专利汇可以提供城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及城市生态环境,是城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消 碳 环保系统工程。针对北方城市街道少雨干燥、树木缺 水 、 汽车 剧增、扬尘大、尾气污染严重的现状。充分利用水和 植物 的最佳 位置 和运动规律及 生物 特性,在人流车流密集的街道高空、中空、低空设置立体防线。将空中飘尘提前拦截,使落下灰尘不再飞扬。改变植物生长状态,使其发挥最佳生态功能,将尾气及时消减,增加空气含 氧 量,减小城市 温室 气体 排放和干岛效应。为居民提供洁净的空气、舒适的出行环境。提高居民健康水平,降低 疾病 发病率。本发明具备节水、节能、减排污、低投入、高生态效应、社会效应、经济效应的统一性;它是对传统落后的城市 街道设施 一次前所未有的变革。,下面是城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程专利的具体信息内容。
1、高楼顶平台蓄水、喷水工程,该工程是在城市高楼顶平台、特别是座落在 街道两旁的高楼顶平台上设置的蓄水、喷水设施,包括:蓄水池(3)、水管路(4)、 水位计(6)、电磁阀(8)、单向阀(9)、水泵(14)、加压泵(20)、喷水头(18) 和自动控制系统(7),以及配合于此工程在地面修建的雨水、中水回蓄水库(13), 其特征在于:
在高楼顶平台上(1)整体面积铺设PC耐力板(2),四周成90°度弯起固定 于平台四周护拦壁上,弯起高度为:400毫米,接缝焊接作成蓄水池(3);在此蓄 水池中注入深度为100毫米的水(5),此水面为永久性水面;当此水面蒸发,水位 下降到50毫米时,水位计(6)提示控制系统(7),控制系统指令水源管路中的电 磁阀(8-1)和(8-2)自动开启,自来水管路(10-1)中的水冲开单向阀(9-1), 冲上楼顶平台自动补水,当达到100毫米水位时,补水程序自动停止;
当自然降雨时,当楼顶平台所蓄雨水位超过200毫米时,雨水会顺溢流口(11) 自动流下,通过雨水回收管道(12)进入地面雨水蓄水池即城外的大型雨水回收水 库(13);当雨水回蓄池既城外雨水回收水库所蓄水充足、搂顶平台蓄水需补充时, 控制系统开启水泵(14-1)、电磁阀(8-2),地面所蓄雨水冲上楼顶平台实施自动 补水;从而达到对雨水的直接回收、直接利用,多余回蓄的自然生态环保高标准;
这些无数块高楼顶平台上的蓄水面遍布整个城市,在城市高处组成了分散的、 但总面积却十分宏大的永久水面;这个宏大的水面利用其所处高度的位置优势,在 城市高处严阵以待,每时、每刻的将高空中大量的飘尘、降尘、扬尘和工业化学有 害悬浮颗粒物提前接收、吸纳、拦截;当沙尘暴来临时,这个宏大的水面可将风沙 中、空气中大量的沙尘、灰尘收集接纳到水中,使其终止飞扬,从而大程度地降低 了沙尘暴的危害,提高了城市的空气质量;此水面也从根本上解决了刮大风时高楼 顶平台上已落下的大量沙尘、灰尘又被重新刮起、扬起的重复污染问题;这个宏大 的水面的日常蒸发又为干燥的北方城市空气增加了宝贵的湿度,同时也增加了城市 上空云层的水气含量,从而提高了自然降雨的概率和人工降雨的成功率,人为的改 善了北方城市自然生态大环境和城区局地小气候环境;
当沙尘暴来临时、当城市空气质量较差时、当街道上扬尘严重时、起动控制系 统,开启电磁阀(8-1)和(8-3),自来水管路中的水源冲开单向阀(9-1)上升到 楼顶层泵房后再经过加压泵(20-1),二次加压后的高压水冲上楼顶平台上,经设 置在平台四周护栏壁上2米间距的各喷水头(18)在高空位置、在街道上空实施连 续不断、大压力、远距离、密集型、旋转交叉式喷水,形同降雨一般;充分利用水 的特性,充分利用这些高位置喷出之水从高空坠落于地面这一过程,这一较大的落 程来完成以下多项繁多的环保功能:清洗、过滤、净化空气,增加空气湿度,将空 