城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程.pdf

本发明涉及城市生态环境，是城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程。针对北方城市街道少雨干燥、树木缺水、汽车剧增、扬尘大、尾气污染严重的现状。充分利用水和植物的最佳位置和运动规律及生物特性，在人流车流密集的街道高空、中空、低空设置立体防线。将空中飘尘提前拦截，使落下灰尘不再飞扬。改变植物生长状态，使其发挥最佳生态功能，将尾气及时消减，增加空气含氧量，减小城市温室气体排放和干岛效应。为居民提供洁净的空气、舒适的出行环境。提高居民健康水平，降低疾病发病率。本发明具备节水、节能、减排污、低投入、高生态效应、社会效应、经济效应的统一性；它是对传统落后的城市街道设施一次前所未有的变革。

1、  高楼顶平台蓄水、喷水工程，该工程是在城市高楼顶平台、特别是座落在街道两旁的高楼顶平台上设置的蓄水、喷水设施，包括：蓄水池(3)、水管路(4)、水位计(6)、电磁阀(8)、单向阀(9)、水泵(14)、加压泵(20)、喷水头(18)和自动控制系统(7)，以及配合于此工程在地面修建的雨水、中水回蓄水库(13)，其特征在于：
在高楼顶平台上(1)整体面积铺设PC耐力板(2)，四周成90°度弯起固定于平台四周护拦壁上，弯起高度为：400毫米，接缝焊接作成蓄水池(3)；在此蓄水池中注入深度为100毫米的水(5)，此水面为永久性水面；当此水面蒸发，水位下降到50毫米时，水位计(6)提示控制系统(7)，控制系统指令水源管路中的电磁阀(8-1)和(8-2)自动开启，自来水管路(10-1)中的水冲开单向阀(9-1)，冲上楼顶平台自动补水，当达到100毫米水位时，补水程序自动停止；
当自然降雨时，当楼顶平台所蓄雨水位超过200毫米时，雨水会顺溢流口(11)自动流下，通过雨水回收管道(12)进入地面雨水蓄水池即城外的大型雨水回收水库(13)；当雨水回蓄池既城外雨水回收水库所蓄水充足、搂顶平台蓄水需补充时，控制系统开启水泵(14-1)、电磁阀(8-2)，地面所蓄雨水冲上楼顶平台实施自动补水；从而达到对雨水的直接回收、直接利用，多余回蓄的自然生态环保高标准；
这些无数块高楼顶平台上的蓄水面遍布整个城市，在城市高处组成了分散的、但总面积却十分宏大的永久水面；这个宏大的水面利用其所处高度的位置优势，在城市高处严阵以待，每时、每刻的将高空中大量的飘尘、降尘、扬尘和工业化学有害悬浮颗粒物提前接收、吸纳、拦截；当沙尘暴来临时，这个宏大的水面可将风沙中、空气中大量的沙尘、灰尘收集接纳到水中，使其终止飞扬，从而大程度地降低了沙尘暴的危害，提高了城市的空气质量；此水面也从根本上解决了刮大风时高楼顶平台上已落下的大量沙尘、灰尘又被重新刮起、扬起的重复污染问题；这个宏大的水面的日常蒸发又为干燥的北方城市空气增加了宝贵的湿度，同时也增加了城市上空云层的水气含量，从而提高了自然降雨的概率和人工降雨的成功率，人为的改善了北方城市自然生态大环境和城区局地小气候环境；
当沙尘暴来临时、当城市空气质量较差时、当街道上扬尘严重时、起动控制系统，开启电磁阀(8-1)和(8-3)，自来水管路中的水源冲开单向阀(9-1)上升到楼顶层泵房后再经过加压泵(20-1)，二次加压后的高压水冲上楼顶平台上，经设置在平台四周护栏壁上2米间距的各喷水头(18)在高空位置、在街道上空实施连续不断、大压力、远距离、密集型、旋转交叉式喷水，形同降雨一般；充分利用水的特性，充分利用这些高位置喷出之水从高空坠落于地面这一过程，这一较大的落程来完成以下多项繁多的环保功能：清洗、过滤、净化空气，增加空气湿度，将空气中大量的沙尘、灰尘湿化、混为泥水后坠落地面，将大部分沙尘、灰尘拦截于高空；其拦截沙尘、灰尘量与设置喷水的位置高度、落程、水压、喷水密度成正比关系；这些不断坠落的喷水又同时冲刷掉了落在树干、叶面上滞留的沙尘、灰尘；而湿淋淋的树干、叶面又极大的提高了再次重复阻滞、吸附沙尘、灰尘的能力；所喷之水落地后又大面积、充分地湿化了地面、路面，而这些被湿化了的地面、路面又将不断飘落下来的沙尘、灰尘湿化、吸附、接纳、使其不能重复飞扬；连续的喷水可将地面、路面大量的沙尘、灰尘直接冲入下水道；在此同时大量的喷水落地后又充分地浇灌了道旁树木和绿化植被；从根本上彻底解决了树木严重缺水的大问题；
当沙尘暴来临时，当空气质量较差时，控制系统指令开启楼顶喷水程序，并且利用地面雨水回蓄池、城外大型雨水、中水回蓄水库中充足的蓄水来实施喷水作业；而这些喷出之水落地后再回流入雨水中水回收管路系统，从新返回到城外大型雨水、中水回收水库，这些水经沉淀处理后就可以多次循环重复使用；这套完整的循环式利用有限水源的方案为缺水的北方城市实施此系统工程创造了最大可行性；
对于楼顶平台结构不适宜实施蓄水的街道旁高楼，可以取消蓄水方案，单独、简单的实施街道旁高楼顶喷水结构的设置；
根据城市的地理、气候、水资源、环境污染程度、以及经济发展状况，在有条件的城市，完全可将街道旁高楼顶平台蓄水、喷水这种设施、这种环保形式推广、扩大至街道以外的整个城市范围的高楼顶平台上；以此来人为的、最直接的修复、改善、调控城市的生态环境，并以此为契机拉动整个城市环保事业走上良性循环的轨道。

2、  街道高架自动化喷水工程，包括：热镀锌管的主立柱(22)、副立柱(25)，外镀、内衬塑复合管的高架喷水管路(24)，旋转喷水头(18)，钢绞线(26)，电磁阀(8-4)、(8-5)、(8-6)、(8-7)、加压泵(20-2)、单向阀(9-3)、监控像头(27)、及电脑控制系统(28)、其特征在于：
该工程是在城市人流、车流密集的街道人行道上或快慢隔车带上设置的顺街道、长距离的高架自动化喷水装置；它以跨度为：16米(L2)为间距在街道旁建混凝土地基座，采用热镀锌管作主立柱(22)，高度为：8米(H1)；采用外热镀、内衬塑复合管作高架喷水管(24)，将此管架于跨度16米(L2)、高度8米(H1)的各主立柱顶端；在高架喷水管路上以间距2米(L1)为标准，设置安装无数个旋转式喷水头(18)，喷水半径为：10米-20米-30米，根据街道宽度设定；
