[實用新型]基于污染物實時監測的黃土高原地區公路雨水處理系統

有效

• 申請號: 201821839840.7
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN209523270U
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 董國濤;劉曉燕;黨素珍;殷會娟;郭欣偉;韓金旭;章博;程春曉;劉姝芳;谷曉偉;張鳳燃;蘇曉慧;杜凱;李昭悅;張丹;賈培培;劉啟興
• 申請（專利權）人: 黃河水利委員會黃河水利科學研究院
• 主分類號: E03F1/00
• 分類號: E03F1/00;E03F3/04;E03F5/10;E03B11/00;E03F7/12;G01N33/18
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 穆祥維

本實用新型公開了基于污染物實時監測的黃土高原地區公路雨水處理系統，在高速公路邊坡的坡體內設置若干根坡面雨水收集管，每根坡面雨水收集管的下端口與雨水導流管相連通；在高速公路邊坡的坡體下設置污染物預處理器區；污染物預處理器區內還設置有若干根積水收集管，每根積水收集管的下端口與雨水導流管相連通；在礫石層和防滲漏層之間還設置有滲流收集管，在滲流收集管的管體上側面設置有若干個用于收集滲流雨水的滲流孔；所述滲流收集管與蓄水池相連通；在蓄水池內設置有污染物實時監測子系統。本實用新型具有如下優點：能實現雨水快速排放與收集；能夠對雨水中含有的有害物質進行預處理；并且能夠對雨水中含有的有害物質進行實時監測。

技術領域

本實用新型涉及一種高速公路雨水資源化利用系統，具體是一種適用于能夠對的高速公路雨水資源化利用系統。

背景技術

目前，對綠色高速公路的建設研究，通常從設計、施工、管理等方面對如何降低能源消耗、減小碳排放以及改善環境效益等方面著手，而雨水處理問題一直作為建設綠色高速公路重點，具體的，在對高速公路雨水的處理方面，“海綿型城市”是一個當前比較流行的模式和發展方向。

海綿型城市具有改善城市生態系統功能和抵御城市洪澇災害的特性，以“慢排緩釋”和“源頭分散”規劃設計理念，將城市變為一塊具有應對自然環境變化的良好“彈性”的“海綿”，對雨水實現自然積存、自然滲透、自然凈化，需要時將存儲的水釋放并加以利用。海綿城市理念具體應用到高速公路上，基本可以分為人滲、調蓄排放、收集回用3大環節。在入滲環節常見的措施有：1)路面處理：鋪裝透水材料形成透水路面，以利入滲，例如常見的透水路面為多孔瀝青層，由于透水性瀝青路面可減少地面70％～80％的徑流量，加之設置簡單的路側排水溝即可滿足排水要求；(2)滲透邊溝處理：排水邊溝內種植植物，通過植物和基層的吸附作用吸收雨水，緩解下游壓力。

但是，在北方地區由于冬季嚴寒，存在凍脹問題，采用透水路面，雖然符合海綿城市“慢排緩釋”的理念，但是也勢必造成冬季雨水滲入地基，并且滲入雨水也無法實現快速排放，久而久之會對路面甚至邊坡基礎產生影響，無法保證高速公路的安全。

特別是，我們注意到我國北方還存在大量的干旱少雨區域，比如黃土高原屬干旱和半干旱氣候，黃土高原位于黃河流域中上游和海河流域上游地區。黃土高原氣候干旱，地表植被覆蓋差，土質疏松，流水侵蝕強烈，除少數殘留的黃土塬相對完整，其余大部分地區已被切割成為破碎的梁峁丘陵，黃土高原西部和北部鄰近大陸性干旱氣候區，受沙漠化的嚴重威脅，而其它地區水土流失又極為嚴重。

暴雨是黃土高原最嚴重的自然災害之一，是造成黃土高原嚴重水土流失和黃河產沙的最主要因素，一次暴雨或大暴雨引起的侵蝕量占年總量的60％甚至 90％以上，暴雨往往引發山體滑坡、坍塌等地質災害，暴洪造成巨大損失。據統計，1960-2000年間黃土高原地區平均每年出現約26站次暴雨。黃土高原地區雨量雖少但多以暴雨形式降落，并且呈現暴雨多、強度大的特點，加之土壤疏松、植被稀少，水土流失嚴重，暴雨及其徑流與所形成的洪水往往毀壞農田及其它工程設施，造成嚴重的水土流失。因此，黃土高于地區的道路雨水資源化利用設施對水利、鐵路、公路及城建等方面的工程設計有重要的實用價值。

此外，高速公路路面雨水徑流污染物眾多，來源分散，不易管控，例如常見的北方地區高速公路還存在冬季融雪劑污染的問題，傳統的廉價融雪劑是以氯鹽為主要成分的無機融雪劑，使用傳統融雪劑后，融化的雪水中含有大量鹽分，對植被土壤傷害較大。直接將路面雨水徑流不經任何處理排入土壤或引至自然水體，均會污染土壤和水體。

并且，值得注意的是，高速公路路面雨水在不同季節、不同氣候、甚至一天內不同時段內雨水內的污染物組成以及污染程度均不同，因此有必要在對收集的雨水進行實時的監測與分類處理。例如高速公路路面雨水徑流的污染物質量濃度隨降雨歷時和強度的不同而變化：對于降雨量大、初期降雨強度大的降雨事件，初期徑流污染物質量濃度較高，而后污染物質量濃度隨降雨歷時的延續逐漸降低，后期質量濃度相對較低；而對于降雨量小、平均降雨強度小的降雨事件，由于初期對污染物的沖刷不徹底，污染物質量濃度沒有明顯減低的趨勢。