基于道路绿化与水循环系统在城市道路降尘领域的研究

周雅 国春杰 孟祥涛 赵立庚

摘 要：受工业发展、汽车尾气排放等因素的影响，空气颗粒物污染已成为国内面临的主要环境问题，据国内外有关学者研究，城市道路绿化能够通过其植物叶面结构吸附、阻滞空气污染物，但其过滤能力有限，为达到北京市空气质量标准要求，需基于道路绿化与水循环系统在城市道路降尘领域的研究。

关键词：再生水；水循环；道路绿化；雨水收集；海绵城市

0.引言

目前，为保障城市环境及出行质量，道路洒水车降尘是一种快速有效的手段。道路洒水车通常采用再生水对道路进行洒水降尘及绿化带灌溉，但很多时候，洒水车在洒水时不仅阻碍交通而且还会带来更多的空气污染，并且洒水车在满载情况下自重较重，对道路造成损坏，增加道路维护成本，除此之外，洒水车载水量有限，洒水时，水量不好控制，造成大量人力物力及水资源的浪费，且过后时间不长，水蒸发后，又会产生扬尘。

因此，对现存在问题，借助水循环控制系统、雨水收集利用、地埋双压伸缩喷头等手段，实现既满足绿化带灌溉同时实现水循环降尘的目的。

1设计方案

重点解决城市道路降尘绿化、城市道路排水负担、再生水高效利用，从而达到节约人力物力水资源、降低成本、减少环境污染和长久可持续发展的目的。

1.1结构设计

为达到上述目的，研究开发的水循环降尘绿化道路如图1所示，包括蓄水基床、沥青混合料面层、渗水混凝土柱、地埋伸缩喷头、混凝土蓄水池、智能水循环系统，且蓄水基床上依次铺设滤垫层、渗水应力吸收层、石屑滑移层、沥青混合料面层，渗水混凝土柱均匀布置在沥青混合料面层和石屑滑移层内，地埋伸缩喷头设置在喷头保护壳内并埋于道路两侧，同时，蓄水基床内设有均匀的通水管道，通水管道底部设有滤网和出水孔，渗水混凝土柱可将雨水及降尘水快速渗透，并通过渗水应力吸收层、滤垫层和蓄水基床进行保水过滤进入混凝土蓄水池中，并用于水资源循环再利用。

1.2技术特点

沥青混合料面层下面铺设石屑滑移层，石屑滑移层采用直径为4.8-5.5mm且保水度为3%-3.5%的石屑，且压实后的石屑滑移层厚度为8-10厘米。且渗水应力吸收层由下列配合比的组合混合而成：水与聚氨酯的混合比为2.3，河沙15%、碎石块55%、矿粉15%及保水剂5%，铺设厚度为35cm-60cm并呈倒梯形，具备坚固、稳定、开放的整体结构，且具有良好的渗水性、环保性避免在铺设和使用过程中造成对环境的二次伤害。可以有效的将道路积水、暴雨雨水快速渗透收集，并过滤后用于道路降尘和绿化带灌溉使用，且自动化程度高，使用方便。且可通过智能水循环系统使水资源能够循环利用，从而达到控制喷头出水时间及出水用途，节约水资源，达到便捷高效清除道路路面灰尘的优点。

2.工作原理

地埋伸缩喷头设置在喷头保护壳内并埋于绿化带内侧，当地埋伸缩喷头不工作时，喷头保护壳上盖为闭合状态，用于保护地埋伸缩喷头避免遭到破坏。且当地埋伸缩喷头工作且水压达到0.15-0.3mpa时，水从一级喷嘴喷出用于道路降尘使用，喷射距离5m-10m，高度为15cm-25cm且坡度为向下2%，当喷头感应器感应到道路达到一定标准后自动停止降尘；当水压为0.5-0.1mpa时，水从二级喷嘴喷出用于绿化隔离带灌溉使用并通过喷头感应器感应调节角度防止灌溉水喷洒到道路辅路上。

3.再生水有害物质鉴定

用GC-MS 质谱联用仪对再生水中有害化学污染物进行定性分析，根据定性分析的结果，并结合再生水来源分析，对 54 种挥发性有机物、目前常见的 11 种有机氯 、有机磷农药、水质标准中经常控制的 10 种重金属进行了定量分析。根据多次定量分析结果 ，建立暴露评价模型，分析再生水用于道路降尘过程中，再生水中的有害化学污染物主要通过被雾化，形成气溶胶，通过呼吸吸入人体内，对人体健康造成伤害程度。通过暴露评价模型及危险度特征分析，北京市再生水对人类的终生总致癌健康危险度均小于10 5，其健康危險度基本在可接受的人群健康风险范围内。目前北京市再生水道路降尘的应用范围和使用量尚处于较低的水平 ，今后如果对再生水进行更大规模的开发和利用，则暴露水平和暴露时间都会相应增加，其人群健康危险度也会增加，因此对其安全性应进一步优化研究。

4结论

本文成功研发的水循环道路降尘系统能够直接解决道路积水、暴雨雨水快速渗透收集，道路降尘和绿化带灌溉，并且可通过智能水循环系统使水资源能够循环利用，从而达到控制喷头出水时间及出水用途，节约水资源，同时，石屑滑移层和渗水应力吸收层可以有效的缓冲面层上方动载，防止因路基不均匀沉降而导致刚性路面开裂。且再生水检测结果可用于绿化带灌溉和道路降尘使用，但考虑到本系统仅处于初步研发应用阶段，有待于更多的实际应用检验。

参考文献：

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