水能力 實(shí)際應(yīng)用中大多采用第二種情況進(jìn)行計(jì)算 主要是用于處理初期雨水 處理的雨水徑流量一般按12mm的降雨量設(shè)計(jì) 植物高度均超出蓄水高度 則有hv hm 上式可化為 62 2 2基于達(dá)西定律的滲濾法 1 達(dá)西定律表征滲流能量損失與滲流流速之間關(guān)系 其表達(dá)式如式 1 所示 63 2 雨水花園面積計(jì)算當(dāng)蓄水層蓄滿水時(shí) 流速如式 2 所示 2 2基于達(dá)西定律的滲濾法 64 2 2基于達(dá)西定律的滲濾法 2 雨水花園面積計(jì)算 65 2 3基于匯水面積的比例估算法 66 3完全水量平衡法 3 1水量平衡分析基本原理 67 3 1水量平衡分析基本原理 68 69 3 2徑流雨水量 70 3 3雨水花園下滲量 71 3 4蓄水量 72 3 5空隙儲(chǔ)水量 73 3 6雨水花園面積的計(jì)算 K 依據(jù)不同條見進(jìn)行取值 見3 3 74 結(jié)語 在我國 小區(qū)建筑雨水利用有較大空間 對(duì)于水資源比較缺乏的北方大部分地區(qū)而言 雨水的直接排放無疑是水資源的一種浪費(fèi) 而對(duì)