專利名稱：一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政工程、環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候變化和城市建設(shè)高速發(fā)展，建成區(qū)的產(chǎn)匯流條件發(fā)生了較大變化， 降雨形成的徑流量大幅增大，導(dǎo)致原有的城市雨水排放系統(tǒng)不能滿足要求；城市用地布局單從用地功能角度出發(fā)，忽略了與雨水和自然生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；城鎮(zhèn)不透水地面面積比例增加與用地功能發(fā)生改變，地表徑流水質(zhì)污染愈加嚴(yán)重，加劇了城鎮(zhèn)發(fā)展過程中面源污染滯留，造成水體環(huán)境惡化。面源污染控制技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，對(duì)于城市小區(qū)新建過程中出現(xiàn)的不透水面積比例增高、徑流系數(shù)增大、匯流時(shí)間縮短致使洪峰流量加大，以及大氣污染和下墊面(下墊面是指與大氣下層直接接觸的地球表面，大氣圈以地球的水陸表面為其下界，包括地形、地質(zhì)、土壤和植被等，是影響降雨產(chǎn)匯流過程的重要因素)變化加劇雨水徑流污染等問題，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展大量相關(guān)技術(shù)的研究開發(fā)。屋面雨水的截污濾網(wǎng)裝置、花壇滲濾凈化裝置，初期雨水棄流裝置，雨水截污掛籃，植被淺溝等面污染控制技術(shù)發(fā)展迅速，例如 CN101736773A公開的“雨水安全棄流分流控制裝置”，CN101606480公開的“一種雨水滲集節(jié)灌系統(tǒng)”，CN101525903公開的“雨水井沉淀箱”，CN101319510公開的“雨水徑流控制裝置”，CN101105039公開的“雨水初期棄流裝置”，CN101830577A “用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置及其方法”，CN101830577A公開的“用于雨污徑流污染治理的雨水處理裝置及其方法”，CN101660319公開的“一種初期雨水棄流裝置”等。未見針對(duì)雨洪水質(zhì)與水量控制的下墊面改造相關(guān)技術(shù)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)城市建成區(qū)的產(chǎn)匯流條件的變化，降雨形成的徑流量大幅增大，導(dǎo)致原有的城市雨水排放系統(tǒng)不能滿足要求的情況，提出一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，不但能夠提高下墊面的滲透性和孔隙度，達(dá)到源區(qū)雨水促滲，而且還能夠降低下墊面所產(chǎn)生的徑流污染負(fù)荷，提高雨水徑流水質(zhì)，符合當(dāng)代可持續(xù)發(fā)展的要求。本發(fā)明所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其步驟如下
第一步，開挖新建城鎮(zhèn)小區(qū)的區(qū)域表層；開挖深度200-400mm，取出表層土壤； 第二步，混合回填料；將取出的表層土壤與粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行混合均勻，其質(zhì)量配合比為10:2:1 ；
第三步，回填；將混合均勻的回填料回填到開挖的區(qū)域，填平夯實(shí)； 第四步，種植植被；在改造后的下墊面上進(jìn)行植物的種植。所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其特征是所述粉煤灰是鍋爐中的煤粉燃燒后產(chǎn)生的煙氣中帶出的粉狀殘留物，其主要由硅鋁玻璃、微晶礦物顆粒和未燃盡的殘?zhí)课⒘＝M成，強(qiáng)化雨水滲透能力，徑流中的懸浮物通過多孔特性粉煤灰的吸附、絮凝、 沉淀和過濾作用得以截留。所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其特征是所述聚丙烯酰胺為丙烯酰胺單體聚合而成的水溶性高分子聚合物，具有羧基、酰胺基等活性基團(tuán)；能夠增加下墊面孔隙度，并與下墊面表層顆粒金屬離子形成配位鍵或通過氫鍵作用在不同下墊面顆粒之間形成橋鍵，并且具有良好的絮凝性，促進(jìn)污染徑流中的懸浮物絮凝沉淀，降低下墊面所產(chǎn)生的徑流污染負(fù)荷。土壤改良劑能改善土壤理化性狀和土壤養(yǎng)分狀況，對(duì)土壤微生物產(chǎn)生積極影響， 以提高退化土壤的生產(chǎn)力為最終目的的人為措施。