为了保证16米跨度的高架喷水管路平直、不下垂弯曲，以主立柱中心轴线为基准，从主立柱顶端向高处延长，连接6米高的副立柱(25)，至此立柱总高为14米(H3)；在高架喷水管路上和副立柱上各取相对应的6个拉力点，以45°度拉力角用φ6毫米的钢绞线(26)将相对应的6组拉力点分别连接、调整、固定；这样个但保证了高架喷水管路平直、不下垂弯曲，而且使得该高架喷水设施具备了整体性、稳定性、坚固耐久性和美观性；
以0.5公里为间距，在总高为14米的立柱顶部安装一个监控摄像头(27)，并将此连接于电脑控制系统(28)；
在街道上每3公里建一个取水、加压及电脑控制系统的机房；在街道自来水总管道或城市中水、雨水、回蓄水专用水源管道上接入水源；根据电脑控制系统中所设定，排序的各街道、各时间段不同的喷水程序，以及安装在高架喷水设施顶部的监控摄像头(27)所提供了各街道扬尘实况信息，控制系统指令电磁阀(8-4)、(8-5)和加压泵(20-2)同时自动开启，水源进入管路后经过加压泵的高压水经套穿于主立柱(22)内孔中的水管道上升8米后进入高架喷水管路(24)，经喷水管路上2米间距的多个喷水头(18)旋转、交叉将高压水喷出，形同降雨一般，按所设定的时间，电磁阀和加压泵同时自动关闭，此喷水程序结束；
街道高架喷水从8米高处喷出到坠落地面这一过程，这一落程完成了以下十分繁多的环保功能：拦截、清洗、过滤、湿化了街道高处空气中扬尘、沙尘和悬浮颗粒物，净化了街道空气；为干燥的北方城市街道空气增加了宝贵的湿度，又充分地发挥了水自身的特性：吸热、降温；清洗、冲刷了道旁树干、叶面上滞留的灰尘，从根本上解决了北方城市道旁树木“滞留灰尘”功能无环保意义的问题；经常被冲刷干净而潮湿的树干、叶面有利于树木自身生长和多种功能的发挥，更有利于不断重复的吸附、阻滞空中灰尘；同时冲刷了树干、叶面上的虫卵，减少了树木病虫害；充分地浇灌了道旁树木，从根本上彻底解决了北方城市道旁树木长年严重缺水这个导致街道乃至整个城市自然生态环境恶化的重大问题；充足的水分使得道旁树木茁壮成长、枝繁叶茂、树冠体积庞大、树木叶面积总指数、生物量、功能量多倍地提高；庞大而绵密的树冠连成一片，对整个街道形成了大面积的遮盖，这个绿色的遮盖面形成了对街道上空沙尘、扬尘、悬浮颗粒物和路面汽车尾气的上、下双重拦截网；及时地、近距离、高浓度地大量吸收汽车尾气、二氧化碳，吸滤有毒有害气体，释放氧气；树木在街道上真正地担负起了二氧化碳的天然消费者和氧的制造者这个重要的角色；同时大面积地阻滞、吸附扬尘、沙尘、消减噪音、遮阳荫蔽、吸热放凉、降温增湿，美化城市；高架喷水落地后，大面积地湿化了路面，而被湿化了的路面又严阵以待将空中不断漂落下来的灰尘、沙尘、悬浮颗粒物附着、吸收、湿化、稳定，使其不能重复飞扬；巧合的是：这些地潮湿的路面又受到街道上茂密的树冠遮阳保护，从而大程度的延长了潮湿期；
自动程序化控制，针对各街道不同的状况，在不同的时间段，街道高架自动喷水设施可进行以下多种的喷水方式：湿化型喷水为高峰期提供洁净得空气，为北方城市街道环卫清扫湿作业化提供了可靠的条件；冲刷型喷水直接将大量浮尘冲入下水、回水道；在清晨上喷与下扫同步刷洗型喷水可将路面灰尘刷洗的干干净净，达到了给街道洗澡的最佳效果；监控型喷水消除了某路段突发的扬尘；应急型喷水减少了沙尘暴来临时给居民带来的危害；夏季降温、增湿型喷水为北方城市居民提供了凉爽、舒适的出行环境；而专用药剂水喷洒又为道旁树木病虫害防治，以及针对各种突发性传染病的卫生防疫药剂水喷洒工作提供了十分有力、行之有效的公共卫生设施和应急手段；
街道高架喷水设施模拟于自然降雨，而其性能又高于自然降雨，它以人为性、机动灵活性、可自动程序化性的优势，彻底摆脱自然气候条件的限制，每天、每时、每刻均可随心所欲地在街道上实施多种型式的喷水作业，从而根治街道扬尘，为北方城市广大居民出行提供了洁净、湿润、高含氧量的空气；在一定程度上消减了汽车尾气，减小了温室气体排放，改善了街道乃至整个城市的自然生态环境；它是对传统、落后的城市街道设施的一次前所未有的变革；
为了城市街道环境的美观，此高架喷水管道取消了防冻保温包装，当冬季气温在摄氏0°度以下时，这时地下水源主管道中的水温为摄氏13度，上述常规喷水程序结束后，电脑控制系统立即指令电磁阀(8-6)、(8-7)和加压泵(20-2)自动开启，这样高架喷水管道中未喷出的水被很快吸回地面下，这些高出水源管道水压的水冲开单向返回到水源主管道，达到了避免冬季高架喷水管道冻结的效果；
在有些城市、区域也可采取在高架喷水管路16米跨度中间部位增加2根支撑立柱的简单方法来避免高架喷水管道中间部位下垂弯曲问题，从而取消副立柱和拉力钢绞线；
在街道现有高杆路灯立柱地基座和材料坚固、可行的条件下，可将高架喷水管道改造型附架于这些现有高杆路灯的立柱(33)之间上，并在32米跨度间增加四根8米高坚固的支撑立柱(34)，此方案可节省巨大量的资金投入；
由于街道高架喷水设施的立柱所设置的位置、高度、跨度与现有街道高杆路灯的偶合性、一致性，喷水设施立柱设计用材和地基又十分坚固，完全有条件、有必要将路灯附置于喷水设施的立柱上，使高架喷水设施的立柱一柱多用；这种布局设计将会淘汰价格昂贵、用途单一的高杆路灯，为城市市政建设节约巨大量的资金，也等于是大量减少了高架喷水设施了的造价成本；同时由于高架喷水设施与路灯合二为一的整体美观性，为城市街道上增添了一道亮丽而高雅的风景线。

3、  人行道环保长廊及低位蓄水工程，包括：以街道高架喷水设施主立柱(22)下部分为依托的各支撑和各16米跨度中另外增加的2根高度：2.5米，间距5.3米(L6)的短立柱(35)的支撑点，以这些支撑点为依托与镀锌管(36)和镀锌方管(37)组合焊接而成长廊顶框架相连接、伸向外侧高：2.5米(H7)，宽：2.7米(L7)的长廊主结构，以及在长廊顶框架上铺设的PC耐力板(2)，其特征在于：
