低影响开发模式在铁路车站中的应用潜力分析

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  摘 要:随着我国铁路事业的发展,铁路车站应用较以往相比有了明显提高。尤其是在科学技术发展带动下,铁路车站无论是从运输规模上还是服务质量上以及经济效益方面都有了显著提高。这样一来,必然会导致车站用水量显著提高。但是我国铁路车站受到所处地理位置不同的影响,特别是一些西北干旱或者是水资源短缺的地区,车站水资源问题日趋严重。在这种情况下,创新新型模式,实现车站雨水排放和资源最佳化利用尤为重要。低影响开发模式对有效解决铁路车站水资源缺乏问题十分有效。该文将以低影响开发模式为中心,对该技术在铁路车站中的应用进行分析,旨在为今后铁路车站建设参考使用。
  关键词:低影响开发模式 铁路车站 应用潜力 分析
  中图分类号:U293.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)03(c)-0050-03
  作为一种新型雨水管理技术——低影响开发技术(LID)在铁路车站中的应用具有十分重要的作用。该技术充分利用渗透、过滤以及滞留等基本原理,最大限度保证建设项目长时间内水文特征的稳定性,对有效改善下垫面硬化所导致的径流总量、径流污染以及径流峰值增加等,引起的生态环境破坏有积极的意义,同时对解决干旱地区水资源缺乏问题、避免洪涝灾害以及保护生态环境等也有一定的作用。为实现铁路车站社会效益的同时,也保证了其经济效益,为我国铁路建设的可持续发展奠定了基础。
  1 铁路站段雨水利用情况分析
  铁路作为我国交通网络系统中的重要组成部分,一直是人们出行的重要交通工具。铁路站段建设质量将会直接影响整个车站的运输规模、服务质量以及经济效益提升等。现阶段,铁路站段内雨水主要是利用散排、排水沟、雨水管道等形式排至市政雨水管道、河流沟渠或者是桥涵的。这些方式的应用在实践应用中有一定的不足,如,占地面积大,雨季雨水径流量大,这些问题的存在一方面增加了市政雨水排水系统的排水压力;另一方面又造成了铁路站段内雨水资源的浪费,不符合当前的节约型社会基本要求。
  2 低影响开发技术
  低影响开发技术,简称LID,该技术是由马里兰州、西雅图和波特兰市共同提出的。近年来,在全球生态环境不断恶化的背景下,社会公众的环保意识越来越强,特别是低影响开发技术以其独特的优势,应用范围逐渐由北美向全球传播。不仅是社会发展的必然趋势,同时也是生态环境的必然要求,近年来,社会公众对低影响开发技术的重视日渐增加,并制定了一系列的措施为这种顺应自然规律发展理念的推广保驾护航。
  2.1 低影响开发技术理论
  低影响开发实质上就是指在对场地进行开发利用的过程中,通过源头、分散式等措施的实施,来有效保持场地开发之前的水文特征,这种技术也被称为低影响设计。从这一方面分析可知,低影响开发模式主要特点就是场地开发前后水文特征不会发生变化或者是变化不明显,其评判指标主要包括径流总量、峰值流量、峰现时间等。这些是从狭义角度对低影响开发技术进行分析的。从广义角度分析,低影响开发是从源头、中途以及末端等采取措施来提升对径流雨水的渗透、调蓄、净化以及利用等方面的能力。
  2.2 低影响开发模式在我国的应用现状
  现阶段,我国关于低影响开发技术的研究和应用还处于起始阶段。2014年10月出台的《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》文件标志着我国关于低影响开发模式已经形成了基本的理论和技术框架。当前,已经有些开发建设活动应用了该技术,成为了低影响开发模式示范工程。例如:深圳某地区建立了低冲击开发雨水综合利用示范区。通过对已建立的示范区的相关数据调查分析发现,低影响开发技术一方面实现了对雨水资源的有效利用,提高了区域防涝各项标准,为良好景观的构建以及区域生态环境的改善奠定了坚实基础;另一方面也在一定程度上节约了雨水管道建设的资金,提升了工程建设的经济效益和社会效益。值得重视的是,低影响开发技术在我国铁路车站雨水排放系统中的应用研究还不成熟,在实践应用中还有待完善。