無機(jī)固體廢棄物粉煤灰在改善土壤物理性質(zhì)、增加土壤肥力、改善土壤微生物活性、改良重金屬污染土壤等方面有一定改良效果； 人工合成的高分子有機(jī)聚合物聚丙烯酰胺在改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤微生物的增加，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附等方面具有改良效果。目前未見針對(duì)面源污染控制而通過混合粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行土壤改造的相關(guān)技術(shù)。本發(fā)明基于粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行下墊面改造的徑流污染控制技術(shù)，強(qiáng)化雨水向下滲透能力，增加產(chǎn)流時(shí)間和地面集水時(shí)間，強(qiáng)化下墊面多孔截留、吸附絮凝、沉淀過濾的特性，減少雨水徑流污染負(fù)荷和徑流污染物濃度。與未改造的下墊面比較，改造后下墊面滲透系數(shù)由原先的0. 1-1. 0 m/day增加到2. 0-5. 0 m/day ；改造后下墊面地面集水時(shí)間增加，達(dá)到源區(qū)雨水促滲，降低雨水徑流流量，控制徑流污染負(fù)荷的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下
(1)下墊面滲透能力增強(qiáng)，地面集水時(shí)間的減少可降低雨水管管徑，節(jié)約雨水管網(wǎng)及合流制污水處理廠的投資建設(shè)成本；
(2)利用材料的多孔特性，可通過懸浮物的物理截留、吸附、過濾達(dá)到源區(qū)污染負(fù)荷的控制，減少環(huán)境敏感地區(qū)面源污染對(duì)水體健康的不利影響；
(3)結(jié)合粉煤灰對(duì)于磷有較強(qiáng)的吸附固定作用和聚丙烯酰胺對(duì)于磷向下遷移性強(qiáng)化的特點(diǎn)，達(dá)到下墊面的磷素積累和遷移平衡。(4)本發(fā)明增量成本低，對(duì)現(xiàn)有下墊面進(jìn)行改造，對(duì)面源污染進(jìn)行源區(qū)控制，較修建大型雨水調(diào)蓄池等措施，運(yùn)行調(diào)控成本較低，管理維護(hù)方便。縱上所說，下墊面的孔隙率得以提高，徑流下滲量增加，產(chǎn)流時(shí)間和集水時(shí)間增加，降低了暴雨徑流流量，達(dá)到源區(qū)促滲的目的；在利用粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行下墊面改造后，強(qiáng)化了雨水徑流污染的吸附、絮凝、沉淀和過濾截留作用，達(dá)到了徑流污染控制的目的。具有操作簡(jiǎn)單，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)雨水源頭水質(zhì)水量控制性強(qiáng)等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其步驟如下 第一步，開挖新建城鎮(zhèn)小區(qū)的區(qū)域表層；開挖深度300mm，取出表層土壤；
第二步，混合回填料；將取出的表層土壤與粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行混合均勻，其質(zhì)量配合比為10:2:1 ；
第三步，回填；將混合均勻的回填料回填到開挖的區(qū)域，填平夯實(shí)； 第四步，種植植被；在改造后的下墊面上進(jìn)行植物的種植。
本技術(shù)主要通過在土壤中通過一定配合比添加粉煤灰和聚丙烯酰胺實(shí)現(xiàn)。對(duì)開發(fā)區(qū)域進(jìn)行表層開挖后，開挖深度200-400mm，將表層土壤與粉煤灰、聚丙烯酰胺進(jìn)行混合，其質(zhì)量配合比為10:2:1，混合后均勻敷設(shè)于開發(fā)區(qū)域，隨后再在改造后的下墊面上進(jìn)行植物的種植或其他低影響開發(fā)措施的實(shí)施。如開挖深度為200mm或者400mm即為另外的兩個(gè)實(shí)施例。目前已有技術(shù)與本下墊面改造技術(shù)開發(fā)有較大區(qū)別，其主要集中于不同下墊面物理構(gòu)形和空間演化層面，而本技術(shù)則針對(duì)下墊面土壤物化性質(zhì)進(jìn)行改造，達(dá)到強(qiáng)化雨水促滲和徑流污染控制的目的。土壤改良劑能改善土壤理化性狀和土壤養(yǎng)分狀況，對(duì)土壤微生物產(chǎn)生積極影響， 以提高退化土壤的生產(chǎn)力為最終目的的人為措施。無機(jī)固體廢棄物粉煤灰在改善土壤物理性質(zhì)、增加土壤肥力、改善土壤微生物活性、改良重金屬污染土壤等方面有一定改良效果； 人工合成的高分子有機(jī)聚合物聚丙烯酰胺在改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤微生物的增加，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附等方面具有改良效果。目前未見針對(duì)面源污染控制而通過混合粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行土壤改造的相關(guān)技術(shù)。本發(fā)明對(duì)下墊面的改造利用如下兩種材料；
