（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714099）

雨水天氣是不可避免的自然現(xiàn)象，但在雨水沖刷作用下城市硬化面日常積累的污染物質(zhì)會(huì)流入徑流中，進(jìn)而滲入城市地下水，造成水體污染。城市水環(huán)境污染程度日益加深，不僅會(huì)破壞生態(tài)平衡，還會(huì)降低生活質(zhì)量，危害人們的身體健康。這種情況下就需要針對(duì)降雨污染制定合理的控制解決策略，其中鋪裝透水混凝土可以有效減少城市原有的不透水地面面積，該混凝土硬度、強(qiáng)度等方面滿足施工要求，且具有較強(qiáng)的透水性和透氣性，能夠加快雨水滲透力度，減緩降雨排放時(shí)間，對(duì)保護(hù)地下水，改善城市水污染程度有良好效果。所以需要相關(guān)人員能夠明確透水混凝土路面具有的功能及相關(guān)特點(diǎn)，并采取不同實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證透水混凝土路面對(duì)雨水中污染物質(zhì)的控制效果，以選取最佳面層厚度的透水混凝土進(jìn)一步促進(jìn)城市的穩(wěn)定安全發(fā)展。

1 典型透水混凝土路面功能

海綿城市建設(shè)過程中城市路面功能更加以改進(jìn)和優(yōu)化，若還沿用以往的建筑材料進(jìn)行路面施工，不僅會(huì)滯后海綿城市建設(shè)進(jìn)度，還會(huì)加重城市水環(huán)境污染程度。這種情況下透水混凝土作為一種新型建筑材料，其有效鋪裝能夠于一定程度上去除地表徑流污染物，應(yīng)用于城市路面可提高路面原有功能，以下就透水混凝土路面功能作出具體分析[1]。①滲透。透水混凝土路面選取單粒徑骨料，具有較強(qiáng)的透水性，雨水可直接通過路面滲入地下[2]。相比較原有的不透水路面來說更能促進(jìn)雨水下滲。②滯留。降雨時(shí)雨水可通過透水混凝土路面的孔隙滲入，并存儲(chǔ)到路面面層下方深度約為二十至三十厘米處，形成天然蓄水層。③凈化。可進(jìn)一步減少雨水負(fù)荷，以更好地保護(hù)水環(huán)境。同時(shí)透水混凝土路面有較多的孔隙，結(jié)構(gòu)為蜂窩狀，這種情況下雨水在滲入時(shí)其可有效阻攔雨水中的垃圾物質(zhì)，發(fā)揮其自身的過濾作用。④利用。透水混凝土路面面層下可存儲(chǔ)雨水，同時(shí)也可有效利用雨水，當(dāng)城市氣溫達(dá)到一定攝氏度時(shí)，空氣處于干燥狀態(tài)，這種情況下就可以將路面面層下存儲(chǔ)的雨水通過孔隙蒸發(fā)，以達(dá)到降低路面溫度的效果。⑤排水。透水混凝土路面透水性較強(qiáng)，雨水在滲透過程中速度較快，這樣不僅能夠減少路面徑流量，還能減緩雨水排放時(shí)間，減輕城市排水管負(fù)荷，節(jié)省管網(wǎng)投資成本。

