編者按：創(chuàng )新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設現代化經(jīng)濟體系的戰略支撐。這也是習近平總書(shū)記強調指出“不創(chuàng )新不行，創(chuàng )新慢了也不行”的關(guān)鍵原因之一。黨的十九大報告更是明確要求“加強應用基礎研究，拓展實(shí)施國家重大科技項目，突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng )新”。作為一種全新的城市發(fā)展理念和方式，海綿城市建設涉及到的項目幾乎都是重大的民生工程，而且橫跨領(lǐng)域、部門(mén)、行業(yè)眾多，更離不開(kāi)創(chuàng )新引領(lǐng)，屬于急需加強的應用基礎研究。而2017年12月18日至20日召開(kāi)的中央經(jīng)濟工作會(huì )議則提出：“做好民生工作，要突出問(wèn)題導向，盡力而為、量力而行，找準突出問(wèn)題及其癥結所在，周密謀劃、用心操作”、“培育一批專(zhuān)門(mén)從事生態(tài)保護修復的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)”。對于海綿城市建設而言，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的缺乏，無(wú)疑是“突出問(wèn)題”，也直接決定著(zhù)專(zhuān)業(yè)化企業(yè)能否成功培育。如何解決？會(huì )議同樣給出了答案：“大力培育新動(dòng)能，強化科技創(chuàng )新”。讓專(zhuān)業(yè)化企業(yè)真正做到手里拿著(zhù)“金剛鉆”——專(zhuān)利技術(shù)，而且不只一把，方可實(shí)現創(chuàng )新發(fā)展，助力海綿城市建設國家戰略健康可持續發(fā)展。
正因做到了“找準突出問(wèn)題及其癥結所在，周密謀劃、用心操作”，作為全國首批由中央財政支持的16個(gè)海綿城市建設試點(diǎn)之一的鶴壁，才在創(chuàng )新驅動(dòng)海綿城市建設過(guò)程中，取得了豐碩成果，已經(jīng)成功申報國家專(zhuān)利和已研發(fā)成功正在申報過(guò)程中的新技術(shù)多達11項。今推薦鶴壁海綿城市建設創(chuàng )新探索過(guò)程中成功研發(fā)的部分“海綿技術(shù)”，供業(yè)界參考借鑒。而這些創(chuàng )新技術(shù)的推廣應用，無(wú)疑會(huì )進(jìn)一步釋放該市作為海綿城市建設試點(diǎn)的示范效應、驅動(dòng)面上改革。
【“低擾動(dòng)”雨水收集組合裝置】
本實(shí)用新型專(zhuān)利涉及一種雨水收集組合裝置，適用于海綿城市建設時(shí)綠地高于道路時(shí)的道路及綠地產(chǎn)生的雨水徑流的收集、調蓄和控制。
建筑小區是海綿城市建設的重點(diǎn)。為了營(yíng)造良好的景觀(guān)效果，建筑小區內道路兩側的綠地多高出路面，雨水由屋面雨落管排入綠地后直接流向道路面，給人們的雨天出行帶來(lái)不便。同時(shí)，當綠化養護不到位時(shí)，屋面的雨水會(huì )將綠地中的泥土一起沖刷至道路上，造成水土流失。在建筑小區內構建低影響排水系統，降低小區開(kāi)發(fā)對雨水徑流的影響，是海綿城市建設的難點(diǎn)之一。為解決上述問(wèn)題，現狀小區進(jìn)行海綿化改造時(shí)多是采用直接將綠地下沉的方式收集道路和綠地雨水，但是對于某些綠地在建設時(shí)明顯高于道路路面的小區，采用綠地下沉的方式不易與現有景觀(guān)協(xié)調，甚至容易造成原有景觀(guān)的破壞。