与这些支撑立柱成93度夹角(α¹)伸向外侧的斜坡型长廊顶框架上，将PC耐力板材料的顶面板靠近立柱最低端边沿向上弯起130毫米长的弧形大弯(38)，而另一端最高处向上弯起50毫米的弧形小弯(39)，由于此长廊顶面板两端边沿均向上弯起，以及耐力板顶面材料的顺长度铺设，从而形成了可容水的蓄水型长廊顶面；当高架喷水作业时，大量的水滴存于此顶面上，使长廊顶面可永久性的保持着一个水面；在与水平面成3度斜坡型的长廊顶面最低端，设置安装一个电磁阀(8-8)，每天清晨五时前，控制系统控制该阀开启，长廊顶部所蓄的水顺3度斜坡(α²)很快流下；当清晨实施冲刷型喷水作业时，落下的水将顶面灰尘、沉淀物冲刷干净后，电磁阀(8-8)自动关闭，开始重新蓄水；
高架喷水作业前3分钟，街道上均有音乐提示，这时行人可进入长廊下照常行走或停留；
人行道环保长廊及低位蓄水工程在为行人提供躲避高架喷水作用的同时，其自身又具备以下多种独特的生态环保功能：长廊顶面长距离的永久型水面在街道上起到了高效的接尘、吸尘、纳尘的环保功能，此水面为干燥的北方城市街道空气提供了宝贵的湿度，夏季又可起到降温作用；
它解决了当前新建、扩建道路多，而道旁新栽树木数年难望有遮阳的现实问题；近年来全球气候急聚变暖，城市道旁树木缺水，生长状态差，造成遮阳差，无遮阳，特别是夏季当烈日高照时，更显示出实施此长廊的必要性、优越性、科学合理性；
在北方，冬春两季树木近半年无叶、少叶，道旁树木阻滞灰尘功能无法发挥时，环保长廊严实的遮挡面起到了绝对的补偿作用；
人行道环保长廊改变了居民日常出行在人行道只能靠树荫遮阳的历史，不论春、夏、秋、冬，不论烈日高照，还是刮风下雨、下雪，环保长廊以顺街道大距离的长度，严实的遮档面为广大居民提供了凉爽、洁净、舒适、优越的出行环境；
在夏季，阳光中的紫外线可使人体诱发多种疾病，甚至癌变；对此近年来越来越被广泛的重视，媒体宣传经常提醒居民尽量减少烈日下的户外活动，出行要有遮阳防护措施，而人行道环保长廊凭其优越的遮阳功能，从根本上解决了居民夏季出行在人行道上受强阳光紫外线直射的问题；
对于街道有坡度的路段，为了保持长廊顶面的水平位，可采取分段、台阶型的方法来设置长廊；在部分城市、区域也可将长廊顶面结构更改为普通型，取消长廊顶部蓄水。

城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程
技术领域：本发明涉及城市生态环保，特别是涉及街道环境的清洁、空气的净化。
背景技术：街道是城市交通的网络，是城市的“动脉”。是城市人类生存、活动的必经之地。是社会政治、文化、经济发展、商品流通的重要场所。是城市形象、品位的最直接体现。街道又是城市人流、车流最密集的区域，尤其是大城市，密集程度更为严重。但是在我国北方城市街道上近年来突现：路面干燥、汽车剧增、扬尘和尾气污染严重、道旁树木缺水干枝少叶无遮阳、街道空气混浊、自然生态环境严重恶化，涉及人口众多，危害面和危害性十分巨大，已成为迫切、亟待解决的社会现实问题。
在我国北方城市，由于气候少雨、干燥，加上数量剧增的汽车所排放和散发出的热量，使得街道路面干燥程度变得更加严重。而随着城市化、工业化的飞速发展，宏大的房地产业、城市改造、道路拓宽等大量的工程建设所产生的巨大量的建筑垃圾、土方以及工业垃圾、生活垃圾在转运途中的抛洒，这些来之多方面的大量灰尘和天空飘落下来的颗粒物汇集于街道路面上，而街道上数量剧增的千万辆汽车的排气筒在排出大量尾气的同时又和车轮一起将路面上这些大量灰尘毫无保留地、反复地、吹起、甩起、扬起；街道上每驶过一辆车，就会扬起一股灰尘；当一辆车从道路边沿驶过时、当公交车靠站时，由于道路边沿灰尘较厚，车后总会扬起灰的长龙；面对扑面而来的浓灰，行人只能是吸纳、忍受。在北方城市，街道上的汽车就像千万台热“吹灰机”、“扬尘器”，而街道上的行人、公交车乘客、以及汽车司机就是数以万计的“吸尘器”。北方城市广大居民长年累月饱尝大量吸入街道扬尘和尾气之苦、之烦、之害，身体健康、生存环境受到严重威胁。街道是城市扬尘最大的发源地和危害地，是城市空气污染的重灾区。
在北方城市，当刮起大风时，建筑物顶平台和道路上已落下的大量灰尘、沙尘又被大风重新扬起，刮得整个城市灰天灰地，行人口里、脸上、浑身都是灰尘，眼都睁不开。居民回到家中，房间里到处都是灰尘。当沙尘暴来临时，此种情况更为严重。
几十年来，北方城市环卫清扫街道一直都是干作业化。由于气候干燥、路面干燥，环卫工人日常清扫街道只能是较轻地扫去路面漂浮杂物，但对路面灰尘却难以清除，稍微用力，就会扬起较大的灰尘。目前的现状为：环卫工人清扫路面灰尘只能是扫一半、扬一半、留一半，扫地时动作越大，当时风力越大，灰尘飞扬量就越大，飘扬的距离就越远。这些扬尘使得街道两旁的行人、商铺、饭店、住户深受其害。这些扬尘也使得街道两旁的树木、绿化植被经常都是灰土朦朦，严重的危害着植物的生长和生态功能的发挥；也严重地破坏着城市的形象。环卫工人扫路面的过程就是扬尘的过程，就是将路面灰尘“换位”的过程。而实际清除率却很低。
如果将街道上的灰尘总量设定为100指数，那么：
1、环卫清扫实际清除率约为：30％；
2、清扫后路面余留灰尘率约为：20％；
3、环卫清扫时灰尘飞扬率约为：20％；
4、被过往汽车扬起率约为：30％。
由于以上3、4两项灰尘飞扬规律均为扬起、落下、再扬起式的多次重复性飞扬，所以街道灰尘实际飞扬率总约量表示式应为：
(20％+30％)×2次＝100％；
(20％+30％)×3次＝150％；
(20％+30％)×4次＝200％；
……
由此可见，街道实际扬尘量是巨大的。而且这些扬尘中的微细粉尘往往顺风力，随空气上升气流飘扬到高空，严重地污染着整个城市的空气。当前街道扬尘已经成为北方城市大气污染的重要因素。
据眼科专家讲：由于北方城市街道扬尘大的原因，市民眼建康、眼视力整体水平明显低于南方和沿海城市。
城市街道上的扬尘不同于远离城市、乡间土路上的扬土，没有污染物，而街道扬尘中所含各种工业化学有害物质、重金属和汽车尾气中的有毒物质以及各种细菌、各种传染病毒，成份十分复杂，而且含量较高，每时每刻都在危害着广大居民的身心健康；它严重破坏着城市的环境，它是城市各种传染病和疾病最大的载体，是广大居民身体健康最大的元凶。