气中大量的沙尘、灰尘湿化、混为泥水后坠落地面,将大部分沙尘、灰尘拦截于高 空;其拦截沙尘、灰尘量与设置喷水的位置高度、落程、水压、喷水密度成正比关 系;这些不断坠落的喷水又同时冲刷掉了落在树干、叶面上滞留的沙尘、灰尘;而 湿淋淋的树干、叶面又极大的提高了再次重复阻滞、吸附沙尘、灰尘的能力;所喷 之水落地后又大面积、充分地湿化了地面、路面,而这些被湿化了的地面、路面又 将不断飘落下来的沙尘、灰尘湿化、吸附、接纳、使其不能重复飞扬;连续的喷水 可将地面、路面大量的沙尘、灰尘直接冲入下水道;在此同时大量的喷水落地后又 充分地浇灌了道旁树木和绿化植被;从根本上彻底解决了树木严重缺水的大问题;
当沙尘暴来临时,当空气质量较差时,控制系统指令开启楼顶喷水程序,并且 利用地面雨水回蓄池、城外大型雨水、中水回蓄水库中充足的蓄水来实施喷水作业; 而这些喷出之水落地后再回流入雨水中水回收管路系统,从新返回到城外大型雨 水、中水回收水库,这些水经沉淀处理后就可以多次循环重复使用;这套完整的循 环式利用有限水源的方案为缺水的北方城市实施此系统工程创造了最大可行性;
对于楼顶平台结构不适宜实施蓄水的街道旁高楼,可以取消蓄水方案,单独、 简单的实施街道旁高楼顶喷水结构的设置;
根据城市的地理、气候、水资源、环境污染程度、以及经济发展状况,在有条 件的城市,完全可将街道旁高楼顶平台蓄水、喷水这种设施、这种环保形式推广、 扩大至街道以外的整个城市范围的高楼顶平台上;以此来人为的、最直接的修复、 改善、调控城市的生态环境,并以此为契机拉动整个城市环保事业走上良性循环的 轨道。
2、街道高架自动化喷水工程,包括:热镀锌管的主立柱(22)、副立柱(25), 外镀、内衬塑复合管的高架喷水管路(24),旋转喷水头(18),钢绞线(26),电 磁阀(8-4)、(8-5)、(8-6)、(8-7)、加压泵(20-2)、单向阀(9-3)、监控像头(27)、 及电脑控制系统(28)、其特征在于:
该工程是在城市人流、车流密集的街道人行道上或快慢隔车带上设置的顺街 道、长距离的高架自动化喷水装置;它以跨度为:16米(L2)为间距在街道旁建 混凝土地基座,采用热镀锌管作主立柱(22),高度为:8米(H1);采用外热镀、 内衬塑复合管作高架喷水管(24),将此管架于跨度16米(L2)、高度8米(H1) 的各主立柱顶端;在高架喷水管路上以间距2米(L1)为标准,设置安装无数个旋 转式喷水头(18),喷水半径为:10米-20米-30米,根据街道宽度设定;
为了保证16米跨度的高架喷水管路平直、不下垂弯曲,以主立柱中心轴线为 基准,从主立柱顶端向高处延长,连接6米高的副立柱(25),至此立柱总高为14 米(H3);在高架喷水管路上和副立柱上各取相对应的6个拉力点,以45°度拉力角 用φ6毫米的钢绞线(26)将相对应的6组拉力点分别连接、调整、固定;这样个 但保证了高架喷水管路平直、不下垂弯曲,而且使得该高架喷水设施具备了整体性、 稳定性、坚固耐久性和美观性;
以0.5公里为间距,在总高为14米的立柱顶部安装一个监控摄像头(27),并 将此连接于电脑控制系统(28);
在街道上每3公里建一个取水、加压及电脑控制系统的机房;在街道自来水总 管道或城市中水、雨水、回蓄水专用水源管道上接入水源;根据电脑控制系统中所 设定,排序的各街道、各时间段不同的喷水程序,以及安装在高架喷水设施顶部的 监控摄像头(27)所提供了各街道扬尘实况信息,控制系统指令电磁阀(8-4)、(8-5) 和加压泵(20-2)同时自动开启,水源进入管路后经过加压泵的高压水经套穿于主 立柱(22)内孔中的水管道上升8米后进入高架喷水管路(24),经喷水管路上2 米间距的多个喷水头(18)旋转、交叉将高压水喷出,形同降雨一般,按所设定的 时间,电磁阀和加压泵同时自动关闭,此喷水程序结束;