  3 低影响开发技術在铁路车站中应用可行性研究
  3.1 可行性研究
  在铁路站段内,雨水径流的产生主要包括以下几个方面,如,大型站房、整备库、硬化道路、站前广场以及站段内路基排水,同时铁路车站内有绿化景观、车辆冲洗、货场地面喷洒等服务。这些服务项目用水量较大,但是对水质要求并不高,因此,依靠铁路车站内所收集的雨水就可以基本满足这些项目用水需求,同时也在一定程度上降低了自来水等净水的使用量,不但节省了用水成本,同时对提升水资源利用效率也具有积极的意义。另外,在铁路站段内实施低影响开发技术还可以有效缓解雨季对市政雨水管道和河道的排水压力,从而节省了市政雨水工程、防涝排洪设施的资金投入,为整个区域低影响开发的实现奠定了坚实的基础。通过上述分析可知,低影响开发技术不仅是铁路站段雨水综合利用的有效策略,同时也具有极高的社会价值。
  3.2 低影响开发关键技术措施
  低影响开发技术所涵盖的技术形式较多,例如:透水铺装、下沉式绿地、渗透塘、蓄水池、调节塘、调节池、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、湿塘、绿色屋顶等。从这一方面分析可知,低影响开发技术应用可以发挥多项功能,这就要求铁路车站在进行低影响开发技术应用过程中,需要根据具体需求进行不同功能的组合,以有效保证车站社会效益和经济效益的发挥。
  4 铁路车站用水
  从水质要求不同可以将铁路车站用水分为两类:一类是饮用水;另一类是杂用水。首先饮用水水质要求较高,必须达到饮用水标准才可投入使用,其主要应用在应用、盥洗以及洗浴等方面;而杂用水对水质要求较饮用水相比明显较低,其主要应用在厕所便池冲洗、洗车、消防以及车站区域绿化等。据调查分析发现,现阶段我国大多数铁路还没有进行清污分流,无论是饮用水还是杂用水都是由饮用水来进行供应的,这样一方面浪费了水资源;另一方面也使得车站用水投入增加。铁路车站较其他场所相比,用水量较大,因此,其节约水资源空间巨大,尤其是杂用水对水质要求不高,利用低影响开发技术的应用可以实现对雨水资源的最佳化利用,实现对杂用水的有效补给。   5 低影响开发在铁路车站应用分析
  5.1 铁路车站低影响开发技术主要设施
  通常情况下,每一个低影响开发设施都具备多项功能,例如:生物滞留设施的应用一方面可以通过渗透作用来有效补充地下水;另一方面对峰值流量的降低、雨水的净化、控制径流总量、径流峰值以及径流污染等都有一定作用。这就要求车站在进行低影响开发模式应用的过程中,应当结合自身的实际需求来进行不同低影响开发设施的优化组合,为雨水资源的综合化利用奠定坚实基础。
  5.2 铁路车站低影响雨水系统及资源化利用
  场地竖向设计方案在铁路车站开发中的应用,一方面可以为雨水地表有组织的排放提供条件;另一方面对降低地表总量,实现雨水资源化利用目标都具有积极的作用。通过低影响开发雨水系统的应用可以使一部分雨水排至市政管网,有效补充地下水;另一部分雨水可以收至蓄水池中,最后同深度处理过的污水一同用以补充车站杂用水,而这部分水可以用来厕所便冲、站区绿化、洗车或者是消防等。
  6 铁路站段低影响开发技术应用具体措施
  当前低影响开发技术设施类型多种多样,因此,在实践应用过程中,各个铁路站段需要结合自身的需求以及技术应用情况来选择合适的执行方案。下面将对其中几种进行详细介绍。
  6.1 雨水蓄水池