一个人如果一星期不吃饭可以硬抗过来，但一分钟不呼吸就无法忍受。从生理角度讲：“呼吸”和“洁净的空气”是生命的第一需要。而街道是城市广大居民日常生活、工作的必经之地，是人口最稠密区域，但又是广大居民接触、吸入扬尘，吸入工业化学有害悬浮颗粒，吸入汽车尾气最严重的区域。
特别需要重点提示的是：据有关研究证明：“通常在被污染的大气中二氧化硫(SO₂)与多种污染物共存。当汽车尾气中及街道空气中二氧化硫(SO₂)与扬尘、颗粒物被人体同时吸入时，对人体产生的危害往往比它们各自作用之和要大得多。
这是因为扬尘、飘尘气溶胶粒子把SO₂带入呼吸道和肺泡中，其毒性可增大3-4倍。若飘尘为重金属粒子时，由于催化作用，可使SO₂氧化为硫酸雾，其刺激作用比单独二氧化硫(SO₂)的刺激作用增强10倍。SO₂还可增强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。”^①
以上现实和有关理论完全可以证明：北方城市街道扬尘和汽车尾气的混合气体与广大居民整体健康水平息息相关，它的浓度与各种疾病发病率，与医院就诊率成正比关系。
多年来在北方城市，有限的洒水车难以担负起每天定时为各街道环卫清扫前喷湿路面这项庞大的工作。而洒水车只能是在小范围路段、应对型的，偶然临时性、少量间断性的喷洒路面。水资源浪费大，而所起效果甚微、时间短。偶然性的喷水、短期的湿路面，但路面灰尘量却未改变。根本达不到日常化、程序化、自动化、消除化，更无法根治街道扬尘。洒水车在作业时大压力的喷水在街道路面上荡起来的浓灰、泥水使过往行人难以躲避。而洒水车自身所带来的资源和能源消耗、尾气排放污染以及交通压力显而易见。
“自然化、森林化”正在成为现代化城市的发展方向。但是在北方，随着城市建设、老城区改造和宏大的房地产业的飞速发展以及城中村密集的建筑，老院落在大量减少，树木失去大量的生长空间，老树、大树在消失，城区树木覆盖面积在大程度减少。而道旁树木在城市绿化中所占比例和重要性在不断提升，已成为城市绿化的主体。
街道上汽车尾气是城市空气环境最大的污染源，而道旁树木是城市绿化的主体。“两者的关系是道旁树木进行光和作用时，吸收空气中的二氧化碳、有毒、有害气体和土壤中的水分，合成有机物质并释放氧气，其化学反应式为：

因此道旁树木是街道空气中二氧化碳的天然消费者和氧的制造者。起着使街道空气中二氧化碳和氧相对平衡稳定极其重要、并无可取代的作用^②。”道旁树木是抗衡城市街道汽车尾气、抗衡整个城市二氧化碳、温室气体排放的唯一克星。
不仅如此，“道旁树木对二氧化硫等许多有毒有害气体具有净化作用，特别是树冠庞大、绵密的树木对二氧化硫的吸收净化功能较大。利用绿化树木防止有毒、有害气体的危害，是城市环境保护的重要措施^③。”道旁树木还担负着阻滞、吸附、过滤灰尘、净化空气、消减噪音的重要职能。具有关研究证明：“道旁树木对飘
                                
①参见林肇信等主编《环境保护概论》(修订版)，高等教育出版社，1999年，第88页。
②参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版)，科学出版社，2003年，第165页。
③参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版)，科学出版社，2003年，第167页。
尘、降尘、扬尘的阻滞、吸附、过滤效果非常显著。据北京市92年测定：在夏季，街道林带减尘率可高达60％-80％^④。”道旁一棵大树就是一座巨大的天然绿色空调器，它可遮阳蔽荫、吸热放凉、降温增湿、美化城市、改善城市自然生态环境，特别是街道环境。随着全球气候急聚变暖，尤其是在炎热的夏季，更显示出它的重要性和无可取代性。森林是“地球之肺”，而道旁树木应该为“城市之肺”。它是城市自然生态的“灵魂”。
但是多年来北方城市人类不但没有“善待”道旁树木，反而严重地破环了道旁树木最起码的生存条件和环境，由于前些年城市建设失去科学主导，违背自然生态规律，刻意追求所谓的城市美观，以及不合理的结构设计。统一将人行道上老的、原本透水性良好的土坯小砖换成眼下的不透水釉面大方瓷砖。根据对有关城市市政建设施工标准查证得知：(以西安市为例)，多年来人行道瓷面方砖铺设一直采纳如下结构设计和施工流程：
1、原地基土层加白灰夯实；
2、上面铺设5公分厚完全不透水的混凝土；
3、再上面是比例为6∶1的砂子和水泥混合铺垫层；
4、最上面铺设不透水釉面方型大瓷砖；
5、人行道斜坡度为：2-3度。
当北方地区每年有限的降雨来临时，大量宝贵的雨水却顺人行道斜坡流入下水道。只有少量的雨水能从瓷面地砖间缝流入铺垫层。但此少量的雨水只能保持在铺垫层内，而无法穿透混凝土层，更无能力到达树木根部。人行道铺设完工后几年，地砖间缝又被灰尘、痰渍、污渍、油渍所封死，使得当初可流入铺垫层的少量雨水也难以下流。
综上所述，以上结构造就了人行道路面的完全不透水性。与铺设瓷面方砖前相比，流入树木根部的水份约减少了80％。加上街道两旁高大的建筑物和大而严实的水泥铺砌面，使得道旁树木根系无处吸收水份！而城市绿化部门能够浇灌的面积、次数、水量又及其有限，只是杯水车薪。许多树木3-5年都难得被浇灌一次。又有许多道旁树木被人为的、无意识、甚至是有意识的为了所谓的城市美观将树坑与人行道铺平，造成树木根部无积水坑，使得树木无法接收雨水，也无法接受浇灌。以上多种因素造成道旁树木多年来长期严重缺水，生存条件不断恶化，生长态势让人十分担忧！严重破坏了街道自然生态！
“水”是植物体的重要组成部分，是植物生命活动的必需。植物的光合作用和呼吸作用以及有机物的水解反应只有在水分子存在的条件下才能进行。土壤中的有机物和无机物只有溶解于水中才能被植物根部吸收。”
                               
④参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版)，科学出版社，2003年，第168页。