街道高架喷水从8米高处喷出到坠落地面这一过程,这一落程完成了以下十分 繁多的环保功能:拦截、清洗、过滤、湿化了街道高处空气中扬尘、沙尘和悬浮颗 粒物,净化了街道空气;为干燥的北方城市街道空气增加了宝贵的湿度,又充分地 发挥了水自身的特性:吸热、降温;清洗、冲刷了道旁树干、叶面上滞留的灰尘, 从根本上解决了北方城市道旁树木“滞留灰尘”功能无环保意义的问题;经常被冲 刷干净而潮湿的树干、叶面有利于树木自身生长和多种功能的发挥,更有利于不 断重复的吸附、阻滞空中灰尘;同时冲刷了树干、叶面上的虫卵,减少了树木病虫 害;充分地浇灌了道旁树木,从根本上彻底解决了北方城市道旁树木长年严重缺水 这个导致街道乃至整个城市自然生态环境恶化的重大问题;充足的水分使得道旁树 木茁壮成长、枝繁叶茂、树冠体积庞大、树木叶面积总指数、生物量、功能量多倍 地提高;庞大而绵密的树冠连成一片,对整个街道形成了大面积的遮盖,这个绿色 的遮盖面形成了对街道上空沙尘、扬尘、悬浮颗粒物和路面汽车尾气的上、下双重 拦截网;及时地、近距离、高浓度地大量吸收汽车尾气、二氧化碳,吸滤有毒有害 气体,释放氧气;树木在街道上真正地担负起了二氧化碳的天然消费者和氧的制造 者这个重要的角色;同时大面积地阻滞、吸附扬尘、沙尘、消减噪音、遮阳荫蔽、 吸热放凉、降温增湿,美化城市;高架喷水落地后,大面积地湿化了路面,而被湿 化了的路面又严阵以待将空中不断漂落下来的灰尘、沙尘、悬浮颗粒物附着、吸收、 湿化、稳定,使其不能重复飞扬;巧合的是:这些地潮湿的路面又受到街道上茂密 的树冠遮阳保护,从而大程度的延长了潮湿期;
自动程序化控制,针对各街道不同的状况,在不同的时间段,街道高架自动喷 水设施可进行以下多种的喷水方式:湿化型喷水为高峰期提供洁净得空气,为北方 城市街道环卫清扫湿作业化提供了可靠的条件;冲刷型喷水直接将大量浮尘冲入下 水、回水道;在清晨上喷与下扫同步刷洗型喷水可将路面灰尘刷洗的干干净净,达 到了给街道洗澡的最佳效果;监控型喷水消除了某路段突发的扬尘;应急型喷水减 少了沙尘暴来临时给居民带来的危害;夏季降温、增湿型喷水为北方城市居民提供 了凉爽、舒适的出行环境;而专用药剂水喷洒又为道旁树木病虫害防治,以及针对 各种突发性传染病的卫生防疫药剂水喷洒工作提供了十分有力、行之有效的公共卫 生设施和应急手段;
街道高架喷水设施模拟于自然降雨,而其性能又高于自然降雨,它以人为性、 机动灵活性、可自动程序化性的优势,彻底摆脱自然气候条件的限制,每天、每时、 每刻均可随心所欲地在街道上实施多种型式的喷水作业,从而根治街道扬尘,为北 方城市广大居民出行提供了洁净、湿润、高含氧量的空气;在一定程度上消减了汽 车尾气,减小了温室气体排放,改善了街道乃至整个城市的自然生态环境;它是对 传统、落后的城市街道设施的一次前所未有的变革;
为了城市街道环境的美观,此高架喷水管道取消了防冻保温包装,当冬季气温 在摄氏0°度以下时,这时地下水源主管道中的水温为摄氏13度,上述常规喷水程 序结束后,电脑控制系统立即指令电磁阀(8-6)、(8-7)和加压泵(20-2)自动开 启,这样高架喷水管道中未喷出的水被很快吸回地面下,这些高出水源管道水压的 水冲开单向返回到水源主管道,达到了避免冬季高架喷水管道冻结的效果;
在有些城市、区域也可采取在高架喷水管路16米跨度中间部位增加2根支撑 立柱的简单方法来避免高架喷水管道中间部位下垂弯曲问题,从而取消副立柱和拉 力钢绞线;
在街道现有高杆路灯立柱地基座和材料坚固、可行的条件下,可将高架喷水管 道改造型附架于这些现有高杆路灯的立柱(33)之间上,并在32米跨度间增加四 根8米高坚固的支撑立柱(34),此方案可节省巨大量的资金投入;
由于街道高架喷水设施的立柱所设置的位置、高度、跨度与现有街道高杆路灯 的偶合性、一致性,喷水设施立柱设计用材和地基又十分坚固,完全有条件、有必 要将路灯附置于喷水设施的立柱上,使高架喷水设施的立柱一柱多用;这种布局设 计将会淘汰价格昂贵、用途单一的高杆路灯,为城市市政建设节约巨大量的资金, 也等于是大量减少了高架喷水设施了的造价成本;同时由于高架喷水设施与路灯合 二为一的整体美观性,为城市街道上增添了一道亮丽而高雅的风景线。
