交通科技大賽終稿

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1、第一部分：緒論1.1設(shè)計(jì)背景石漠化是土地退化的一種極端形式，西南地區(qū)是我國遭受石漠化最為嚴(yán)重的地區(qū)，也是我國石漠化治理的重點(diǎn)地區(qū)，缺水、少土和土質(zhì)貧瘠是造成土地石漠化的主要原因，特別是今年遭遇百年一遇的干旱使石漠化更加嚴(yán)重，嚴(yán)重旱情導(dǎo)致西南5省6130多萬人受災(zāi)，目前，部分旱區(qū)絕收后面臨口糧危機(jī)。這場災(zāi)害還呈現(xiàn)出蔓延和加劇的態(tài)勢，面對這樣一場重大的自然災(zāi)害，我們一方面要考慮采取切實(shí)有效的辦法施救，另一方面，我們更應(yīng)該從長遠(yuǎn)的角度來考慮21世紀(jì)中國的發(fā)展，從根本上遏止生態(tài)環(huán)境危機(jī)的蔓延。大規(guī)模收集自然界的雨水也應(yīng)該成為我們關(guān)注的新技術(shù)。圖1

2、今年石漠化地區(qū)干旱時(shí)土地的開裂情況31表面上看來我國石漠化地區(qū)的水資源比較豐富，但是由于石漠化地區(qū)的特殊的地形結(jié)構(gòu)，夏、秋季節(jié)大量白花花的雨水流走，特別是公路上的雨水.如果我們能夠在公路收集雨水技術(shù)上有新的突破，把這些雨水收集起來，在干旱的時(shí)候這些收集的雨水對緩解供水壓力就會起到不可估量的作用。圖2石漠化地區(qū)大量雨水流走的情況公路雨水的收集利用不僅僅解決的是水的問題，他可以解決路面積水給交通造成的擁堵、事故、公路的破壞等問題。對水土流失、河水污染等問題也有一定的緩解作用。31圖3石漠化地區(qū)公路路面積水對交通造成的影響圖4雨水對公路的破壞3

3、11.2石漠化地區(qū)雨水收集量分析假設(shè)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的公路全長為73.5公里,雙向四車道，路幅為L=24米，則其積水面積為A=1764000m2,以貴州省1998年～2008年5～8月平均月降雨量150.86mm為參考數(shù)據(jù)，則該高速公路的月集水量可達(dá)Q0=266117.04m3?？紤]到路面收集雨水的損耗，設(shè)收集率為Ia=80%。Qi=IaQ0=266117.04×80%=212893.63m3，即212893.63噸。1.3國內(nèi)外雨水收集研究進(jìn)展國外有很多國家已經(jīng)開展了雨水利用工程，近20年來，美、法、德、日、澳等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化進(jìn)程發(fā)展較早的

4、國家，均將城市雨水資源利用作為解決城市水源問題的戰(zhàn)略措施推廣。日本最早實(shí)施“雨水利用”工程。東京都墨田區(qū)把降到各家屋頂?shù)挠晁ㄟ^導(dǎo)水管收集到水箱中，然后用于沖廁所、澆庭園和洗車等。德國Ludwigshafen已經(jīng)運(yùn)行十年的公共汽車洗車工程利用1000m2屋面雨水作為主要的沖洗水源；法蘭克福Possmann蘋果軋汁廠將綠色屋面雨水作為冷卻循環(huán)水源等。從國內(nèi)外來看，開發(fā)雨水作為一種水源還沒引起人們的足夠重視。雖然國外有許多收集雨水的成功范例，但是他們都只局限于屋面雨水收集或者城市道路雨水收集，沒有考慮到公路雨水收集也是一個(gè)很好的場所。目前，就

5、國內(nèi)來講，我國自上世紀(jì)90年代起，北京、上海、南京等城市開始結(jié)合自身情況相繼開展雨水資源利用的研究和應(yīng)用，但是該技術(shù)并沒有大面積的推廣。1.4設(shè)計(jì)目的31本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的：就是把公路的雨水收集起來，用來配合公路的沿線綠化帶的建設(shè)，比如灌溉、洗車、公路養(yǎng)護(hù)等。1.5可行性分析一方面，西南地區(qū)位于東亞大陸的季風(fēng)區(qū)內(nèi)，氣候類型屬中國亞熱帶高原季風(fēng)濕潤氣候，常年雨量充沛，雨水充沛是西南地區(qū)的一個(gè)主要的氣候特征，這是我們能不能收集雨水的一個(gè)先決條件。另一方面，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西南地區(qū)的公路建設(shè)迎來了黃金時(shí)期。各省都在加大對自己的基礎(chǔ)設(shè)施建

6、設(shè)，特別是交通方面的建設(shè)。西南地區(qū)公路的快速發(fā)展為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性提供了保證。第二部分：公路雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)2．1設(shè)計(jì)思路我們的設(shè)計(jì)思路是提供一種實(shí)現(xiàn)公路雨水收集再利用系統(tǒng)，包括公路面層、防滲層、公路墊層、集水溝、可置換的初級過濾系統(tǒng)、透水滲透填料、反濾積物、橫向排水管、縱向排水管、蓄水池。其面層即為公路的表層，其與公路墊層之間為防滲層；公路墊層位于地層土壤以上，其上為防滲層，由防水材料制成，；在上述三層結(jié)構(gòu)兩側(cè)，沿公路延伸方向挖有深溝，在該深溝內(nèi)的地層土壤表面以及公路墊層的斷面鋪設(shè)有防滲層，該防滲層與上述公路墊層與可滲路面之間的防

7、滲層連為一體；同時(shí)31在深溝底部沿公路延伸方向設(shè)置有縱向排水管，在公路集水溝上設(shè)計(jì)可置換的初級過濾系統(tǒng)，能控制路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等污染物，縱向排水管周圍用反濾織物填充，反濾織物上方為透水填料，透水填料表層為集水溝。沿該縱向排水管延伸方向每隔一定距離連接一個(gè)與之交叉相通的橫向排水管，該橫向排水管伸出深溝以外，橫向排水管的出水端連接到帶有u型管的蓄水池。可置換的初級過濾系統(tǒng)具有過濾、截污功能，而且能夠多次使用。本系統(tǒng)還能有效地控制雨水對土壤及地下水的污染。2.2附圖說明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本簡易裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)說明

8、。附圖所示為本簡易裝置的橫斷面圖，由于橫斷面對稱，故只顯示一側(cè)。圖中所示標(biāo)號分別為：1、可置換初級過濾系統(tǒng)2、集水溝3、透水滲透填料4、反濾積物5、縱向排水管6、橫向排水管7、帶有u型管的蓄水