  在铁路站段内可以利用雨水管道、生态植草沟等相关措施来将雨水收集并汇合至雨水蓄水池中。之后对雨水蓄水池中的水进行初步的预处理就可以直接用于铁路站段内的绿化、洗车、地面喷洒等,这样一方面可以有效降低铁路站段内在雨季产生的雨水径流量;另一方面也实现了对雨水的综合利用。这就要求铁路站段在进行低影响开发技术应用过程中,首先应当以暴雨强度、降雨持续时间等为依据,进行雨水力量的预计算,进一步确定雨水蓄水池的容积。另外,还应当综合分析雨水收集完成后的使用频率、用水量等因素来最终确定雨水蓄水池的最佳容积,避免由蓄水池过小导致的雨水涌出,或者是蓄水池过大造成的资源浪费。值得注意的是,雨水进入大蓄水池之前应当对雨水继续预处理,例如:在蓄水池前端增设沉砂池,经沉砂池沉淀作用后,雨水会进入到蓄水池中存储并后期利用。
  6.2 生态植草沟
  同传统雨水排水沟相比,生态植草沟有着自身的特点,在建设过程中以沟底和沟壁为基础通过植物措施的应用来建立地面排水通道,因此,可以说生态植草沟就是一种拓展的下凹式绿地。在进行铁路建设过程中,可以使用生态植草沟来取代传统的雨水排水沟和硬化道路上的雨水管道,这样一来,经过植物的过程中就可以实现对污染径流的过滤、渗透、吸附和生物降解等,从而实现现场雨水净化,对径流污染进行严格控制,加快雨水下渗,同时还可以有效降低瞬间径流系数等。
  同传统混泥土雨水排水沟相比,生态植草沟径流系数比较小,因此,在雨水在历经收集、传输、下渗的过程中,其中的污染物质可以在植草沟中沉淀下来,尤其是在处理SS、COD和重金属等方面效果比较理想。另外为了有效提升生态植草沟对雨水的处理效果,工作人员可以对坡度进行适当调整。如表1所示为生态植草沟雨水污染物平均处理效果。
  通过对表1分析可知,生态植草沟在进行雨水污染物处理过程中效果比较显著。从整体上分析,生态植草沟在实践应用过程中具有成本低、生态效益高、施工操作简单等特点,除了可以有效提升铁路站段内的绿化景观效果外,对雨水资源的综合化利用率提高也有一定作用。但是,对于地下水位较高的地区,其生态植草沟的渗透能力必然会有所下降,这样一来污染物的去除率也会显著降低。基于此,铁路站段在进行生态植草沟设计过程中,必须做到因地制宜,切不可盲目地进行生态植草沟的建立,避免造成资源的浪费,同时对雨水资源利用提高也没有明显作用。
  6.3 透水铺装
  透水铺装就是一种由人工铺筑的铺装材料,且这种铺装材料可以使雨水直接透过,并渗透至路基中。作为一种多孔介质的材料——铺装材料的空隙渗透能力较高,雨水就可以经大空隙结构层或者是渗透能力极强的渗透设施由铺装结构现场渗透至地下,有效降低地表雨水的徑流量,消除地表径流,同时还会有效补充地下水,提升地面的涵养量。同普通硬化地面相比,透水铺装有着其自身的优势,例如:透水铺装的透水性较高,从而为雨水下渗提供了条件。而对于硬化地面而言,影响其透水性的主要因素就是孔隙率较低。通过分析可知,孔隙率越大,透水系数也就越大。而对于铁路站段而言,透水铺装可以设置在战前广场、停车场等硬化地面。一般情况下,硬化地面主要是混泥地面或者是沥青地面,从数据方面分析,透水铺装的径流系数要比硬化地面小很多。基于此,在应用过程中,可以利用透水铺装来有效提升硬化地面的孔隙率,从而有效提高地面的渗透系数。据数据统计表明,铁站路段内应用透水铺装可以使停车场、站前广场的雨水径流总量降低40%左右。
  7 结语
  现阶段,我国正处于铁路建设的关键时期,而低影响开发技术作为一种新型的生态技术在实践应用过程中,一方面可以提升铁路车站的经济效益;另一方面对提高其社会效益也有一定的作用。另外低影响开发技术的应用可以降低铁路建设对城市环境的影响,实现对雨水资源的综合利用。
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