3、人行道环保长廊及低位蓄水工程,包括:以街道高架喷水设施主立柱(22) 下部分为依托的各支撑和各16米跨度中另外增加的2根高度:2.5米,间距5.3 米(L6)的短立柱(35)的支撑点,以这些支撑点为依托与镀锌管(36)和镀锌方 管(37)组合焊接而成长廊顶框架相连接、伸向外侧高:2.5米(H7),宽:2.7米 (L7)的长廊主结构,以及在长廊顶框架上铺设的PC耐力板(2),其特征在于:
与这些支撑立柱成93度夹角(α1)伸向外侧的斜坡型长廊顶框架上,将PC 耐力板材料的顶面板靠近立柱最低端边沿向上弯起130毫米长的弧形大弯(38), 而另一端最高处向上弯起50毫米的弧形小弯(39),由于此长廊顶面板两端边沿 均向上弯起,以及耐力板顶面材料的顺长度铺设,从而形成了可容水的蓄水型长廊 顶面;当高架喷水作业时,大量的水滴存于此顶面上,使长廊顶面可永久性的保持 着一个水面;在与水平面成3度斜坡型的长廊顶面最低端,设置安装一个电磁阀 (8-8),每天清晨五时前,控制系统控制该阀开启,长廊顶部所蓄的水顺3度斜坡 (α2)很快流下;当清晨实施冲刷型喷水作业时,落下的水将顶面灰尘、沉淀物 冲刷干净后,电磁阀(8-8)自动关闭,开始重新蓄水;
高架喷水作业前3分钟,街道上均有音乐提示,这时行人可进入长廊下照常行 走或停留;
人行道环保长廊及低位蓄水工程在为行人提供躲避高架喷水作用的同时,其自 身又具备以下多种独特的生态环保功能:长廊顶面长距离的永久型水面在街道上起 到了高效的接尘、吸尘、纳尘的环保功能,此水面为干燥的北方城市街道空气提供 了宝贵的湿度,夏季又可起到降温作用;
它解决了当前新建、扩建道路多,而道旁新栽树木数年难望有遮阳的现实问题; 近年来全球气候急聚变暖,城市道旁树木缺水,生长状态差,造成遮阳差,无遮阳, 特别是夏季当烈日高照时,更显示出实施此长廊的必要性、优越性、科学合理性;
在北方,冬春两季树木近半年无叶、少叶,道旁树木阻滞灰尘功能无法发挥时, 环保长廊严实的遮挡面起到了绝对的补偿作用;
人行道环保长廊改变了居民日常出行在人行道只能靠树荫遮阳的历史,不论 春、夏、秋、冬,不论烈日高照,还是刮风下雨、下雪,环保长廊以顺街道大距离 的长度,严实的遮档面为广大居民提供了凉爽、洁净、舒适、优越的出行环境;
在夏季,阳光中的紫外线可使人体诱发多种疾病,甚至癌变;对此近年来越来 越被广泛的重视,媒体宣传经常提醒居民尽量减少烈日下的户外活动,出行要有遮 阳防护措施,而人行道环保长廊凭其优越的遮阳功能,从根本上解决了居民夏季出 行在人行道上受强阳光紫外线直射的问题;
对于街道有坡度的路段,为了保持长廊顶面的水平位,可采取分段、台阶型的 方法来设置长廊;在部分城市、区域也可将长廊顶面结构更改为普通型,取消长廊 顶部蓄水。
背景技术:街道是城市交通的网络,是城市的“动脉”。是城市人类生存、活 动的必经之地。是社会政治、文化、经济发展、商品流通的重要场所。是城市形象、 品位的最直接体现。街道又是城市人流、车流最密集的区域,尤其是大城市,密集 程度更为严重。但是在我国北方城市街道上近年来突现:路面干燥、汽车剧增、扬 尘和尾气污染严重、道旁树木缺水干枝少叶无遮阳、街道空气混浊、自然生态环境 严重恶化,涉及人口众多,危害面和危害性十分巨大,已成为迫切、亟待解决的社 会现实问题。
在我国北方城市,由于气候少雨、干燥,加上数量剧增的汽车所排放和散发出 的热量,使得街道路面干燥程度变得更加严重。而随着城市化、工业化的飞速发展, 宏大的房地产业、城市改造、道路拓宽等大量的工程建设所产生的巨大量的建筑垃 圾、土方以及工业垃圾、生活垃圾在转运途中的抛洒,这些来之多方面的大量灰尘 和天空飘落下来的颗粒物汇集于街道路面上,而街道上数量剧增的千万辆汽车的排 气筒在排出大量尾气的同时又和车轮一起将路面上这些大量灰尘毫无保留地、反复 地、吹起、甩起、扬起;街道上每驶过一辆车,就会扬起一股灰尘;当一辆车从道 路边沿驶过时、当公交车靠站时,由于道路边沿灰尘较厚,车后总会扬起灰的长龙; 面对扑面而来的浓灰,行人只能是吸纳、忍受。在北方城市,街道上的汽车就像千 万台热“吹灰机”、“扬尘器”,而街道上的行人、公交车乘客、以及汽车司机就是 数以万计的“吸尘器”。北方城市广大居民长年累月饱尝大量吸入街道扬尘和尾气 之苦、之烦、之害,身体健康、生存环境受到严重威胁。街道是城市扬尘最大的发 源地和危害地,是城市空气污染的重灾区。
