在城市內(nèi)澇頻發(fā)、雨水資源流失嚴(yán)重的背景下,裝配式延時設(shè)施作為海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)手段,正逐漸成為現(xiàn)代城市雨洪管理系統(tǒng)的智慧中樞。這種設(shè)施通過創(chuàng)新的設(shè)計理念和技術(shù)集成,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)“快速排放”到“智能調(diào)控與資源化利用”的根本性轉(zhuǎn)變。
核心原理與技術(shù)構(gòu)成
它又稱無動力延時調(diào)節(jié)設(shè)施,是一種通過控制雨水在調(diào)節(jié)設(shè)施內(nèi)的排空時間,延長雨水停留時間來沉淀污染物,以實(shí)現(xiàn)水質(zhì)和水量雙重控制目的的新型海綿設(shè)施。該設(shè)施通常由儲水空間和無動力緩釋控污裝置組合而成,利用雨水池、管、溝、塘等空間儲存雨水,通過無動力緩釋控污裝置勻速緩排(排空周期為24-48小時),延長雨水停留時間。
其核心技術(shù)在于無動力緩釋控污裝置,這是一種具有勻流緩釋、定量排污功能的無動力液位、流量、定時控制裝置,無需外接電源即可實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行。通過采用裝配式結(jié)構(gòu),這種設(shè)施實(shí)現(xiàn)了施工工序的標(biāo)準(zhǔn)化和滲透速率的可控化,從而增強(qiáng)了海綿功能設(shè)計的可控性和可落地性。
技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新優(yōu)勢
裝配式延時設(shè)施融合了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,形成了六大核心優(yōu)勢:
無動力智能延時調(diào)節(jié)系統(tǒng)基于流體動力學(xué)自適應(yīng)堰門技術(shù),實(shí)現(xiàn)降雨識別、儲水啟動、緩釋排放的全流程無人化操作,零外接動力,運(yùn)行成本極低。這種設(shè)計理念改變了傳統(tǒng)排水設(shè)施以快速排澇為單一目標(biāo)的局限性,轉(zhuǎn)向雨水資源化與生態(tài)安全協(xié)同的設(shè)計導(dǎo)向。
立體式污染物自分離系統(tǒng)采用箱體內(nèi)置旋流沉淀+斜板分離+浮渣阻隔三級凈化結(jié)構(gòu),可自動分離顆粒物、油脂等污染物,排污率提升40%,維護(hù)周期延長3倍以上。通過延長水力停留時間與內(nèi)置凈化結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)雨水初期污染物的自然沉降與降解,輸出更清潔的回用水源。
模塊化裝配式集成設(shè)計是這一技術(shù)的另一大亮點(diǎn)。單元箱體采用高強(qiáng)度復(fù)合材質(zhì)與卡扣式連接技術(shù),支持現(xiàn)場快速拼裝與擴(kuò)容改造,工期縮短50%,適應(yīng)不規(guī)則用地與臨時性工程需求。這種標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計保證了施工質(zhì)量、縮短了施工周期、減小了環(huán)境污染、提高了綜合效益。
智慧運(yùn)維與遠(yuǎn)程互聯(lián)能力通過預(yù)留物聯(lián)網(wǎng)傳感器接入端口,可實(shí)時監(jiān)測水位、水質(zhì)、排放狀態(tài),并支持與城市水務(wù)平臺數(shù)據(jù)互通,實(shí)現(xiàn)預(yù)測性調(diào)度與遠(yuǎn)程管控。多場景適配與雨水回用一體化設(shè)計使系統(tǒng)可靈活配置為防澇調(diào)控型、水質(zhì)凈化型、資源回用型等多種模式,直接對接綠化灌溉、景觀補(bǔ)水、沖洗用水等回用場景。
應(yīng)用場景與工程實(shí)踐
根據(jù)安裝位置可分為地上和地下兩種類型。地上裝配式延時調(diào)節(jié)設(shè)施利用箱體內(nèi)部空間儲存雨水,降雨結(jié)束后勻流緩釋,實(shí)現(xiàn)“雨時不爭道、雨后有序排,有效防內(nèi)澇”的目標(biāo)。地下裝配式延時調(diào)節(jié)設(shè)施則是在延時調(diào)節(jié)工藝的基礎(chǔ)上,集約利用裝配式功能化模塊空間,蓄存道路徑流雨水或沖洗水。
在實(shí)際工程應(yīng)用中,該設(shè)施已在全國多個海綿城市建設(shè)項(xiàng)目中取得成功。在銀川市金波南街道路海綿改造項(xiàng)目中,應(yīng)用了裝配式延時調(diào)節(jié)設(shè)施230平方米作為雨水調(diào)蓄設(shè)施的一部分。無錫市梁溪區(qū)在莊前一村老舊小區(qū)海綿化改造中,采用了基于無動力延時調(diào)節(jié)技術(shù)的裝配式延時調(diào)節(jié)設(shè)施(雨水花箱),以增強(qiáng)雨水就地消納和滯蓄能力。上海電機(jī)學(xué)院(臨港校區(qū))項(xiàng)目中也應(yīng)用了地埋式無動力延時調(diào)節(jié)設(shè)施。
上海植物園在海綿城市試點(diǎn)建設(shè)中,將利用裝配式無動力延時調(diào)節(jié)設(shè)施和裝配式生物滯留設(shè)施等海綿設(shè)施,經(jīng)過收集、沉淀、凈化雨水后儲存,達(dá)到像“海綿”一樣吸水放水的目的,打造高效集水綠色生態(tài)的生態(tài)環(huán)境。
對海綿城市建設(shè)的戰(zhàn)略意義
構(gòu)建海綿城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的有效技術(shù)手段,對區(qū)域徑流流量和污染聯(lián)合控制,以及水環(huán)境、水安全、水生態(tài)等多目標(biāo)城市雨水系統(tǒng)構(gòu)建有著重大意義。該技術(shù)解決了表面化海綿設(shè)施顯臟的問題,延長了生物滯留設(shè)施的使用壽命,實(shí)現(xiàn)了源頭減排,緩解了管網(wǎng)壓力,有效防止內(nèi)澇。
2023年10月13日,無動力延時調(diào)節(jié)技術(shù)作為上海市建設(shè)領(lǐng)域“十四五”重點(diǎn)推廣技術(shù)被上海市住建委宣傳推廣。這一技術(shù)的推廣和應(yīng)用,標(biāo)志著我國城市雨水管理從傳統(tǒng)的工程性措施向生態(tài)化、智能化、資源化方向邁出了重要一步。
該設(shè)施通過“錯峰減排”的設(shè)計理念,使初期污染較重的徑流雨水得到有效凈化,可以做到延時勻速緩慢排水,同時通過安裝于底部的特殊不銹鋼聯(lián)動裝置排除底部的污染物,從而實(shí)現(xiàn)對道路徑流污染和徑流總量控制的雙重目標(biāo)。這種集成化的解決方案不僅提高了雨水管理的效率,也降低了運(yùn)維成本,為城市可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。
隨著城市化進(jìn)程的加快和氣候變化的影響加劇,裝配式延時設(shè)施在城市雨水管理領(lǐng)域和海綿城市建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。它不僅是技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)物,更是應(yīng)對城市水安全挑戰(zhàn)、建設(shè)韌性城市的重要工具,將在未來的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。