“当植物水分亏缺时，光和速率明显下降，叶片缺水气孔开度较小或关闭，严重阻碍着二氧化碳的吸收和同化。植物原生质的含水量一般在80％以上，如果原生质失水过多，就会引起植物胶体的破坏，导致细胞的死亡。”
“水”是树木的生命线。水分维持、促进着树木细胞的膨大，道旁树木能够生长茂盛、枝繁叶茂、树冠宽大、叶大荫浓更需要充足的水分。”^⑤
近年来北方城市在街道植树问题上，普遍出现只管栽树，不管长势的不正常状况。由于长年严重缺水，道旁新栽树木生长十分缓慢，新修道路很难成荫；大树、老树变的干枝少叶，干枯死亡率不断增加；由于长年严重缺水，造成道旁树木有树干而无树冠、有树冠却少叶无遮荫，难以枝繁叶繁，难以发挥真正的生态环保作用。形成了道旁有其树，而无其实的现实格局。道旁大部分树木处在勉强维持存活的状态。而且此种状态只是初期显现，道旁树木因严重缺水生长态势将继续恶化！
有关研究证明：“树木吸碳放氧等一系列生态功能的大小取决于树木叶片单位面积、叶片总数量、叶面积总指数、以及自身生物量；树冠体积愈大、叶片愈大、叶片数量、层次愈多愈密，树木各种功能量就越强^⑥。”而制约、决定树木这一切的重要因素是“水”。面对城市街道上汽车剧增、尾气污染、扬尘严重、遮阳差的严重现实局面，街道旁由于长年严重缺水、生长十分缓慢的小树和干枝少叶、干枯死亡的大树无法树冠庞大、枝繁叶茂，无能力为街道成荫，无能力发挥它们应有的多种生态功能。更无能力担挡起街道空气中二氧化碳和各种有毒、有害气体的天然消费者这个重要角色。北方城市自然生态环境在不断严重恶化！
由于北方气候干燥少雨，城市道旁树木叶面上所“滞留”的灰尘长期无雨冲刷，只能是随时“滞留”随时被风刮走。所以树木“滞留灰尘”这项功能在北方城市没有环保意义。
当前我国北部、西北部众多城市长期受沙尘暴、道路扬尘、汽车尾气、工业有害悬浮颗粒的严重污染、危害。据世卫组织称：当前全球污染最严重的10个城市中就有6个在中国北方。近几年外国评论家已经将：“道路上尘土飞扬”“肮脏的城市”作为北方城市的代言词。北方城市生态环境恶化形势十分严峻！
长期以来，北方城市街道扬尘以及汽车尾气一直严重的困扰着、危害着广大居民的日常生活和身体健康。严重地阻碍、制约、破坏着城市的经济发展和城市形象、乃至国家整体形象。它是北方城市生态环境、卫生治理的根本，是重中之重。对它的根治就是最大的以人为本，就是最大的生态保护。而随着城市化、工业化建设的突飞猛进、城市经济的飞速发展、宏大的房地产业、汽车数量不断急剧的增加，汽车尾气、街道扬尘也会随之增大，街道空气混浊、生态环境在继续严重恶化。
                           
⑤参见蒲亚云主编《绿化工》，电子科技大学出版社，2004年，第19页。
⑥参见杨士弘等编著《城市生态环境学》(第二版)，科学出版社，2003年，第166页。
所以彻底根治城市街道扬尘以及减小汽车尾气问题迫在眉睫、刻不容缓。一个城市街道扬尘不能根治，这个城市永远是病态城市。时代在前进，人类要进步。在城市经济迅猛发展的同时，应因地制宜，从根本上彻底改变北方城市公共环境卫生基础设施滞后的现状。
面对北方沙尘暴治理效果很不尽人意，沙尘暴自然形成的不可避免性，沙尘天气很难在可预见的将来消失的现实。面对近几年全球气候急聚变暖，城市汽车数量剧增，温室气体排放随之而加大。面对北方城市街道近年来突现：路面干燥、尾气剧增、扬尘严重、空气混浊、树木缺水遮荫差、自然生态环境严重恶化。北方人类不能随其自然、任其危害。应充分发挥人类的聪明才智，研究相应的对策，找到符合于国情、市情、一劳永逸的最佳切入点。改变老的、不科学、不合理的运行配制，保护植物，树立人与自然和谐互惠、共生共荣的生态环保理念。开拓一切可能利用的条件和空间，来占领主生态位。以人为本、控制、修复生态环境恶化的现状，从而创造出最佳的生存环境。
发明内容：针对北方城市气候少雨、干燥，街道上近年来突现：路面干燥、汽车剧增、扬尘大、尾气污染严重、道旁树木严重缺水、干枝少叶无遮阳、街道空气混浊、自然生态环境严重恶化。本发明在街道空间立体方位设置、调配、改变水的位置和植物的生长状态，在人流、车流密集的街道高空、中空、低空实施蓄水、喷水。充分利用水所处的最佳有利位置和自身特性及运动规律，充分发挥利用植物最佳的生态功能，在城市各街道上构建、编织成宏大的、多方位环环相扣的立体生态环保网。创造日常化、自动化、程序化、清除化的街道清洁湿作业条件。将空中飘尘提前阻滞、吸附、过滤、拦截，使落下的灰尘不能重复飞扬；将汽车尾气及时消减，使其减小扩散，净化街道空气并增加其含氧量；减小城市干岛效应、热岛效应和温室气体排放；加大街道遮阳面，减小强阳光紫外线对人体的危害；遏止道旁树木因严重缺水而干枝少叶、干枯死亡的态势；改善、修复北方城市街道自然生态环境恶化的现状。人为打造湿润的城市小气候环境。为北方城市居民日常出行提供洁净而湿润的空气和凉爽、舒适的环境。提高居民整体健康水平，降低疾病发病率。
发明具体方案如下：
由三项工程组合构成的“城市街道高、中、低空立体防线、生态型拦尘、消碳环保系统工程”。对该系统工程的论述分以下五部分：
(一)高空：道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程
(二)中空：街道高架自动化喷水工程
(三)低空：人行道环保长廊及低位蓄水工程
(四)耗水问题和采水、配水方案
(五)整体功能特性和宏观效益
(一)道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程
在城市，高大建筑物密集、林立。这些建筑物顶部均为平台式，总面积无比宏大。完全可以，也完全有必要将这些历来都是闲置的高楼顶平台空间开发利用，使其为城市环保事业发挥重要作用。具体方案为：因地制宜，充分发挥利用高建筑物、特别是街道两旁的高建筑物的高度优势，在其顶部平台上增加两项设施：
1、顶平台蓄水设施。
2、顶平台喷水设施。