在北方城市,当刮起大风时,建筑物顶平台和道路上已落下的大量灰尘、沙尘 又被大风重新扬起,刮得整个城市灰天灰地,行人口里、脸上、浑身都是灰尘,眼 都睁不开。居民回到家中,房间里到处都是灰尘。当沙尘暴来临时,此种情况更为 严重。
几十年来,北方城市环卫清扫街道一直都是干作业化。由于气候干燥、路面干 燥,环卫工人日常清扫街道只能是较轻地扫去路面漂浮杂物,但对路面灰尘却难以 清除,稍微用力,就会扬起较大的灰尘。目前的现状为:环卫工人清扫路面灰尘只 能是扫一半、扬一半、留一半,扫地时动作越大,当时风力越大,灰尘飞扬量就越 大,飘扬的距离就越远。这些扬尘使得街道两旁的行人、商铺、饭店、住户深受其 害。这些扬尘也使得街道两旁的树木、绿化植被经常都是灰土朦朦,严重的危害着 植物的生长和生态功能的发挥;也严重地破坏着城市的形象。环卫工人扫路面的过 程就是扬尘的过程,就是将路面灰尘“换位”的过程。而实际清除率却很低。
如果将街道上的灰尘总量设定为100指数,那么:
1、环卫清扫实际清除率约为:30%;
2、清扫后路面余留灰尘率约为:20%;
3、环卫清扫时灰尘飞扬率约为:20%;
4、被过往汽车扬起率约为:30%。
由于以上3、4两项灰尘飞扬规律均为扬起、落下、再扬起式的多次重复性飞 扬,所以街道灰尘实际飞扬率总约量表示式应为:
(20%+30%)×2次=100%;
(20%+30%)×3次=150%;
(20%+30%)×4次=200%;
……
由此可见,街道实际扬尘量是巨大的。而且这些扬尘中的微细粉尘往往顺风力, 随空气上升气流飘扬到高空,严重地污染着整个城市的空气。当前街道扬尘已经成 为北方城市大气污染的重要因素。
据眼科专家讲:由于北方城市街道扬尘大的原因,市民眼建康、眼视力整体水 平明显低于南方和沿海城市。
城市街道上的扬尘不同于远离城市、乡间土路上的扬土,没有污染物,而街道 扬尘中所含各种工业化学有害物质、重金属和汽车尾气中的有毒物质以及各种细 菌、各种传染病毒,成份十分复杂,而且含量较高,每时每刻都在危害着广大居民 的身心健康;它严重破坏着城市的环境,它是城市各种传染病和疾病最大的载体, 是广大居民身体健康最大的元凶。
一个人如果一星期不吃饭可以硬抗过来,但一分钟不呼吸就无法忍受。从生理 角度讲:“呼吸”和“洁净的空气”是生命的第一需要。而街道是城市广大居民日 常生活、工作的必经之地,是人口最稠密区域,但又是广大居民接触、吸入扬尘, 吸入工业化学有害悬浮颗粒,吸入汽车尾气最严重的区域。
特别需要重点提示的是:据有关研究证明:“通常在被污染的大气中二氧化硫 (SO2)与多种污染物共存。当汽车尾气中及街道空气中二氧化硫(SO2)与扬尘、 颗粒物被人体同时吸入时,对人体产生的危害往往比它们各自作用之和要大得多。
这是因为扬尘、飘尘气溶胶粒子把SO2带入呼吸道和肺泡中,其毒性可增大3 -4倍。若飘尘为重金属粒子时,由于催化作用,可使SO2氧化为硫酸雾,其刺激 作用比单独二氧化硫(SO2)的刺激作用增强10倍。SO2还可增强致癌物苯并(a) 芘的致癌作用。”①
以上现实和有关理论完全可以证明:北方城市街道扬尘和汽车尾气的混合气体 与广大居民整体健康水平息息相关,它的浓度与各种疾病发病率,与医院就诊率成 正比关系。
多年来在北方城市,有限的洒水车难以担负起每天定时为各街道环卫清扫前喷 湿路面这项庞大的工作。而洒水车只能是在小范围路段、应对型的,偶然临时性、 少量间断性的喷洒路面。水资源浪费大,而所起效果甚微、时间短。偶然性的喷水、 短期的湿路面,但路面灰尘量却未改变。根本达不到日常化、程序化、自动化、消 除化,更无法根治街道扬尘。洒水车在作业时大压力的喷水在街道路面上荡起来的 浓灰、泥水使过往行人难以躲避。而洒水车自身所带来的资源和能源消耗、尾气排 放污染以及交通压力显而易见。
