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随着城市发展，不透水表面增多，传统排水系统不堪重负。研究人员对 BlueLay 作为可持续排水材料（SuDS）的水力性能展开研究。结果显示其在不同降雨条件下表现良好，能有效减少径流。这为城市排水系统改造提供了新选择。
在城市的快速发展进程中，城市景观发生了翻天覆地的变化。大量的不透水表面如沥青、混凝土路面不断涌现，而植被土壤和树木的数量却日益减少。从水文角度来看，这种变化带来了诸多问题。城市溪流综合征便是其中之一，它表现为雨水下渗减少，地表径流大幅增加。每逢降雨，大量的雨水无法及时渗透到地下，导致地下水位下降，引发水文干旱；同时，地表径流的迅速增加使得排水网络压力剧增，容易造成城市内涝、土壤侵蚀以及水体污染等一系列问题。而且，气候变化使得降雨的频率和强度都有所增加，这无疑让本就脆弱的传统排水系统雪上加霜。传统排水系统在设计时并未考虑到减缓水流速度和去除径流中污染物的功能，面对日益增长的地表径流，它显得力不从心。因此，寻找一种有效的城市雨水管理方法迫在眉睫，可持续排水系统（SuDS）应运而生。
国外研究人员针对这一问题，对一种名为 BlueLay 的多孔介质展开了研究，旨在评估其作为潜在的可持续排水材料的水力性能。该研究成果发表在《Cleaner Water》上，为城市排水系统的优化提供了新的思路和方向。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究 BlueLay 的性能。在材料准备方面，对 BlueLay 和常用的道路材料 Stone Mastic Asphalt（SMA 10）进行了细致处理。通过搭建模拟地表径流的片流试验台（sheet-flow test rig），模拟不同的降雨强度、坡度和材料饱和度等条件，精确测量 BlueLay 的径流、渗透和吸收情况。还进行了连续流饱和试验、批量饱和与干燥试验以及渗滤试验等，从多个角度全面评估 BlueLay 的水力特性，并运用 IBM SPSS statistics（SPSS 29）进行统计分析，确保研究结果的科学性和可靠性 。
研究结果
- 不同条件对水力性能的影响：在片流试验台中，研究人员对不同降雨强度、梯度和饱和度条件下的 BlueLay 进行了测试。结果表明，干燥的 BlueLay 产生的径流最多，随着其逐渐吸收水分，径流减少，渗透增加。例如，在中等强度降雨（6L/min × 5-min）且 0.5% 梯度的条件下，干燥的 BlueLay 没有发生渗透，径流为 25.2L；而在第三次运行（增加饱和度）时，径流减少到 7.4L，渗透增加到 16L。同时，研究发现较高的降雨强度和较长的降雨持续时间能使 BlueLay 更快达到饱和，从而提高渗透速率。此外，降雨条件和材料饱和度对 BlueLay 的径流和渗透有显著影响，但梯度在研究范围内（0.5% - 5%）对其影响不明显。
- BlueLay 方向和面积的影响：研究人员测试了 BlueLay 的不同方向（平板、垂直堆叠和水平堆叠）。结果显示，除平板方向外，其他方向即使在干燥时也没有径流产生，所有输入的水都被渗透。例如，在垂直堆叠方向，水通过 0.36m2 的面积渗透；在水平堆叠方向，水通过约 30% 的 BlueLay 面积（0.108m2）渗透。当改变 BlueLay 的使用面积时，研究发现使用较小面积的 BlueLay 与使用较大面积相比，径流减少和渗透效果相似，这表明面积对 BlueLay 衰减不同强度水流的能力影响不大。
- 饱和度对水力性能的影响：连续饱和试验表明，随着饱和次数的增加，BlueLay 开始渗透的时间逐渐减少。例如，在 6L/min 的水流条件下，第一次运行时没有观察到渗透，第二次运行结束后 3.1 分钟渗透了 1.2L，到第十次运行时，在开始测试后 0.5 分钟内就开始渗透。批量饱和和干燥试验显示，BlueLay 最多能吸收其重量 4 倍的水，且干燥速度为 110 - 140ml / 天。渗滤试验发现，BlueLay 在饱和和干燥后，渗滤速率得到改善，300mm 的水通过 BlueLay 的时间从第一次运行的 2±0.2 分钟减少到第四次运行后的 1.5 分钟。
研究结论与讨论
综合各项研究结果，BlueLay 展现出了作为可持续排水材料的巨大潜力。它在干燥状态下就能吸收大量水分，且不需要完全饱和就可以开始渗透。当 BlueLay 完全饱和时，能实现最高的径流减少和渗透效果，根据降雨强度和持续时间的不同，径流减少幅度可达 75 - 100%。与传统的排水材料如沥青相比，BlueLay 的优势明显，沥青几乎无法减少径流，会导致大量未经处理的道路径流直接进入雨水排水系统。而且，BlueLay 在高强度、长时间降雨的情况下，能够更快地达到饱和，从而更有效地减少径流和降低峰值流量，这对于应对气候变化导致的极端降雨事件具有重要意义。另外，BlueLay 的面积对其水力性能影响较小，较小面积的 BlueLay 也可以作为道路旁的改造型可持续排水材料，这在一定程度上缓解了土地占用的问题。
然而，目前的研究也存在一些局限性。虽然 BlueLay 在水力性能方面表现出色，但还需要进一步研究其去除道路径流中污染物的能力。同时，还需探究 BlueLay 与其他多孔介质（如植被土壤、砾石）结合使用时，对其污染物去除效率和水力性能的影响，以确定其最佳应用方式。未来的研究可以在实验室和实地进行更深入的测试，为 BlueLay 在城市排水系统中的广泛应用提供更充分的理论依据和实践支持。