2 降雨污染分析

降雨過程中會(huì)有多種污染物滲入地下，污染城市地下水體。徑流中污染物類型較多，如SS-固體懸浮物、COD-化學(xué)需氧量、TN-總氮、TP-總磷等，這些污染物長期存在于水體，會(huì)給水體帶來十分嚴(yán)重的污染，降低水體自身的自凈能力和利用價(jià)值，進(jìn)而導(dǎo)致水質(zhì)惡化，在破壞生態(tài)平衡的同時(shí)危害人類健康。城市徑流污染物一般源于三方面，其中一方面就來自于降雨，一部分污染物是存在于空氣中，降雨時(shí)空氣中的污染物與雨水一同滲入地面，一部分污染物會(huì)存在于不透水地面上，如生活垃圾、碎屑、汽車尾氣、房屋廢土等，這些污染物會(huì)隨雨水融入徑流中。不同類型的污染物對(duì)水體所造成的污染也不同，且不同程度的降雨對(duì)地面的沖刷作用也不同，在暴雨天氣下污染物融入徑流的幾率最高。所以對(duì)于降雨污染來說，無法控制降雨強(qiáng)度和降雨量，就需要對(duì)城市不透水地面進(jìn)行改造優(yōu)化，使用新型建筑材料透水混凝土建設(shè)城市路面，增強(qiáng)路面功能，以提高城市路面的透水性和透氣性，控制污染物滲入地下水，降低污染物含量。

3 典型透水混凝土鋪裝對(duì)降雨污染控制效果的實(shí)驗(yàn)分析

透水混凝土路面能夠?qū)涤晡廴酒鸬捷^強(qiáng)的控制效果，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示透水混凝土鋪裝能夠去除地表徑流中所含的SS-固體懸浮物、COD-化學(xué)需氧量、TN-總氮、TP-總磷等污染物，如SS-固體懸浮物最高去除率高達(dá)80%，TP-總磷最高去除率高達(dá)68%。所以對(duì)于地表徑流污染物來說透水混凝土鋪裝具有十分有效的去除效果，但透水混凝土面層厚度有多種，為了最大化提高透水混凝土路面的污染控制能力，以下對(duì)不同面層厚度的透水混凝土進(jìn)行模擬降雨實(shí)驗(yàn)，以找出控制效果最佳的透水混凝土面層厚度，進(jìn)一步提高城市路面對(duì)降雨污染的控制能力。

4 實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備及檢測(cè)指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)材料選取某路段透水混凝土路面施工現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，裝置主要材質(zhì)為有機(jī)玻璃，裝備材料填裝順序、填裝厚度如圖1所示。模擬降雨裝置由噴頭、攪拌器、軟管、水箱等設(shè)備組成[3]。在實(shí)驗(yàn)過程中所檢測(cè)的指標(biāo)內(nèi)容主要為水量和水質(zhì)，水量由計(jì)量泵測(cè)定，水質(zhì)包括SS-固體懸浮物、COD-化學(xué)需氧量、TN-總氮、TP-總磷等物質(zhì)，測(cè)定方法根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

圖1 透水混凝土鋪裝實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖

5 模擬降雨實(shí)驗(yàn)步驟

第一，選取該城市1、3、7、10年一遇的強(qiáng)降雨，根據(jù)該市暴雨強(qiáng)度公式及裝置面積以計(jì)算出一分鐘所產(chǎn)生的降雨量[4]。第二，選取該市不同地區(qū)實(shí)際降雨水質(zhì)進(jìn)行模擬雨水裝置配置工作，并模擬設(shè)定水質(zhì)指標(biāo)量將其加入模擬雨水裝置中。第三，選取該城市10年一遇的降雨強(qiáng)度為本次實(shí)驗(yàn)降雨程度，對(duì)選定的透水混凝土裝置開展為期兩小時(shí)的模擬降雨實(shí)驗(yàn)。并將兩小時(shí)合理分為不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，對(duì)水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)以比較對(duì)降雨污染的控制效果。第四，選取與上述透水混凝土面層厚度不同的透水混凝土再次進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，并對(duì)比不同面層厚度下透水混凝土鋪裝對(duì)降雨污染的控制效果。