“自然化、森林化”正在成为现代化城市的发展方向。但是在北方,随着城市 建设、老城区改造和宏大的房地产业的飞速发展以及城中村密集的建筑,老院落在 大量减少,树木失去大量的生长空间,老树、大树在消失,城区树木覆盖面积在大 程度减少。而道旁树木在城市绿化中所占比例和重要性在不断提升,已成为城市绿 化的主体。
街道上汽车尾气是城市空气环境最大的污染源,而道旁树木是城市绿化的主 体。“两者的关系是道旁树木进行光和作用时,吸收空气中的二氧化碳、有毒、有 害气体和土壤中的水分,合成有机物质并释放氧气,其化学反应式为:
CO2+H2O 光能叶绿素CH2O+O2↑
因此道旁树木是街道空气中二氧化碳的天然消费者和氧的制造者。起着使街 道空气中二氧化碳和氧相对平衡稳定极其重要、并无可取代的作用②。”道旁树木 是抗衡城市街道汽车尾气、抗衡整个城市二氧化碳、温室气体排放的唯一克星。
不仅如此,“道旁树木对二氧化硫等许多有毒有害气体具有净化作用,特别是 树冠庞大、绵密的树木对二氧化硫的吸收净化功能较大。利用绿化树木防止有毒、 有害气体的危害,是城市环境保护的重要措施③。”道旁树木还担负着阻滞、吸附、 过滤灰尘、净化空气、消减噪音的重要职能。具有关研究证明:“道旁树木对飘
①参见林肇信等主编《环境保护概论》(修订版),高等教育出版社,1999年,第88页。
②参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版),科学出版社,2003年,第165页。
③参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版),科学出版社,2003年,第167页。
尘、降尘、扬尘的阻滞、吸附、过滤效果非常显著。据北京市92年测定:在夏季, 街道林带减尘率可高达60%-80%④。”道旁一棵大树就是一座巨大的天然绿色空调 器,它可遮阳蔽荫、吸热放凉、降温增湿、美化城市、改善城市自然生态环境,特 别是街道环境。随着全球气候急聚变暖,尤其是在炎热的夏季,更显示出它的重要 性和无可取代性。森林是“地球之肺”,而道旁树木应该为“城市之肺”。它是城市 自然生态的“灵魂”。
但是多年来北方城市人类不但没有“善待”道旁树木,反而严重地破环了道旁 树木最起码的生存条件和环境,由于前些年城市建设失去科学主导,违背自然生态 规律,刻意追求所谓的城市美观,以及不合理的结构设计。统一将人行道上老的、 原本透水性良好的土坯小砖换成眼下的不透水釉面大方瓷砖。根据对有关城市市政 建设施工标准查证得知:(以西安市为例),多年来人行道瓷面方砖铺设一直采纳如 下结构设计和施工流程:
1、原地基土层加白灰夯实;
2、上面铺设5公分厚完全不透水的混凝土;
3、再上面是比例为6∶1的砂子和水泥混合铺垫层;
4、最上面铺设不透水釉面方型大瓷砖;
5、人行道斜坡度为:2-3度。
当北方地区每年有限的降雨来临时,大量宝贵的雨水却顺人行道斜坡流入下水 道。只有少量的雨水能从瓷面地砖间缝流入铺垫层。但此少量的雨水只能保持在铺 垫层内,而无法穿透混凝土层,更无能力到达树木根部。人行道铺设完工后几年, 地砖间缝又被灰尘、痰渍、污渍、油渍所封死,使得当初可流入铺垫层的少量雨水 也难以下流。
综上所述,以上结构造就了人行道路面的完全不透水性。与铺设瓷面方砖前相 比,流入树木根部的水份约减少了80%。加上街道两旁高大的建筑物和大而严实的 水泥铺砌面,使得道旁树木根系无处吸收水份!而城市绿化部门能够浇灌的面积、 次数、水量又及其有限,只是杯水车薪。许多树木3-5年都难得被浇灌一次。又 有许多道旁树木被人为的、无意识、甚至是有意识的为了所谓的城市美观将树坑与 人行道铺平,造成树木根部无积水坑,使得树木无法接收雨水,也无法接受浇灌。 以上多种因素造成道旁树木多年来长期严重缺水,生存条件不断恶化,生长态势让 人十分担忧!严重破坏了街道自然生态!
