基于道路綠化與水循環系統在城市道路降塵領域的研究

周雅 國春杰 孟祥濤 趙立庚

摘 要：受工業發展、汽車尾氣排放等因素的影響，空氣顆粒物污染已成為國內面臨的主要環境問題，據國內外有關學者研究，城市道路綠化能夠通過其植物葉面結構吸附、阻滯空氣污染物，但其過濾能力有限，為達到北京市空氣質量標準要求，需基于道路綠化與水循環系統在城市道路降塵領域的研究。

關鍵詞：再生水；水循環；道路綠化；雨水收集；海綿城市

0.引言

目前，為保障城市環境及出行質量，道路灑水車降塵是一種快速有效的手段。道路灑水車通常采用再生水對道路進行灑水降塵及綠化帶灌溉，但很多時候，灑水車在灑水時不僅阻礙交通而且還會帶來更多的空氣污染，并且灑水車在滿載情況下自重較重，對道路造成損壞，增加道路維護成本，除此之外，灑水車載水量有限，灑水時，水量不好控制，造成大量人力物力及水資源的浪費，且過后時間不長，水蒸發后，又會產生揚塵。

因此，對現存在問題，借助水循環控制系統、雨水收集利用、地埋雙壓伸縮噴頭等手段，實現既滿足綠化帶灌溉同時實現水循環降塵的目的。

1設計方案

重點解決城市道路降塵綠化、城市道路排水負擔、再生水高效利用，從而達到節約人力物力水資源、降低成本、減少環境污染和長久可持續發展的目的。

1.1結構設計

為達到上述目的，研究開發的水循環降塵綠化道路如圖1所示，包括蓄水基床、瀝青混合料面層、滲水混凝土柱、地埋伸縮噴頭、混凝土蓄水池、智能水循環系統，且蓄水基床上依次鋪設濾墊層、滲水應力吸收層、石屑滑移層、瀝青混合料面層，滲水混凝土柱均勻布置在瀝青混合料面層和石屑滑移層內，地埋伸縮噴頭設置在噴頭保護殼內并埋于道路兩側，同時，蓄水基床內設有均勻的通水管道，通水管道底部設有濾網和出水孔，滲水混凝土柱可將雨水及降塵水快速滲透，并通過滲水應力吸收層、濾墊層和蓄水基床進行保水過濾進入混凝土蓄水池中，并用于水資源循環再利用。

1.2技術特點

瀝青混合料面層下面鋪設石屑滑移層，石屑滑移層采用直徑為4.8-5.5mm且保水度為3%-3.5%的石屑，且壓實后的石屑滑移層厚度為8-10厘米。且滲水應力吸收層由下列配合比的組合混合而成：水與聚氨酯的混合比為2.3，河沙15%、碎石塊55%、礦粉15%及保水劑5%，鋪設厚度為35cm-60cm并呈倒梯形，具備堅固、穩定、開放的整體結構，且具有良好的滲水性、環保性避免在鋪設和使用過程中造成對環境的二次傷害?？梢杂行У膶⒌缆贩e水、暴雨雨水快速滲透收集，并過濾后用于道路降塵和綠化帶灌溉使用，且自動化程度高，使用方便。且可通過智能水循環系統使水資源能夠循環利用，從而達到控制噴頭出水時間及出水用途，節約水資源，達到便捷高效清除道路路面灰塵的優點。

2.工作原理

地埋伸縮噴頭設置在噴頭保護殼內并埋于綠化帶內側，當地埋伸縮噴頭不工作時，噴頭保護殼上蓋為閉合狀態，用于保護地埋伸縮噴頭避免遭到破壞。且當地埋伸縮噴頭工作且水壓達到0.15-0.3mpa時，水從一級噴嘴噴出用于道路降塵使用，噴射距離5m-10m，高度為15cm-25cm且坡度為向下2%，當噴頭感應器感應到道路達到一定標準后自動停止降塵；當水壓為0.5-0.1mpa時，水從二級噴嘴噴出用于綠化隔離帶灌溉使用并通過噴頭感應器感應調節角度防止灌溉水噴灑到道路輔路上。

3.再生水有害物質鑒定

用GC-MS 質譜聯用儀對再生水中有害化學污染物進行定性分析，根據定性分析的結果，并結合再生水來源分析，對 54 種揮發性有機物、目前常見的 11 種有機氯 、有機磷農藥、水質標準中經?？刂频?10 種重金屬進行了定量分析。根據多次定量分析結果 ，建立暴露評價模型，分析再生水用于道路降塵過程中，再生水中的有害化學污染物主要通過被霧化，形成氣溶膠，通過呼吸吸入人體內，對人體健康造成傷害程度。通過暴露評價模型及危險度特征分析，北京市再生水對人類的終生總致癌健康危險度均小于10 5，其健康危險度基本在可接受的人群健康風險范圍內。目前北京市再生水道路降塵的應用范圍和使用量尚處于較低的水平 ，今后如果對再生水進行更大規模的開發和利用，則暴露水平和暴露時間都會相應增加，其人群健康危險度也會增加，因此對其安全性應進一步優化研究。

4結論

本文成功研發的水循環道路降塵系統能夠直接解決道路積水、暴雨雨水快速滲透收集，道路降塵和綠化帶灌溉，并且可通過智能水循環系統使水資源能夠循環利用，從而達到控制噴頭出水時間及出水用途，節約水資源，同時，石屑滑移層和滲水應力吸收層可以有效的緩沖面層上方動載，防止因路基不均勻沉降而導致剛性路面開裂。且再生水檢測結果可用于綠化帶灌溉和道路降塵使用，但考慮到本系統僅處于初步研發應用階段，有待于更多的實際應用檢驗。

參考文獻：

[1] 水利部農村水利司，中國灌溉排水發展中心. 噴灌工程技術[M]. 鄭州：黃河水利出版社，2012.

[2] 北京市衛生局《北京市衛生年鑒》編輯委員會編.《2000 年北京衛生年鑒》 .北京：北京科學技術出版社.2000.

[3] USEPA， Integrated Risk Information System （Electroni c data base）.[ EB/ OL] http： www .epa.gov iris.2005.

[4] 北京市環境保護監測中心.北京市空氣質量發布平臺[DB/OL]. http：//zx.bjmemc.com.cn. [2017-05-18]

[5] 北京市常見綠化樹種滯塵能力的多尺度分析[D]. 北京林業大學， 2016.