[实用新型]基于污染物实时监测的黄土高原地区公路雨水处理系统

说明书

本实用新型公开了基于污染物实时监测的黄土高原地区公路雨水处理系统，在高速公路边坡的坡体内设置若干根坡面雨水收集管，每根坡面雨水收集管的下端口与雨水导流管相连通；在高速公路边坡的坡体下设置污染物预处理器区；污染物预处理器区内还设置有若干根积水收集管，每根积水收集管的下端口与雨水导流管相连通；在砾石层和防渗漏层之间还设置有渗流收集管，在渗流收集管的管体上侧面设置有若干个用于收集渗流雨水的渗流孔；所述渗流收集管与蓄水池相连通；在蓄水池内设置有污染物实时监测子系统。本实用新型具有如下优点：能实现雨水快速排放与收集；能够对雨水中含有的有害物质进行预处理；并且能够对雨水中含有的有害物质进行实时监测。

技术领域

本实用新型涉及一种高速公路雨水资源化利用系统，具体是一种适用于能够对的高速公路雨水资源化利用系统。

背景技术

目前，对绿色高速公路的建设研究，通常从设计、施工、管理等方面对如何降低能源消耗、减小碳排放以及改善环境效益等方面着手，而雨水处理问题一直作为建设绿色高速公路重点，具体的，在对高速公路雨水的处理方面，“海绵型城市”是一个当前比较流行的模式和发展方向。

海绵型城市具有改善城市生态系统功能和抵御城市洪涝灾害的特性，以“慢排缓释”和“源头分散”规划设计理念，将城市变为一块具有应对自然环境变化的良好“弹性”的“海绵”，对雨水实现自然积存、自然渗透、自然净化，需要时将存储的水释放并加以利用。海绵城市理念具体应用到高速公路上，基本可以分为人渗、调蓄排放、收集回用3大环节。在入渗环节常见的措施有：1)路面处理：铺装透水材料形成透水路面，以利入渗，例如常见的透水路面为多孔沥青层，由于透水性沥青路面可减少地面70％～80％的径流量，加之设置简单的路侧排水沟即可满足排水要求；(2)渗透边沟处理：排水边沟内种植植物，通过植物和基层的吸附作用吸收雨水，缓解下游压力。

但是，在北方地区由于冬季严寒，存在冻胀问题，采用透水路面，虽然符合海绵城市“慢排缓释”的理念，但是也势必造成冬季雨水渗入地基，并且渗入雨水也无法实现快速排放，久而久之会对路面甚至边坡基础产生影响，无法保证高速公路的安全。

特别是，我们注意到我国北方还存在大量的干旱少雨区域，比如黄土高原属干旱和半干旱气候，黄土高原位于黄河流域中上游和海河流域上游地区。黄土高原气候干旱，地表植被覆盖差，土质疏松，流水侵蚀强烈，除少数残留的黄土塬相对完整，其余大部分地区已被切割成为破碎的梁峁丘陵，黄土高原西部和北部邻近大陆性干旱气候区，受沙漠化的严重威胁，而其它地区水土流失又极为严重。

暴雨是黄土高原最严重的自然灾害之一，是造成黄土高原严重水土流失和黄河产沙的最主要因素，一次暴雨或大暴雨引起的侵蚀量占年总量的60％甚至 90％以上，暴雨往往引发山体滑坡、坍塌等地质灾害，暴洪造成巨大损失。据统计，1960-2000年间黄土高原地区平均每年出现约26站次暴雨。黄土高原地区雨量虽少但多以暴雨形式降落，并且呈现暴雨多、强度大的特点，加之土壤疏松、植被稀少，水土流失严重，暴雨及其径流与所形成的洪水往往毁坏农田及其它工程设施，造成严重的水土流失。因此，黄土高于地区的道路雨水资源化利用设施对水利、铁路、公路及城建等方面的工程设计有重要的实用价值。

此外，高速公路路面雨水径流污染物众多，来源分散，不易管控，例如常见的北方地区高速公路还存在冬季融雪剂污染的问题，传统的廉价融雪剂是以氯盐为主要成分的无机融雪剂，使用传统融雪剂后，融化的雪水中含有大量盐分，对植被土壤伤害较大。直接将路面雨水径流不经任何处理排入土壤或引至自然水体，均会污染土壤和水体。

并且，值得注意的是，高速公路路面雨水在不同季节、不同气候、甚至一天内不同时段内雨水内的污染物组成以及污染程度均不同，因此有必要在对收集的雨水进行实时的监测与分类处理。例如高速公路路面雨水径流的污染物质量浓度随降雨历时和强度的不同而变化：对于降雨量大、初期降雨强度大的降雨事件，初期径流污染物质量浓度较高，而后污染物质量浓度随降雨历时的延续逐渐降低，后期质量浓度相对较低；而对于降雨量小、平均降雨强度小的降雨事件，由于初期对污染物的冲刷不彻底，污染物质量浓度没有明显减低的趋势。