“水”是植物体的重要组成部分,是植物生命活动的必需。植物的光合作用和 呼吸作用以及有机物的水解反应只有在水分子存在的条件下才能进行。土壤中的 有机物和无机物只有溶解于水中才能被植物根部吸收。”
④参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版),科学出版社,2003年,第168页。
“当植物水分亏缺时,光和速率明显下降,叶片缺水气孔开度较小或关闭, 严重阻碍着二氧化碳的吸收和同化。植物原生质的含水量一般在80%以上,如果原 生质失水过多,就会引起植物胶体的破坏,导致细胞的死亡。”
“水”是树木的生命线。水分维持、促进着树木细胞的膨大,道旁树木能够 生长茂盛、枝繁叶茂、树冠宽大、叶大荫浓更需要充足的水分。”⑤
近年来北方城市在街道植树问题上,普遍出现只管栽树,不管长势的不正常状 况。由于长年严重缺水,道旁新栽树木生长十分缓慢,新修道路很难成荫;大树、 老树变的干枝少叶,干枯死亡率不断增加;由于长年严重缺水,造成道旁树木有树 干而无树冠、有树冠却少叶无遮荫,难以枝繁叶繁,难以发挥真正的生态环保作用。 形成了道旁有其树,而无其实的现实格局。道旁大部分树木处在勉强维持存活的状 态。而且此种状态只是初期显现,道旁树木因严重缺水生长态势将继续恶化!
有关研究证明:“树木吸碳放氧等一系列生态功能的大小取决于树木叶片单位 面积、叶片总数量、叶面积总指数、以及自身生物量;树冠体积愈大、叶片愈大、 叶片数量、层次愈多愈密,树木各种功能量就越强⑥。”而制约、决定树木这一切 的重要因素是“水”。面对城市街道上汽车剧增、尾气污染、扬尘严重、遮阳差的 严重现实局面,街道旁由于长年严重缺水、生长十分缓慢的小树和干枝少叶、干枯 死亡的大树无法树冠庞大、枝繁叶茂,无能力为街道成荫,无能力发挥它们应有 的多种生态功能。更无能力担挡起街道空气中二氧化碳和各种有毒、有害气体的 天然消费者这个重要角色。北方城市自然生态环境在不断严重恶化!
由于北方气候干燥少雨,城市道旁树木叶面上所“滞留”的灰尘长期无雨冲刷, 只能是随时“滞留”随时被风刮走。所以树木“滞留灰尘”这项功能在北方城市没 有环保意义。
当前我国北部、西北部众多城市长期受沙尘暴、道路扬尘、汽车尾气、工业有 害悬浮颗粒的严重污染、危害。据世卫组织称:当前全球污染最严重的10个城市 中就有6个在中国北方。近几年外国评论家已经将:“道路上尘土飞扬”“肮脏的城 市”作为北方城市的代言词。北方城市生态环境恶化形势十分严峻!