所述粉煤灰是鍋爐中的煤粉燃燒后產(chǎn)生的煙氣中帶出的粉狀殘留物，其主要成份由硅鋁玻璃、微晶礦物顆粒和未燃盡的殘?zhí)课⒘＝M成。降雨下墊面改造通過添加粉煤灰后，可強(qiáng)化雨水滲透能力，使雨水徑流中的懸浮污染物通過多孔特性粉煤灰的吸附、絮凝、沉淀和過濾作用得以降解。粉煤灰對(duì)于雨水徑流中污染物總磷的吸附固定作用較強(qiáng)，會(huì)造成下墊面磷的積累，可減少雨水徑流總磷負(fù)荷。所述聚丙烯酰胺是丙烯酰胺單體聚合而成的水溶性高分子聚合物，具有羧基、酰胺基等活性基團(tuán)，能夠增加下墊面孔隙度，并與下墊面表層顆粒金屬離子形成配位鍵或通過氫鍵作用在不同下墊面顆粒之間形成橋鍵，具有良好的絮凝性，可促進(jìn)污染徑流中的懸浮物絮凝沉淀，降低下墊面所產(chǎn)生的徑流污染負(fù)荷。聚丙烯酰胺會(huì)增強(qiáng)磷在下墊面中向下的遷移性，致使下墊面磷素向土壤縱深方向流動(dòng)，而徑流中的污染物總磷得以減少。利用粉煤灰和聚丙烯酰胺的多孔截留、吸附絮凝、沉淀過濾特性，通過對(duì)雨水徑流懸浮污染物的控制，達(dá)到提高雨水徑流水質(zhì)控制的目的。利用粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行下墊面改造，通過土壤顆粒對(duì)聚丙烯酰胺的吸收和粉煤灰多孔特性的，改善下墊面的物理性狀及其結(jié)構(gòu)，增大土壤表面粗糙度，提高下墊面的滲透性和孔隙度，達(dá)到源區(qū)雨水促滲，降低雨水徑流流量的目的。結(jié)合粉煤灰對(duì)于磷較強(qiáng)的吸附固定作用和聚丙烯酰胺對(duì)于磷向下遷移性強(qiáng)化的特點(diǎn)，達(dá)到下墊面的溶解性磷的吸附、積累、向下遷移，減少雨水徑流中的總磷負(fù)荷。
權(quán)利要求
1.一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其步驟如下第一步，開挖新建城鎮(zhèn)小區(qū)的區(qū)域表層；開挖深度200-400mm，取出表層土壤； 第二步，混合回填料；將取出的表層土壤與粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行混合均勻，其質(zhì)量配合比為10:2:1 ；第三步，回填；將混合均勻的回填料回填到開挖的區(qū)域，填平夯實(shí)； 第四步，種植植被；在改造后的下墊面上進(jìn)行植物的種植。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其特征是所述粉煤灰是鍋爐中的煤粉燃燒后產(chǎn)生的煙氣中帶出的粉狀殘留物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其特征是所述聚丙烯酰胺為丙烯酰胺單體聚合而成的水溶性高分子聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開一種改造新建城鎮(zhèn)小區(qū)下墊面的方法，其步驟如下第一步，開挖新建城鎮(zhèn)小區(qū)的區(qū)域表層；開挖深度200-400mm，取出表層土壤；第二步，混合回填料；將取出的表層土壤與粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行混合均勻，其質(zhì)量配合比為10:2:1；第三步，回填；將混合均勻的回填料回填到開挖的區(qū)域，填平夯實(shí)；第四步，在改造后的下墊面上進(jìn)行植物的種植。在利用粉煤灰和聚丙烯酰胺進(jìn)行下墊面改造后，下墊面的孔隙率得以提高，徑流下滲量增加，產(chǎn)流時(shí)間和集水時(shí)間增加，降低了暴雨徑流流量，達(dá)到源區(qū)促滲的目的；強(qiáng)化了雨水徑流污染的吸附、絮凝、沉淀和過濾截留作用，達(dá)到了徑流污染控制的目的。具有操作簡(jiǎn)單，工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)雨水源頭水質(zhì)水量控制性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E03F5/14GK102409746SQ201110241470
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者何強(qiáng), 周健, 孔祥娟, 徐海燕, 李家杰, 柴宏祥, 潘偉亮, 申隨兵, 趙芳, 鄧軻, 郝有志, 魏英華 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)