应用于体育场地的雨水收集系统结构探析

应用于体育场地的雨水收集系统结构探析

姜山

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摘要：目前水资源匮乏已成为世界性问题，我国水资源总量居世界第六位，人均水资源占有量仅为2500立方米，世界排名110位，被联合国列为13个贫水国家之一。而且随着我国经济的发展和人口的增加，对水资源的需求也不断增加，再加上人们对水资源的不合理开采和利用，很多地区出现不同程度的缺水问题，水资源短缺已经成为影响和制约我国经济社会和可持续发展的重要因素。

但是，我国又是雨水资源丰富、洪涝灾害频发的国家，因此如何合理利用雨水资源已经成为亟待解决的问题。

关键词：生态环保；雨水收集；海绵城市；热岛效应；碳中和

引言

目前我国重视体育产业发展，推动全民健身，体育场地设施作为全民健身的落地载体，近几年得到大力发展，到2025年人均运动场地面积2.5平米，大量的体育健身场所及学校运动场地建设中的现有技术基础按照市政相关建设标准执行，面层按照人工合成材料运动场地面层标准执行。所建设的场地均可满足日常运动需求，但是结合生态绿色建筑需要和国家推进海绵城市建设需要应该进行相应的技术创新，现有体育场地设施在高温天气其表面温度高于同时的地面温度，给百姓健身和学生开展体育运动带来较大困扰。本文将详细阐述新型雨水收集系统和体育场地设施如何高度融合，建设出生态化的体育场地设施。

1、体育场地设施结构层海绵化设计

一种生态海绵化基础和面层系统，该系统包括基础稳定层、砂石蓄水层、透水砼垫层、透水型合成运动材料面层，其特征在于，可以将雨水通过层层渗透有效储存起来，雨水经流透水型合成运动材料面层时，下渗至透水砼垫层，透水砼垫层将渗入的雨水经流自身砼骨料间的空隙，继续下渗至砂石稳定层，砂石稳定层将所渗入的雨水有效储存并形成均匀的蓄水稳定层。

其中，透水型人工合成运动材料面层属于最上层和雨水最先接触的并能将雨水所带来的杂物及大颗粒物过滤，使其不能下沉堵塞基础结构。透水砼垫层是一种稳定的硬质结构层，在市政道路上也广泛使用。砂石稳定蓄水层采用天然级配砂石，进行碾压形成稳定的基础垫层，当雨水通过透水砼流入该稳定时，砂石能有效的将雨水储存起来，并缓慢释放，本创新结构施工简单、易于实施和控制，既实现了夏季高温天气体育场地自我降温也有效防止冬季低温天气的冻土现象，对雨水进行有效过滤渗透储存，符合海绵城市建设要求，还提高体育场地设施利用率还可以降低场地建设成本，各项指标均符合现行国家和行业标准要求。

2、体育场地设施辅助区域安装新型雨水收集系统

本创新系统包括收集管道、第一过滤单元、蓄水管道、弃流管道、供水管道其中包含浓度检测。第二净化单元、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、储水箱。第三控制单元，以及埋设在地下且相互连通的处理装置和供水单元，所述第一过滤单元设于体育场地边缘的地面下方约50CM处，收集管道设于第一过滤单元的下方，收集管道通过第一净化单元分别与弃流管道的进口和蓄水管道的进口连通，蓄水管道的出口通过储水箱与处理装置连通，储水箱的底部设有第三阀门，供水单元通过供水管道与第四阀门连通，第一阀门设置在蓄水管道的进口，第二阀门设置在弃流管道的进口，浓度检测单元设置在第一净化单元的出口上、用于检测雨水中指定成分的浓度，控制单元分别与所述第一阀门、第二阀门和浓度检测单元电连接、用于根据浓度检测单元的检测结果控制所述第一阀门和第二阀门的启闭。

其中，还包括凹槽，凹槽的侧壁边缘与屋檐边缘连接，第一过滤单元设于凹槽的底部。第一过滤单元为过滤网。收集管道由远离第一净化单元的一端至临近第一净化单元的一端向下倾斜。还包括设置在供水单元中的水泵，供水单元通过水泵与供水管道连通。处理装置包括第二过滤单元和第二净化单元，储水箱、第二过滤单元、第二净化单元和所述供水单元依次连通。第二过滤单元内由上至下依次铺设有碎石、无烟煤和石英砂的混合物、中砂和细砂。第二过滤单元的顶部由透水混凝土构成。还包括积水管，积水管的一端与室外地表区域连通、另一端与第二过滤单元的顶部连通。第二过滤单元和第二净化单元之间的连接管道的一端与第二过滤单元的下部连接、另一端与第二净化单元的上部连接。

通过控制单元控制第一阀门的启闭，既实现了对第一净化单元净化后雨水的筛选，还提高了初期雨水的利用率。另外通过在储水箱上设置第一阀门和供水管道上设置第二阀门，实现了对雨水的充分利用，而且处理装置和供水单元埋设在地下极大的节省了地上空间。

3. 生态运动场建设造价及经济价值分析

生态运动场建设完全响应国家相关生态建设政策要求，是政策鼓励，社会需求的环保惠民工程。生态运动场地建设对比传统运动场地建设，其建设费用基本零增加，建成后场地直接可以提供中水，是新建和改造项目的首选。以校园为例，平均单座学校的生态运动场回收雨水，每年可以给学校提供中水约4万立方米，节约用水费用约15万元。生态运动场地能有效补充地下资源。雨水透水，冬季化雪，增加运动的舒适度，有效避免夏季人工合成面层温度过高等问题。

4、体育场雨水收集可行性、必要性分析

校园建筑布局分区合理，区域内水组分较为单一，便于选择处理工艺

校园用水量大，用水时间较为集中，废水水质较好，是较好的中水水源，

冲洗绿化景观及运动场地对水质要求不高，可以中水替代，校园作为用水大户和排污大户，有很大的节水潜力和中水回用潜力，加大中水回用力度是实现用水循环的关键，是绿色校园建设的重点。同时水资源的可持续利用是落实科学发展观、建设节水型校园的重要组成部分，充分利用雨水资源，将极大改善校园的整体水环境；从根本上上实现校园内的用水循环，节约大量水资源。

结语

综合上面的论证观点，通过调整体育场地基础和面层得结构，通过在体育场地设施周围安装雨水收集系统和自动化智能控制系统，从而实现生态海绵体育场地建设，目前该项目已取得新型实用技术专利和发明专利。通过规范图集相关审核后将作为规范技术给予推广应用。

参考文献

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2. 王鹏, 蒋明亮, and 李豫. "融入海绵城市理念的雨水处理系统设计及应用——以深圳市坪山高新区综合服务中心项目为例." 南通职业大学学报 v.33;No.118.02(2019):105-110.

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