附图说明  图1是道旁高楼顶平台蓄水、喷水工程示意图，图中表示有如下结构和装置：1.道旁高楼顶平台；  2.PC耐力板；  3.蓄水池；  4.增设的水管道；5.注水深度；  6.水位计；  7.控制系统；  8-1、8-2、8-3.电磁阀；9-1、9-2、单向阀；  10-1.自来水源；  11溢流口；  12.雨水回收管道；13.雨水回收池(库)；  14-1.水泵；  15.底部堵头；  16.下水管；  17.污水道；18.喷水头；  L1喷水头间距；  19顶层泵房；  20-1.加压泵。
具体实施方式
1、顶平台蓄水设施：图1所示，在街道旁高楼顶平台上1整体面积铺设厚度为5毫米的PC耐力板2，四周成90°度弯起固定于平台周边护栏墙体上，弯起高度为：400毫米，接缝焊接作成可容水的蓄水池3。此PC耐力板重量轻、耐冲击、耐腐蚀、阻燃、抗紫外线，有较强的耐候性和耐老化性，使用寿命可达三十年之久。PC耐力板铺设和接缝焊接完工后，通过所增加、设置的水管道4向PC耐力板铺设的蓄水池内注入100毫米深度的自来水5，此水面为永久性水面。在水中安装有水位计6，当水面自然蒸发，水位下降到50毫米时，水位计提示控制系统7，控制系统指令水管路中的电磁阀8-1、8-2自动开启，自来水管路10-1中的水压冲开单向阀9-1冲上搂顶平台进行自动补水，当水位达到100毫米时补水工作自动停止。
当自然降雨时，当水位超过200毫米时，雨水会顺溢流口11流下，通过雨水回收管道12进入地面修建的雨水回收池既城外雨水回收库13。当地面回收池既城外雨水蓄水库水量充足，楼顶蓄水需补充时，控制系统指令水泵14-1和电磁阀8-2开启，地面所蓄雨水冲开单向阀9-2冲上楼顶平台实施补水，由此省去大量的自来水。从而达到对雨水的直接回收、直接利用、多余回蓄的生态高标准。
至此在城市高楼顶平台上，特别是街道两旁的高楼顶平台上增加了一块块永久性的水面。这些无数块高楼顶平台上的蓄水面遍布整个城市，在城市高处组成了分散的、但总面积却十分宏大的永久性水面，形同高空的人工湖泊。此水面的形成在城市高处担负起了接尘、吸尘、纳尘、拦尘的重要环保作用；它在城市高处严阵以待，每时每刻地将高空中大量的飘尘、降尘、扬尘和工业化学有害悬浮颗粒物提前接受、吸纳、拦截；当沙尘暴来临时，这个宏大的水面可将风沙中、空气中大量的沙尘、灰尘收集、接纳到水中，使其终止飞扬。从而大程度地降低了沙尘暴的危害，提高了城市的空气质量。此水面也从根本上解决了刮大风时，高楼顶平台上已落下的大量沙尘、灰尘又被重新刮起、扬起的重复污染问题。这个宏大水面的日常蒸发又为干燥的北方城市空气增加了宝贵的湿度。同时也增加了城市上空云层的水气含量，从而提高了自然降雨的概率和人工降雨的成功率。人为地改善了北方城市自然生态大环境。此工程的实施也使得顶层房间保温性能增强，冬暖夏凉。
定期清理、刷洗蓄水池底部污泥，打开底部堵头15，污水经楼上下水管16流入地面污水道17。
2、顶部平台喷水设施：图1所示，为了提高城市空气质量，减小沙尘暴的危害。在高楼顶平台，特别是座落在街道两旁的高楼顶平台四周护拦壁上设置间距为：2米L1，射程为：20米-30米-50米的大压力、远射程的旋转喷水头18。当空气质量差时，当沙尘暴来临时，起动控制系统，开启电磁阀8-1和8-3，自来水源中的水压冲开单向阀9-1，上升到楼顶层泵房19后，再经过加压泵20-1，被二次加压后的高压水冲上楼顶平台上，经设置在平台护拦壁的无数个喷水头18将高压水喷出。
当空气质量差时，当沙尘来临时，当城外雨水中水回蓄水库水量充足时，控制系统指令水泵14-1、电磁阀8-3，加压泵20-1同时开启，地面蓄水库的水冲开单向阀9-2，经加压泵加压的高压水冲上楼顶平台上，经设置在平台上的无数个喷水头18在高空位置、在街道上空实施连续不断、大压力、远距离、密集型的旋转交叉式喷水，形同降雨一般。大程度的减少了沙尘暴对城市空气的严重污染。充分利用水的特性，充分利用这些高位置喷出之水从高空坠落于地面这一过程、这一较大的落程来完成以下多项环保功能：
(1)净化清洗、过滤空气，增加空气湿度，将空中大量的沙尘、灰尘湿化，使之混为泥水坠落地面。将大部分沙尘、灰尘拦截于高空。其拦截沙尘、灰尘量与喷头设置的高度、密度、射程成正比关系；
(2)这些继续不断坠落的喷水又同时冲刷掉了落在树干、叶面上的沙尘、灰尘；而湿淋淋的树干、叶面又极大的提高了再次重复阻滞吸附沙尘、灰尘的能力；
(3)所喷之水落地后又大面积、充分地湿化了地面、路面，而这些被湿化了的地面、路面又将不断飘落下来的沙尘、灰尘湿化、吸附、接纳，使其不能重复飞扬；
(4)连续的喷水可将地面、路面大量的沙尘、灰尘直接冲入下水道沉淀池中；
(5)落地的喷水又充分地浇灌了道旁树木和绿化植被。从根本上彻底解决了道旁树木严重缺水的问题。
当沙尘暴来临时，当空气质量较差时，控制系统指令开启楼顶喷水程序，并且利用地面雨水回蓄池、城外大型雨水、中水回蓄水库中充足的蓄水来实施喷水作业，而这些喷出之水落地后又回流入雨水回收管路系统，重新返回到城外大型雨水、中水回收水库中，这些水经沉淀处理后可多次循环型重复使用。这套完整的循环式利用有限水源的方案为缺水的北方城市实施此系统工程创造了最大的可行性。
当沙尘暴来临时，某幢高楼顶平台实施的蓄水、喷水将直接减小该高楼各房间的沙尘、灰尘入室率。高楼之间的相互、相对高压、喷水，如同降雨一般，形成了对整座楼外墙体以及窗户的湿化，这些湿淋淋的外墙体又很好地起到了大面积附着、吸收、静止沙尘、灰尘的巨大作用。而湿淋淋的窗户又对阻拦沙尘、灰尘入室起到了很好的密封作用。
高楼顶平台铺设的PC耐力板蓄水池如果出现意外破裂，渗漏之水很快顺建筑楼顶平台上原来设置的雨水下流管道流下，不会造成对楼顶平台的浸泡、渗漏。
冬季，当气温降至摄氏0°度时，可在楼顶平台蓄水池中加入环保型防冻剂，或是暂时取消蓄水。
对于楼顶结构不适宜实施蓄水的街道旁高楼，可以取消蓄水方案，单独、简单的实施道旁高楼顶喷水结构的设置。
根据城市的地理、气候、水资源、环境污染程度以及经济发展状况，在有条件的城市，完全可将街道旁高楼顶平台蓄水、喷水这种设施、这种环保形式推广、扩大至街道以外的整个城市范围。以此来修复、改善、调控城市生态环境，并以此为契机拉动整个城市环保事业走上良性循环的轨道。
(一)街道高架自动化喷水工程
包括：1、高架部分.2、水源的接入和控制部分.3、功能特性.4、路灯部分.
