海綿城市水量水質監(jiān)測方案
一、海綿城市的介紹
海綿城市指通過加強城市規(guī)劃建設管理,充分發(fā)揮建筑、道路、綠地和水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透和自然凈化的城市發(fā)展方式。
二、海綿城市建設中水循環(huán)
如上圖所示,海綿城市的建設中,水的主要來源為降雨,而海綿城市的目的是控制雨水徑流,實現(xiàn)自然積存、自然滲透和自然凈化;降雨到地面的水有以下幾個去向:A、下滲進入土壤中;B、無法及時下滲的水,形成地表徑流進入河道、湖泊、濕地等。
三、海綿城市中,水循環(huán)的整個過程監(jiān)測
A、水的來源是降雨,所以我們通過雨量站或者氣象站,監(jiān)測降雨量
B、地表沒有下滲的水,會形成地表徑流。通過設計,讓徑流的水匯集到開放式水渠或者雨水管道,最終流入河流或者市政的雨水管道。我們通過監(jiān)測水渠或者雨水管道中的流量,來監(jiān)測徑流量。
C、進入湖泊、濕地、河道的水。湖泊和濕地留存通過監(jiān)測水位,來計算水的留存量;河道可以通過測水位和流速,來計算河道的流量,從而計算從河道里流走的水量
D、下滲進土壤中的水,這個也海綿城市的關鍵,通過對土層結構的改造,增加滲透能力,讓更多的水滲入土壤中。這部分水可以通過土壤水分傳感器或者蒸滲的方式來監(jiān)測。
E、土壤、濕地、湖泊等中的水,又會通過蒸發(fā)、植物的利用,而被消耗掉。我們可以通過監(jiān)測植物的蒸騰量、監(jiān)測蒸發(fā)量、土壤水分來監(jiān)測水分的消耗。
F、水質的監(jiān)測,整個海綿城市都是圍繞水來建設的,所以我們有必要監(jiān)測水質的狀況。河道、湖泊等有積水的地方,可以通過水質探頭實時監(jiān)測水質情況。也可以通過水采樣,進行實驗室的水質分析。土壤中的水,通過土壤溶液采樣的辦法,采集水樣,帶到實驗室進行分析。
理想狀態(tài)下陸地水平衡公式:
單位面積降雨量 = 單位面積地表徑流量 + 單位面積下滲水量 + 其他(淤積等)
蒸發(fā)量 = 土壤中水分減少量 + 植物消耗量 + 其他
四、監(jiān)測設備
1、降雨監(jiān)測
方案一 小型氣象站監(jiān)測降雨量
方案二 雨量監(jiān)測站
2、地表徑流監(jiān)測
方案一 監(jiān)測開放式水渠的流量
①通過監(jiān)測標準堰口的水位,來計算流量(如:建設三角堰、巴歇爾槽等),如圖一
②通過大型翻斗來計量流量,如圖二
③通過監(jiān)測水位和流速計算流量(超聲多普勒流量監(jiān)測),如圖三
方案二 監(jiān)測雨水管道流量
通過監(jiān)測水位和流速計算流量(超聲多普勒流量監(jiān)測)
3、湖泊、濕地水位監(jiān)測,計算蓄水容量
方案一 浮子水位計
方案二 雷達水位計
方案三 壓力式水位計
4、河道流量監(jiān)測
方案一 小流域流量監(jiān)測(超聲多普勒流量監(jiān)測)
方案二 比較寬的河道,大河道、流量監(jiān)測(雷達流速流量監(jiān)測)
5、下滲水監(jiān)測(下滲水量和入滲效率監(jiān)測)
蒸滲系統(tǒng)
蒸滲系統(tǒng)可以監(jiān)測,下滲水量、蒸發(fā)量、不同土層的含水量。在海綿城市的建設中,我們可以通過在有代表性的地點,安裝蒸滲監(jiān)測設備,在蒸滲桶中,填入同樣結構的土壤。
通過對蒸滲系統(tǒng)的下滲水監(jiān)測,推算同一環(huán)境下的下滲水流量。
6、蒸發(fā)量監(jiān)測
方案一 蒸滲系統(tǒng)(蒸滲系統(tǒng)可以用于監(jiān)測蒸發(fā)量)
方案二 蒸發(fā)站
方案三 氣象站(通過氣象數(shù)據(jù)計算日蒸發(fā)量)
7、水質監(jiān)測
方案一 河道、湖泊、濕地等實時水質監(jiān)測
方案二 河道、湖泊、濕地等,自動水采樣,實驗室水質分析
方案三 土壤中的水質測量