西浦科研力 | 當(dāng)暴雨來襲,城市如何終結(jié)“看海”模式?

?智能總結(jié)怎樣才能破解城市道路逢暴雨必澇、一下雨就淹的困境?西交利物浦大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種城市路面材料的新方案,該方案可減少50%的城市內(nèi)澇,同時(shí)還有助于凈化雨水。這種材料就是“石灰華”,屬于石灰石的一種,...
怎樣才能破解城市道路逢暴雨必澇、一下雨就淹的困境?西交利物浦大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種城市路面材料的新方案,該方案可減少50%的城市內(nèi)澇,同時(shí)還有助于凈化雨水。這種材料就是“石灰華”,屬于石灰石的一種,常用于制作廚房臺(tái)面和家用瓷磚。實(shí)驗(yàn)顯示,石灰華路面能促進(jìn)雨水滲透到地下、從而能減少因暴雨引起的地表徑流量,而且在此過程中還能有效減少雨水中的多種重金屬污染物。西浦土木工程系的唐小南博士介紹說,石灰華作為一種行之有效而又環(huán)保的路面材料,有助于緩解城市洪澇災(zāi)害這一全球性問題?!俺鞘泻闈硨?duì)于全球很多地方而言都是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。在氣候變化的影響下,這個(gè)問題還將更加嚴(yán)峻?!彼f。據(jù)唐博士介紹,像混凝土這樣的傳統(tǒng)路面材料,由于吸水性能不夠好,在大雨時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的地表徑流;而在城市里,一旦地表徑流無處疏通就會(huì)產(chǎn)生很大的危害,由于城市排水通道容量有限,就可能導(dǎo)致洪澇災(zāi)害。“我們希望通過這項(xiàng)研究找到一種路面替代材料,幫助我們建設(shè)更加智能的城市;也就是說,讓城市建設(shè)所使用的材料能夠有助于處理暴雨帶來的大量積水?!碧撇┦空f。在研究中,唐小南博士的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)石灰華有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):它能降低城市內(nèi)澇的發(fā)生幾率,還能降低洪水中的重金屬含量。據(jù)西交利物浦大學(xué)與英國利物浦大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的博士生Hamidreza Rahimi介紹,初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,石灰華路面可以使雨水中的銅、鉛、鋅元素的含量降低90%以上,同時(shí)可以減少多達(dá)50%的地表徑流?!笆胰A如此優(yōu)異的秘密,在于其多孔性。同時(shí),石灰華成本低廉、便于獲取。” Rahimi說?!笆胰A是一種多孔材料,有點(diǎn)像海綿,有很多細(xì)小的孔洞——事實(shí)上,這些孔洞降低了這種材料在目前市場上的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?!?Rahimi補(bǔ)充道,“如果你買一卡車的石灰華——我在做研究時(shí)就買了這么多——賣的人會(huì)問你為什么要買。石灰華因?yàn)槎嗫?,被看作是一種廢料,因?yàn)槿藗冊诿裾ㄖ兴枰氖枪饣瑹o孔的石材。”據(jù)介紹,石灰華這種材料的分布范圍很廣,尤其在火山附近非常常見。然而,能夠滿足現(xiàn)代家庭建設(shè)和裝修所需的石灰華僅占40%,其他60%都被當(dāng)作廢料丟棄。“我們可以利用這些廢料來提高城市安全,改善城市環(huán)境?!盧ahimi說。盡管研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過石灰華凈化的水并不適合飲用,但Rahimi 認(rèn)為,這些水可以有其他多種重要用途。“當(dāng)雨水混合了城市路面上的塵土,就產(chǎn)生了重度污染的水,這些污水不經(jīng)過復(fù)雜昂貴的處理過程是無法再次使用的。”Rahimi說。世界衛(wèi)生組織要求水質(zhì)必須達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)才能適用于不同的用途。經(jīng)過石灰華凈化的水雖然不能飲用,但可以用于農(nóng)業(yè)灌溉?!艾F(xiàn)在世界各國都在花費(fèi)很大代價(jià)提高農(nóng)業(yè)用水的質(zhì)量,想象一下我們只需要使用一種不同的城市路面材料就可以達(dá)到同樣的目的,這樣能節(jié)省大量開支?!痹擁?xiàng)研究成果發(fā)表于今年的《國際應(yīng)用科學(xué)期刊(International Journal of Applied Sciences)》,Hamidreza Rahimi是論文第一作者。據(jù)他介紹,這篇論文可能是該應(yīng)用研究領(lǐng)域的第一篇科研論文?!笆胰A用于城市路面還需要更進(jìn)一步的研究和探索,以找到如何設(shè)計(jì)和使用這種材料的最佳方案,從而最大程度地發(fā)揮其在防洪和水污染治理方面的潛能?!彼f。Rahimi的博士生導(dǎo)師唐小南博士(上圖)在洪水水力學(xué)和水治理領(lǐng)域已從事研究工作超過15年,此項(xiàng)研究是唐博士在西浦的多個(gè)研究課題之一。近年來,唐博士獲得了包括國家自然科學(xué)基金在內(nèi)的多項(xiàng)研究經(jīng)費(fèi)支持,用來研究河道如何減少區(qū)域洪澇,以及植被在控制城市河流和濕地水污染方面所發(fā)揮的作用。(記者:Rosanna Galvin 翻譯:肖波強(qiáng) 編輯:石露蕓 攝影:王皓晨 其他圖片來源:Shutterstock、圖蟲創(chuàng)意)
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