渗透仪帮助匹兹堡市限制传统的雨水基础设施

Infiltrometer helps city of Pittsburgh limit traditional stormwater infrastructure

宾夕法尼亚州一些社区的砖铺街道虽然修复难度大、成本高,但仍值得保护 根据匹兹堡市政府的说法,值得保护。

Dellrose 街是一条长 900 英尺的老旧砖路,需要维修,但匹兹堡市政府希望限制传统的雨水基础设施,如管道和集水池。为了保护街区的美观,他们聘请 ms consultants, inc. 设计了一种透水铺路解决方案,用于控制雨水径流量和峰值径流率,传统上这些径流量和峰值径流率会通过雨水下水道排到场外。负责该项目的 ms 咨询公司雨水工程师 Jason Borne 说:"我们要做的是了解底土的原位渗透潜力,以确定最有效的自然消减流程;要么将多余的水量渗回土壤,要么在场外缓慢释放。他使用SATURO 渗透仪来了解城市填充材料如何渗水。

绿色基础设施有助于自然渗透

Borne 和他的团队在研究如何减缓径流时,认为透水铺面是一个可行的解决方案。他说:"一旦铺设了像人行道这样的硬化路面,你能做的就不多了。传统的人行道表面会加速径流,这就需要集水池和大直径管道将径流输送到场外。我们有兴趣调查一些城市底土或城市填料能让我们从渗透的角度做些什么。当我们开始研究其中一些底土时,我们认为透水铺路系统是这条街道的理想选择"。

入渗仪确定自然渗透潜力

水流进入集料后,团队开始想办法减缓水流速度并促进渗透。Borne 说:"基本上,我们想出了一种分层的地下防流系统。我们在道路骨料基底的路基上设置了约 60 个混凝土导流板。我们需要这么多,因为道路的纵向坡度相当大。在每个隔流板后面,我们都储存了一部分通常会从工地流走的雨水。理想的做法是通过渗透将储存的水排出,使其流向路基并带走,因此我们使用渗透仪帮助我们确定哪些地方可以最大限度地实现渗透,哪些地方可能需要依靠其他管理方法。

需要更快的测试时间

Borne 说,美国农业部的土壤调查对于城市地区绿色基础设施的应用来说过于笼统,只能给出土壤导水性的粗略近似值。要了解促进自然渗透的最佳方法,就需要对相关地点的渗透率或导水率有非常具体的了解。他说:"我们的目标是在施工前挖掘到所需的标高,并通过某种设备找出底土的渗透潜力。我们通常使用双环渗透仪,但这是一种非常手动的设备。我们要不断地注水,这就要求我们必须亲临现场,密切关注正在发生的事情。我们无法同时处理多项任务,尤其是在土壤渗透性较好的地区,设备可能会在 30 分钟或更短时间内用完水。因此,为了节约用水和时间,我们同时使用了自动SATURO 入渗仪和手动双环入渗仪进行比较"。

缩短测试时间,可随时更改设计

虽然大部分底土是粘土城市填土,但粘土材料与破碎的页岩/粘土混合物之间有明显的过渡。Borne 说:"挖掘工作结束后,下了一场雨,我们看到水从破碎的页岩/粘土材料中消失了。当我们进行渗透测试时,破碎的页岩/粘土显示出比粘土填料更高的渗透潜力。这促使我们根据观察到的底土具体渗透率来修改地下隔流层的设计。在测试结果显示水力传导值较高的地方,我们可以完全依靠渗透来排除拦水坝后面的水。Borne 补充说,在渗透率较低的地区,他们采用了缓释概念来增加渗透率。"我们在挡水板上打了一些渗水孔,让水流到下一个挡水板,以此类推。基本上,自动SATURO 入渗仪使我们能够在短时间内进行多次测试,以确定入渗性好的土壤和入渗性差的土壤的位置。这样,我们就可以随时更改设计。双环渗透仪的测试时间要长得多,而当承包商想要回填该区域并开始施工时,时间就是生命。有一种工具能让我们更快地获得所需的信息,这真是太好了"。

双环和SATURO 相比如何?

Borne 说,SATURO 渗透仪速度更快,减少了人为错误的可能性。他补充说:"我们喜欢它非常标准化的理念。我们对自动绘制随时间变化的通量图也非常感兴趣,因为我们可以看到趋势,或可能使我们得到的结果无效的异常现象。双环渗透仪需要很长时间才能达到平衡状态,很难知道何时达到平衡。你们遵循的是宾夕法尼亚州环境保护部建议的准则,但这些准则非常笼统。对我来说,这并不适合所有情况。我们使用SATURO 渗透仪发现,它能以非常谨慎的间隔记录信息,绘制出流量随时间变化的曲线,当曲线趋于平稳时,基本上就达到了平衡状态。达到平衡状态的速度更快。这不仅能节约用水,还能节省时间。而且还能获得标准化的结果,而不是像使用双环渗透仪那样,每个技术人员都可能以略微不同的方式来应用这些原理,这让人很满意。Borne 和他的团队最终能够设计出一种透水铺路石街道,这种设计可以排除传统的雨水下水道基础设施,从而降低资本成本和长期维护生命周期成本。透水铺路石的概念旨在为匹兹堡市提供一个模板,用于未来其他城市街道的重建。

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