附图说明  图2是街道高架自动化喷水工程示意图，图中表示有如下结构和装置：
21.人行道；L2立柱间距；22主立柱；H1.主立柱高度；23.立柱底座；24.高架喷水管路；18.喷水头；25.副立柱；H2副立柱高度；H3.立柱总高；L3、L4、L5.喷水管上拉力点间距；H4、H5、H6.副立柱上拉力点间距；26.拉力钢绞线；L1.喷水头间距；27.监控摄像头；28.电脑控制系统；29.立柱顶灯；30.街道自来水总管道；31.消防栓支管道；8-4、8-5、8-6、8-7.电磁阀；20-2.加压泵；9-3.单向阀；32.路灯。
图3是街道现有灯柱上附架喷水管示意图，图中表示有：33.现有路灯立柱；34.支撑立柱。
图4是街道高架自动化喷水工程实景与效果图。
1、高架部分：
(1)该工程是在城市人流、车流密集的街道人行道21上或快慢隔车带上设置的顺街道、长距离的高架自动喷水设施。首先在道旁树木同行线上以间距、跨度为：16米为标准L2，施工挖建深度为：1.5米，大小为：1米×1米的正方型地基坑位，预埋4根直径为：20毫米的地脚螺栓，以此建成混凝土立柱地基座。
(2)采用DN：6寸，外径：φ165毫米，壁厚：4.5毫米的热镀锌管作主立柱用材22。长度(高度)为8米H1，在一端成90°度焊接一块厚度为：20毫米，大小为400毫米×400毫米的正方型钢板，钢板四角钻有直径为φ22毫米的过孔，以此作为立柱的底座23，将此主立柱直立安装于混凝土基座上，将缧母紧固。
(3)采用DN：3寸，外径φ88.5毫米，壁厚4毫米的外热镀、内衬塑复合管作高架喷水管路24。将此水管平架于高度为：8米H1，跨度为：16米L2的各主立柱顶端固定焊接。
(4)为了预防喷水管路四季温差造成的热胀冷缩，管路变形，在16米跨度的喷水管路中间位置安装一个膨胀节。
(5)为了消除高架喷水管路16米跨度中间部位出现的下垂弯曲问题，特作出以下结构设计：
A.在主立柱顶端向上连接副立柱：以主立柱中心轴线为基准，在8米立柱的顶端，将DN：4寸、外径φ114毫米，壁厚4毫米，长度6米H2的热镀锌管，作为副立柱25，固定、焊接、延长伸向高处。至此立柱总高为14米H3。
B.在高架喷水管路上，从副立柱外园边沿为起点量尺寸分别为：3.5米L3，4.8米L4，6米L5，在这三点处分别焊接固定点、安装可调整件。
C.在于高架喷水管路成90°度相对应的副立柱上从低起点向高处量尺寸，分别为：3.5米H4，4.8米H5，6米H6，在此三点上分别焊接固定点。采用直径φ6毫米的热镀低碳钢7股钢绞线26作拉线，成45°度拉力角连接于高架平水管路和副立柱之间。将以上三组拉点分别连接、调整、紧固。每根副立柱两侧均为对应双拉。从而使得高架喷水管路平直不弯，也使得该高架喷水设施具备了整体性、稳定性、坚固耐久性和美观性。
(6)在高架喷水管路上以2米间距L1为标准，设置安装无数个可旋转喷水头18，喷水头喷水半径为：10米-20米一30米，根据街道宽度选择。
(7)以0.5公里为间距，在总高为：14米的立柱顶部安装1台监控摄像头27，并连接于电脑控制系统28。
(8)为了街道上此高架喷水结构整体的高雅、美观，在总高14米的立柱顶端，安装一个椭圆型乳白色顶灯29。整个高架喷水结构外表也均为乳白色。
(9)在有些城市、区域也可采取在高架喷水管路16米跨度中间部位增加2根支撑立柱的简单方法来消除高架喷水管路中间部位下垂弯曲问题。从而取消副立柱和拉力钢绞线。
(10)在有些街道也可将原设计高度为8米的高架喷水管道改为10米。
(11)图3所示，在街道现有高杆路灯立柱基座和材料坚固、可行的条件下，可将高架喷水管道改造型附架于这些现有路灯的立柱33之间上方，并在32米跨度间增加四根8米高坚固的支撑立柱34，此方案可节省巨大量的资金投入、大程度降低了该工程的造价成本，具有极高的现实可行性和必要性。
2.水源的接入和控制部分
(1)在城市主要级街道的人行道上每3公里开挖建一个地下供水系统沟槽，并建供水、加压系统泵房，以及电脑控制箱。在街道自来水总管道30，消防栓支管道上31，或是在城市雨水、中水专用水源管线上接入水源。
(2)根据各街道的具体情况来设定、排序不同的喷水程序，将此程序输入电脑控制系统，每天定时启动电脑控制系统，并根据安装在高架喷水设施顶部的监控摄像头27提供的各街道路面突发扬尘实况信息，经电脑控制箱及总控制室处理后指令电磁阀8-4、8-5和加压泵20-2同时自动开启。水源进入管路后经加压后的高压水经套穿于主立柱22内孔中的水管路上升8米后进入高架喷水管路24，再经设置在喷水管路上的无数个喷水头18，将高压水喷出。各喷水头旋转式交叉喷水形同降雨一般。按所设定的时间，电磁阀和加压泵同时关闭，此喷水程序自动结束。
(3)为了城市街道环境的美观，此高架喷水设施的水管道设计为免除防冻保温包装的方案：当冬季气温在摄氏零度以下时，地下水源主管道中的水温为摄氏13度。上述常规喷水程序结束后，电脑控制系统立即指令电磁阀8-6、8-7和加压泵20-2同时开启，这样高架水管路中未喷出的水被很快吸回地面下，这些高出水源管道压力的水冲开单向阀9-3返回到水源主管道。这样就避免了冬季高架喷水管道的冻结。
3、功能与特性：
街道高架喷水从8米高处喷出到坠落地面这一过程、这一落程完成了以下十分繁多的环保功能：
(1)拦截、清洗、过滤、湿化了街道高处空气中的漂尘、扬尘、沙尘和悬浮颗粒物。使其混为泥水坠落地面，净化了街道空气。
(2)为干燥的北方城市街道空气增加了宝贵湿度。又充分地发挥了水自身的特性：吸热降温。
(3)继续不断坠落的喷水清洗、冲刷掉了道旁树干、叶面上滞留的灰尘。从根本上解决了北方城市道旁树木“滞留灰尘”功能无环保意义的问题。
(4)经常被冲刷干净而潮湿的树干、叶面有利于树木自身生长和多种生态功能的发挥，更有利于不断重复的阻滞吸附空中飘尘。
(5)冲刷了树干、叶面上的虫卵，减小了树木病虫害。
