市政道路内涝管控和雨水利用关键技术与应用

发布时间: 2023-10-26

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：合作开发

成果类型：发明专利,实用新型专利,软件著作权,新技术

行业领域：

水利、环境和公共设施管理业

成果介绍

本项目针对市政道路内涝管控及雨水利用这一重大民生需求，以解决三个技术问题为目标，即（1）针对道路内涝频发、排水不畅的问题，如何实现高效市政道路内涝预警以及雨涝排水？（2）针对道路雨水污染“热点”区域不清，道路雨水毒害污染物来源不明等问题，如何进行高污染区域的准确识别和污染物精准定量溯源？（3）针对道路雨水利用安全性难以保障的问题，如何进行雨水消毒和评价其回用安全性？通过产学研联合攻关，以道路“雨涝水量控制-雨水污染特征识别-雨水安全利用”为主线，研发了成套技术。突破了城市内涝预警及高效排水、道路雨水污染“热点”区域识别和污染物定量溯源、安全利用等技术瓶颈，实现了道路内涝管控本项目的实施极大推动了我国海绵城市建设，降低了内涝发生频次，保障了人民生命和财产安全；提升了雨水径流水质，减少了受纳水体的污染负荷；缓解了水资源短缺问题，提高了新型水源的利用率，具有良好的社会、经济和环境效益。及雨水利用，优化了城市水资源配置，为保障水资源安全提供了技术保障。

成果亮点

（1）开发了基于全过程智慧云模式的城市道路内涝预警技术和基于多源固废利用的具有优良排水性能的道路铺装材料。内涝预警响应时间2-3h，相比国内外报道的缩短50%以上。所研发的铺装材料相对常规透水铺装材料雨水径流控制能力提升20-50%，主动减缓30%以上的堵塞，力学性能提升21%，耐磨性提高55%以上、耐久性提升1个等级；（2）基于数学模型算法和地理信息系统等手段，开发了城市道路雨水高污染“热点”区域关键识别技术；基于元素指纹和化学物料平衡理论，创新开发了城市道路雨水污染物的精准溯源方法，将污染源识别种类提升至8种，源解析精度提升30%以上。这突破了传统的以定性溯源为主的技术现状，实现了对道路雨水污染物的定量精准管控；（3）基于道路雨水资源化安全性保障的目标，开发了生物炭基道路雨水消毒材料，消毒效率达99%以上。经数十轮循环使用，其消毒效率仍可有90%以上。独创了“等效毒理面积”法对道路雨水及其在储存过程中进行“水质-毒性”耦合的多维度安全性评价方法，为道路雨水高效安全资源化利用提供技术支撑。

团队介绍

本项目由深圳大学刘安教授牵头，上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司，深圳市市政工程总公司，广东工业大学，福州大学，深圳市绿粤生态科技有限公司共同参与完成。牵头单位刘安教授课题组长期从事水环境治理，城市面源污染控制与雨水回用领域的研究。刘安教授课题组率先在国内开展城市绿色雨水系统、低影响开发、雨洪综合管理、绿色建筑水系统设计等方面的研究与实践。围绕我国城市水环境污染控制和综合治理中的突出共性问题，以城市雨水系统为切入点，以可持续水循环为引领，以建立健康的城市水环境为目标，以揭示城市水环境、水量水质保障各环节的科学机理为支撑，在城市雨洪控制与利用、水质净化与环境风险评价、水资源再生利用与节水、水资源优化配置与管理领域，通过环境工程、市政工程和环境科学学科之间的相互交叉和渗透，重点开展跨学科创新性应用基础研究。经过多年的研究，深圳大学刘安教授课题组在城市雨水系统与水环境领域科研与工程实践方面积累了一系列理论及工程应用成果。荣获广东省环境保护科学技术奖二等奖（排名第一），深圳市科技进步奖二等奖（排名第一）等奖项。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”生态环境产业科技服务团 (中国环境科学学会) 评价时间：2023-11-25

黄益平

西南化工研究设计院

HSE总监

综合评价

针对市政道路内涝管控及雨水利用这一重大民生需求，本项目开展市政道路内涝管控和雨水利用关键技术与应用，为解决高效市政道路内涝预警以及雨涝排水、高污染区域的准确识别和污染物精准定量溯源以及雨水消毒和评价其回用安全性等问题具有重要意义。主要创新点：1.开发了基于全过程智慧云模式的城市道路内涝预警技术和基于多源固废利用的具有优良排水性能的道路铺装材料。内涝预警响应时间2-3h，相比国内外报道的缩短50%以上； 2.基于数学模型算法和地理信息系统等手段，开发了城市道路雨水高污染“热点”区域关键识别技术；基于元素指纹和化学物料平衡理论，创新开发了城市道路雨水污染物的精准溯源方法，将污染源识别种类提升至8种，源解析精度提升30%以上。这突破了传统的以定性溯源为主的技术现状，实现了对道路雨水污染物的定量精准管控； 3.基于道路雨水资源化安全性保障的目标，开发了生物炭基道路雨水消毒材料，消毒效率达99%以上。经数十轮循环使用，其消毒效率仍可有90%以上。独创了“等效毒理面积”法对道路雨水及其在储存过程中进行“水质-毒性”耦合的多维度安全性评价方法，为道路雨水高效安全资源化利用提供技术支撑。

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