本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的是針對上述問(wèn)題提供一種對現狀地形擾動(dòng)較小、收集效果好的雨水收集組合裝置，能夠有效地緩解初期雨水的徑流污染問(wèn)題，起到一定的調蓄作用，可以在不影響現狀綠地格局的前提下解決建筑、綠地、道路的雨水收集和控制。本實(shí)用新型專(zhuān)利主要適用于綠地在建設時(shí)明顯高于道路路面的小區的海綿化改造。
實(shí)施方式。道路上的初期雨水首先通過(guò)路緣石開(kāi)口進(jìn)入石籠，建筑和綠地的雨水順坡流經(jīng)石籠，雨水經(jīng)過(guò)石籠的初步凈化后經(jīng)過(guò)透水土工布進(jìn)入蓄水模塊中，這層土工布可以防止砂礫及其它廢物進(jìn)入到模塊系統內，但同時(shí)允許雨水滲透到土壤中。蓄水模塊將雨水下滲，達到補充地下水資源、改善生態(tài)環(huán)境的目的。當蓄水模塊充滿(mǎn)時(shí)，超過(guò)設計調蓄量的雨水通過(guò)溢流管予以排放。
優(yōu)點(diǎn)和效果。本實(shí)用新型專(zhuān)利可以實(shí)現對路面和綠地雨水徑流的有效控制，滿(mǎn)足海綿城市建設時(shí)的年徑流總量控制率等指標要求，可根據匯水面積的大小以及設計降雨量來(lái)調整組合裝置中蓄水模塊的容積，同時(shí)可將透水土工布改為防水土工布，使蓄水模塊收集的雨水可以實(shí)現資源化利用。此外，可以有效削減初期雨水的徑流污染，根據相關(guān)運行和監測顯示，其對初期雨水的化學(xué)需氧量、懸浮物、總氮和總磷去除率分別在75%、85%、40%、50%以上。本實(shí)用新型專(zhuān)利在實(shí)現海綿城市控制目標的同時(shí)，不會(huì )對原有綠地微地形造成任何破壞和影響，同時(shí)石籠可以增加小區的景觀(guān)多樣性，可廣泛適用于綠地明顯高于道路的建筑小區的海綿化改造。
【市政道路徑流污染控制技術(shù)】
降雨徑流污染是淇河水環(huán)境的重大隱患，也是造成護城河水體黑臭的主要原因之一。其中，道路的徑流污染程度是整個(gè)城市所有下墊面中最嚴重的。試點(diǎn)區近些年新建的道路，景觀(guān)效果較好，綠化帶不具備改造條件。在這些現狀效果較好的道路上，結合雨水口空間采用道路雨水口初期雨水多級凈化裝置、初期雨水截污凈化裝置、初期雨水截污掛籃多級凈化裝置，在干擾最小化的基礎上，實(shí)現初期雨水的徑流污染控制。目前，這3項技術(shù)均已獲得國家實(shí)用新型專(zhuān)利。
在海綿城市建設中，市政道路類(lèi)項目的核心問(wèn)題在于初期雨水徑流污染控制。特別是隨著(zhù)近些年城市霧霾越來(lái)越嚴重，在降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車(chē)尾氣、工廠(chǎng)廢氣等污染性氣體，降落地面后又由于沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使得雨水中含有大量的污染物質(zhì)，其中包括化學(xué)需氧量、懸浮物、重金屬、石油類(lèi)物質(zhì)等，其污染程度較高，研究表明市政道路產(chǎn)生的初期雨水徑流中化學(xué)需氧量達到了每升200~500毫克，懸浮物值達到了每升100~200毫克，甚至超出普通城市污水的污染程度。而這些污染物會(huì )隨雨水直接排入城市水體，成為城市水系的重要隱患。
