ارزیابی کارایی مصالح نفوذپذیر و سیستم های زهکشی پایدار شهری در مهار روان آبها

توسعه شتابان سطوح غیرقابل نفوذ شهری در پیوند با پدیده تغییرات اقلیمی، منجر به افزایش حجم روان آب ها، وقوع سیلاب های مکرر و ناکارآمدی شبکه های جمع آوری خاکستری شده است؛ امری که بازتعریف زیرساخت های هیدرولیکی شهرها را اجتناب ناپذیر می سازد. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کارایی هیدرولیکی و سازه ای مصالح نوین نفوذپذیر و سیستم های زهکشی پایدار شهری در مهار روان آب ها و ارتقای تاب آوری محیطی انجام شده است. روش این تحقیق از نظر هدف، کاربردی و از نظر ماهیت، آزمایشگاهی-مدل سازی است. در بخش آزمایشگاهی، طرح های اختلاط بتن و آسفالت نفوذپذیر بهینه سازی شده با نانوذرات و مایکرو-الیاف ها ساخته و از نظر مقاومت مکانیکی و نرخ نفوذپذیری اولیه ارزیابی شدند؛ سپس کینتیک پدیده گرفتگی منافذ و میزان اثربخشی روش های احیای هیدرولیکی مورد کالبدشکافی قرار گرفت. در نهایت، داده های عملکردی حاصل از آزمایشگاه به عنوان داده های پایه وارد نرم افزار تخصصی مدیریت روان آب های شهری شد تا عملکرد کلان این سیستم ها در مقیاس حوضه باران گیر شبیه سازی شود. یافته های تحقیق نشان می دهد که افزایش تخلخل ماتریکس مصالح اگرچه نرخ نفوذپذیری اولیه بالایی (میانگین ۰.۳۴ سانتی متر بر ثانیه) ایجاد می کند، اما افت مقاومت سازه ای را به همراه دارد که این تعارض با افزودن میکروسیلیس و الیاف مهار شد. همچنین تحلیل ها اثبات کرد که پدیده گرفتگی می تواند ظرفیت هیدرولیکی مصالح را تا ۸۵ درصد مستهلک کند، اما ترکیب شستشوی ضربه ای و مکش، ۶۵ درصد از کارایی آن را احیا می سازد. خروجی های مدل سازی شهری نیز تایید کرد که ادغام این سیستم ها در کالبد شهر، حجم روان آب سطحی را تا ۴۵ درصد کاهش و زمان تمرکز دبی اوج را ۲۰ دقیقه به تاخیر می اندازد. تحقیق نتیجه می گیرد که بکارگیری هوشمندانه این فناوری ها در قالب یک سیستم هیبریدی (سبز-خاکستری)، پایداری زیرساخت ها و تعادل هیدرولوژیکی شهرها را تضمین می کند.

کلیدواژه ها:

مصالح نفوذپذیر ، سیستم های زهکشی پایدار شهری ، پدیده گرفتگی ، مدل سازی ، مدیریت روان آب