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

本次實(shí)驗(yàn)分別選取5cm、7.5cm及10cm厚度的透水混凝土，不同面層厚度下對(duì)降雨污染的控制效果也不同[5]。如10cm厚度的透水混凝土對(duì)SS-固定懸浮物的去除效果最好，且在降雨超過15分鐘后去除率接近100%；5cm厚度的透水混凝土對(duì)TN-總氮的去除效果最好，在降雨超過120分鐘后去除率可達(dá)到33%；三種厚度的透水混凝土在初期降雨階段內(nèi)都可以于一定程度上去除NH4-N。但根據(jù)整體實(shí)驗(yàn)來說，透水混凝土鋪裝對(duì)SS-固體懸浮物、COD-化學(xué)需氧量、TN-總氮、TP-總磷等污染物都有良好的截留控制效果，針對(duì)SS-固定懸浮物、TP-總磷去除率可高達(dá)90%，對(duì)TN-總氮、COD-化學(xué)需氧量也有較高的去除率。但不同的施工地點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的施工要求也不同，還需要根據(jù)施工路面的具體特點(diǎn)及要求選取合理面層厚度的透水混凝土進(jìn)行鋪裝。如在施工非機(jī)動(dòng)車道路面時(shí)，就可以選擇面層厚度為5cm的透水混凝土進(jìn)行鋪裝[6]。

6 降低降雨污染程度及提高透水混凝土路面功能的相關(guān)建議

針對(duì)降低降雨污染程度來說，首先應(yīng)減少地表及空氣中污染物的產(chǎn)出量，制定完善的制度和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，促使工業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行過程中合理排放污染物，對(duì)超出標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)進(jìn)行懲治并要求其限期整改，以從源頭控制空氣中污染物類型及含量。

同時(shí)加大降雨污染知識(shí)宣傳力度，針對(duì)城區(qū)制定垃圾丟棄及回收標(biāo)準(zhǔn)，讓更多的群眾了解降雨污染的嚴(yán)重性，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)，在日常生活中減少污染物質(zhì)的隨意丟棄，能夠按照相關(guān)要求放進(jìn)垃圾箱，以保護(hù)地表路面不受污染物侵蝕。其次降雨后污染物在流出下水道前進(jìn)行合理的控制，及時(shí)清除下水道中存在的污染物質(zhì)。

針對(duì)提高透水混凝土路面功能性來說，需要做好以下幾方面工作。①合理計(jì)算混凝土配比。通過評(píng)估確定混凝土透水率后正確選擇骨料粒徑；評(píng)估透水混凝土和易性，根據(jù)和易性合理增加水泥砂漿比重或骨料用量；全面測(cè)試混凝土透水性、硬度等性能，以根據(jù)性能合理增加相關(guān)材料。這樣所配制的透水混凝土才能最大程度上發(fā)揮其自身的功能。②做好排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。為促進(jìn)透水混凝土路面能夠更好地吸收雨水和去除污染物，需要針對(duì)透水混凝土路面實(shí)際情況和要求做好排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。③在透水混凝土路面鋪裝時(shí)應(yīng)形成縱向橫向接縫。如在間距施工過程中，橫向接縫間距距離一般保持在4-6米，縱向接縫間距距離一般保持在3-4.5米。④在透水混凝土鋪裝前需合理進(jìn)行混凝土攪拌。首先需要注意攪拌混合物的比重，加強(qiáng)控制以提高水泥砂漿稠度。其次需要注意混凝土攪拌時(shí)間，一般情況下攪拌時(shí)間保持在五分鐘左右[7]。最后需要注意投料順序，正確的投料順序可提高水泥凝結(jié)效果，確保透水混凝土的性能。

7 結(jié)語

綜上所述，典型透水混凝土鋪裝對(duì)降低水體污染，緩解城市環(huán)境有重要作用，經(jīng)模擬降雨實(shí)驗(yàn)可得出透水混凝土路面鋪裝對(duì)去除降雨污染物質(zhì)有十分明顯的效果，且不同面層厚度的透水混凝土對(duì)不同污染物質(zhì)的去除率也不同，需要相關(guān)人員根據(jù)路面施工特點(diǎn)及要求合理選擇透水混凝土厚度。除此，還需要做好透水混凝土路面鋪裝各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，提高對(duì)降雨污染的重視度，提升排水系統(tǒng)使用性能，進(jìn)一步突顯透水混凝土鋪裝的效果和價(jià)值。