為了解決上述問(wèn)題，現有技術(shù)中大多是采用改造綠化隔離帶的方式，但是該種方式需要將現狀綠化植物全部更換，對現狀擾動(dòng)較大，而且凈化效果差、造價(jià)高，宜造成不良影響，尤其不適于剛建完不久的道路。本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的是針對這些問(wèn)題提供一種凈化效果好、造價(jià)低、結構簡(jiǎn)單、維護方便的道路初期雨水徑流污染多級凈化處理裝置，其能夠避免對現狀進(jìn)行大范圍的改動(dòng)，有效緩解初期雨水徑流污染問(wèn)題，從而改善城市道路水文生態(tài)環(huán)境。本實(shí)用新型專(zhuān)利主要適用于現狀道路雨水口結構較深（1米左右）的區域。
【“0投資”屋面雨水控制技術(shù)】
建筑屋面徑流量占整個(gè)城市徑流量的比重很大，建筑屋面雨水的控制具有重要的作用。常規的綠色屋頂等建設成本、養護成本以及對建筑屋面的承載要求較高，鶴壁市研制的限流式削峰雨水斗，基本為“0投資”，可起到緩流、削峰和降低管網(wǎng)壓力的作用。該技術(shù)已獲得國家實(shí)用新型專(zhuān)利。雨水斗是排放屋頂積水的導向裝置，常規屋面的雨水積水由天溝進(jìn)入雨水管道的入口處，而雨水斗就設置在該入口處，其口部面積較大，便于雨水流入。雨水斗包括導流罩和連接在導流罩下部的排水管，排水管的頂端開(kāi)口設置為排水口（落雨管接口），安裝雨水斗時(shí)，排水口位于略低于屋面的低洼處，以便于及時(shí)排盡屋面積水。
本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的是提供一種限流式削峰雨水斗，該限流式削峰雨水斗在暴雨時(shí)能延緩屋面雨水的出流時(shí)間，使屋頂大部分雨水的出流與地面的洪峰時(shí)間段錯開(kāi)，以解決暴雨時(shí)易造成的城市內澇問(wèn)題。
【雨水花園自循環(huán)滲蓄結構】
在鶴壁市海綿城市建設過(guò)程中，發(fā)現借用南方施工方案的濕式植草溝和雨水花園，并不能滿(mǎn)足植物健康生長(cháng)，出現長(cháng)勢頹敗枯黃甚至枯死等現象。究其原因，主要是雨水花園中的透水層為碎石，在地下形成了一層斷水層，只能滿(mǎn)足雨水快速下滲，并不能滿(mǎn)足地下水及養分的自然上升供給植物生長(cháng)需要。鶴壁市在部分山區有上水石，采用其山腳下的碎料替代雨水花園中的碎石，改善土壤結構后可完全解決水及養分無(wú)法上升的問(wèn)題，促進(jìn)植物生長(cháng)。這種在結構和材質(zhì)上的改變較其他地市采用水泵管網(wǎng)回灌補充雨水花園中流失的水分而言，具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、便于維護、自然生態(tài)等突出特點(diǎn)。
【雨水口截污防逆流裝置】
我國城市道路雨水井的現狀普遍是：1.臭氣熏天；2.蚊蠅的滋生地；3.遇到暴雨易發(fā)生管涌、逆流等現象。尤其是在小區內的雨水井，長(cháng)期積存的雜物持續腐化，產(chǎn)生臭氣、滋生蚊蠅，嚴重影響小區內居民生活；市政道路上的雨水井在暴雨情況下，經(jīng)常出現管涌（逆流）現象，影響車(chē)輛安全通行及城市環(huán)境衛生。針對現有雨水井存在缺陷，在鶴壁市海綿城市建設中，市海綿辦全體技術(shù)人員在市海綿辦有關(guān)領(lǐng)導的關(guān)心和指導下，多次召開(kāi)研討會(huì )，集思廣益，研制出創(chuàng )新型雨水井（小雨流進(jìn)生物滯留帶，暴雨再流進(jìn)公共管網(wǎng)），具有防臭、防蚊蠅、防逆流、攔截雜物、防墜物、改善周邊環(huán)境衛生等功能。
【大小雨分流排放裝置】
在雨水口截污防逆流裝置的基礎上衍生出此款小雨流進(jìn)生物滯留帶、暴雨再流進(jìn)公共管網(wǎng)功能的雨水井，即大小雨分流排放裝置。
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