长期以来,北方城市街道扬尘以及汽车尾气一直严重的困扰着、危害着广大居 民的日常生活和身体健康。严重地阻碍、制约、破坏着城市的经济发展和城市形象、 乃至国家整体形象。它是北方城市生态环境、卫生治理的根本,是重中之重。对它 的根治就是最大的以人为本,就是最大的生态保护。而随着城市化、工业化建设的 突飞猛进、城市经济的飞速发展、宏大的房地产业、汽车数量不断急剧的增加,汽 车尾气、街道扬尘也会随之增大,街道空气混浊、生态环境在继续严重恶化。
⑤参见蒲亚云主编《绿化工》,电子科技大学出版社,2004年,第19页。
⑥参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版),科学出版社,2003年,第166页。
所以彻底根治城市街道扬尘以及减小汽车尾气问题迫在眉睫、刻不容缓。一 个城市街道扬尘不能根治,这个城市永远是病态城市。时代在前进,人类要进步。 在城市经济迅猛发展的同时,应因地制宜,从根本上彻底改变北方城市公共环境 卫生基础设施滞后的现状。
面对北方沙尘暴治理效果很不尽人意,沙尘暴自然形成的不可避免性,沙尘天 气很难在可预见的将来消失的现实。面对近几年全球气候急聚变暖,城市汽车数量 剧增,温室气体排放随之而加大。面对北方城市街道近年来突现:路面干燥、尾气 剧增、扬尘严重、空气混浊、树木缺水遮荫差、自然生态环境严重恶化。北方人类 不能随其自然、任其危害。应充分发挥人类的聪明才智,研究相应的对策,找到符 合于国情、市情、一劳永逸的最佳切入点。改变老的、不科学、不合理的运行配制, 保护植物,树立人与自然和谐互惠、共生共荣的生态环保理念。开拓一切可能利用 的条件和空间,来占领主生态位。以人为本、控制、修复生态环境恶化的现状,从 而创造出最佳的生存环境。
发明内容:针对北方城市气候少雨、干燥,街道上近年来突现:路面干燥、 汽车剧增、扬尘大、尾气污染严重、道旁树木严重缺水、干枝少叶无遮阳、街道 空气混浊、自然生态环境严重恶化。本发明在街道空间立体方位设置、调配、改 变水的位置和植物的生长状态,在人流、车流密集的街道高空、中空、低空实施 蓄水、喷水。充分利用水所处的最佳有利位置和自身特性及运动规律,充分发挥 利用植物最佳的生态功能,在城市各街道上构建、编织成宏大的、多方位环环相 扣的立体生态环保网。创造日常化、自动化、程序化、清除化的街道清洁湿作业 条件。将空中飘尘提前阻滞、吸附、过滤、拦截,使落下的灰尘不能重复飞扬; 将汽车尾气及时消减,使其减小扩散,净化街道空气并增加其含氧量;减小城市 干岛效应、热岛效应和温室气体排放;加大街道遮阳面,减小强阳光紫外线对人 体的危害;遏止道旁树木因严重缺水而干枝少叶、干枯死亡的态势;改善、修复 北方城市街道自然生态环境恶化的现状。人为打造湿润的城市小气候环境。为北 方城市居民日常出行提供洁净而湿润的空气和凉爽、舒适的环境。提高居民整体 健康水平,降低疾病发病率。
发明具体方案如下:
由三项工程组合构成的“城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消 碳环保系统工程”。对该系统工程的论述分以下五部分:
(一)高空:道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程
(二)中空:街道高架自动化喷水工程
(三)低空:人行道环保长廊及低位蓄水工程
(四)耗水问题和采水、配水方案
(五)整体功能特性和宏观效益
(一)道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程
在城市,高大建筑物密集、林立。这些建筑物顶部均为平台式,总面积无比宏 大。完全可以,也完全有必要将这些历来都是闲置的高楼顶平台空间开发利用,使 其为城市环保事业发挥重要作用。具体方案为:因地制宜,充分发挥利用高建筑物、 特别是街道两旁的高建筑物的高度优势,在其顶部平台上增加两项设施:
1、顶平台蓄水设施。
2、顶平台喷水设施。
附图说明 图1是道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程示意图,图中表示有如下结 构和装置:1.道旁高楼顶平台; 2.PC耐力板; 3.蓄水池; 4.增设的水管道; 5.注水深度; 6.水位计; 7.控制系统; 8-1、8-2、8-3.电磁阀; 9-1、9-2、单向阀; 10-1.自来水源; 11溢流口; 12.雨水回收管道; 13.雨水回收池(库); 14-1.水泵; 15.底部堵头; 16.下水管; 17.污水道; 18.喷水头; L1喷水头间距; 19顶层泵房; 20-1.加压泵。
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