(6)充分地浇灌了道旁树木，遏制了道旁树木因缺水大量干枯死亡的态势。街道高架喷水的实施，可使北方城市在人行道路面完全不透水现状的情况下，却能从根本上解决道旁树木严重缺水这个导致街道乃至整个城市自然生态环境恶化的重大问题。同时也等于是解决了北方城市人行道路基坚固、路面平整美观与道旁树木必需有充足的水分之间的矛盾。充足的水分使得道旁树木茁壮生长、枝繁叶茂、树冠体积庞大、叶片层次多、数量多、树木叶面积总指数、生物量成数十倍的提高，庞大而锦密的树冠连成一片，对整个街道形成了大面积的遮盖。这个绿色的遮盖面形成了对街道上空扬尘、沙尘、悬浮颗粒物和路面汽车尾气的上、下双重拦截网。使得道旁树木充分发挥其多种强大的自然生态功能：及时地、近距离、高浓度地大量吸收汽车尾气、二氧化碳，释放氧气，减小温室气体排放，吸滤有毒、有害气体。树木在街道上真正地担负起了二氧化碳的天然消费者和氧的制造者这个重要的角色。同时这个绿色遮盖面又大面积地阻滞吸附扬尘、沙尘、消减噪音、遮阳荫蔽、吸热放凉、降温增湿、净化空气、美化城市、改善城市小气候环境。在炎热的夏季，道旁树木体积庞大的树冠对整个街道的全面遮阳，不但给过往行人提供了舒适的出行环境，同时也给各种车辆的司机和广大公交乘客提供了凉爽的出车和出行环境。
(7)高架喷水落地后又大面积地湿化了路面，抑制了路面灰尘的飞扬。这些被湿化了的路面严阵以待将空中不断飘落下来的灰尘、沙尘、悬浮颗粒附着、吸收、湿化、滞留，使其不能重复飞扬。巧合的是：这些潮湿的路面又受到街道上茂密的树冠遮阳保护，从而大程度地延长了路面的潮湿期。
(8)电脑程序控制，各街道定时自动喷水，湿化路面，喷水停止后，环卫工人适时清扫路面，在不飞扬的状态下，将大部分灰尘清除掉。从而改变了北方城市环卫清扫街道干作业的历史。
(9)适当延长喷水时间，就可将路面大量的浮尘直接冲入下水道，而在清晨长时间大水量喷水的同时，环卫工人防雨着装上路清扫路面，就可达到彻底刷洗路面的最佳效果。
以上繁多的功能在街道空间打造、编织成了一个宏大的、环环相扣的、自然绿色生态环保网，阻拦、吸附、遏制、清除了街道扬尘。将空中扬尘提前拦截，使落下扬尘不能重复飞扬。从而达到了车过不起灰、扫地不起灰、刮风不起灰的最佳效果。
4、路灯部分
由于街道高架喷水设施的立柱所设置的位置、高度、跨度与现有街道高杆路灯的偶合性、一致性，喷水设施立柱设计用材和地基又十分坚固，完全有条件、有必要将路灯32附置于喷水设施的立柱上，使高架喷水设施的立柱一柱多用。这种布局设计将会淘汰价格昂贵、用途单一的高杆路灯，为城市市政建设节约巨大量的资金。也等于是大量减少了高架喷水设施的造价成本。同时由于高架喷水设施与路灯合二为一的整体美观性，为城市街道上增添了一道亮丽而高雅的风景线。
具体实施方式
1湿化型喷水：
每天下午5时左右，在人流、车流高峰期前半小时，实施一次短暂的街道高架喷水，清洁、过滤、改善街道空气，增加空气湿度，湿化路面，使得车过不起灰，为高峰期人流提供洁净的空气。
在傍晚时，再次启动高架喷水，湿化路面，喷水停止后，环卫工人适时的清扫路面，在不飞扬的状态下高效率的将大部分灰尘清除掉。从此改变北方城市清扫街道干作业的历史。
2冲刷型喷水：
在清晨5时左右以大水量、长时间段的高架喷水，冲刷路面，喷水顺路面坡度流向两侧的同时，将大量浮尘直接冲入街道下水、回水管的沉淀池中。同时又彻底浇灌了道旁树木。
3上喷与下扫同步刷洗型喷水：
根据街道在城市所处位置，人流、车流量，针对路面灰尘较大的街道可采取喷水与扫地同步进行的程序，既在清晨5时左右在长时间、大水量冲刷型喷水的同时环卫工人防雨着装上路清扫路面。从而构成了对路面的上喷水、下刷洗的作业格局。达到了彻底清洗路面的最佳工作程序和效果。此程序可将路面灰尘清洗的干干净净，可达到给街道洗澡的最佳效果。
以上2和3型的大水量喷水，在完成所设定功效的同时，如同每天清晨街道上都能下一场雨一般，彻底湿化了路面。这些被彻底湿化了的路面，可保持较长时间不干燥，十分有效的吸附、滞留、抑制多方位飘落下来的灰尘落地后不重复飞扬。同时又充分地浇灌了道旁树木。
4监控型喷水：
街道高架摄像头监测，电脑控制，针对某路段突发性出现的扬尘启动喷水。及时抑制扬尘，并可直接将大量路面浮尘冲入下水或回水管道，同时又湿化了路面。
5应急型喷水：
当沙尘暴时、刮大风时，当空气质量较差时，及时启动高架喷水，改善街道空气质量，减小沙尘、扬尘对行人的危害。被喷湿的道旁树干叶面极大地增强了吸附阻滞灰尘的功能。而喷湿的路面又使大量飘落下来的沙尘、灰尘不能重复飞扬。
6降温、增湿型喷水：
充分发挥、利用水自身吸热、放凉、加湿的特性，在夏季高温、干燥天气，在中午适时进行高架喷水，降低街道上气温、减小路面干燥程度，增加街道空气湿度。此型喷水方式在达到降温、增湿效果的同时又起到了同等于冲刷型喷水的效果：冲刷路面浮尘，浇灌道旁树木、湿化路面，吸附、抑制灰尘飞扬，一举多得。
7  清扫积水：
在以上各喷水程序完成后，环卫清扫工必须及时地将车行道两侧路边沿的积水扫入下水道。充分、巧合地利用这些由于街道路边沿非水平面和不平整度而形成的积水，因为这些积水正好对环卫工人清洗道路边沿积灰起到了极其重要的作用。环卫工人清扫路边沿积水入下水道的过程，就是清洗路沿积灰的过程。此工序可将大量的路边沿积灰扫入下水道沉淀池中。从根本上解决了路边沿积灰多的大问题。
8清晨在各街道实施的冲刷型和刷洗型喷水作业可每天进行，也可隔天进行。
9合理配制：
根据各街道的实际情况，运用电脑合理安排、调整、控制以上各型喷水的程序和时间。从而使得各街道基本达到：车过路面无灰可扬和路面有灰但湿状态扬不起的效果。
10专用药剂水喷洒：
充分发挥利用街道高架喷水设施的区位优势和功能优势，来针对道旁绿化、树木病虫害防治的夜间自动化药剂水喷洒。以及区域性、重点路段针对各种突发性传染病如：非典、禽流感的卫生防疫应急药剂水喷洒工作。
11冬季，当气温下降到零下温度时，依靠深理在地下水温保持在摄氏13度左右的水源照常实施高架喷水作业。但为了避免路面结冰，可采取以下措施：
(1)取消清晨上喷，下扫同步型喷水和冲刷型喷水。
(2)缩短湿化型喷水的时间，以路面湿而不流、湿而不冻为标准。
(3)在缩短湿化喷水时间，增加湿化喷水次数的同时，配合增加喷水后及时对路面灰尘的湿作业清扫。
(4)在喷水水源中加入环保型防冻剂，使喷水落地后不结冰。
(5)将喷水头更换为雾化型。
在冬季，街道上较大的车流量所排放、散发的热量，使得街道路面局地温度明显高出天气温度，加上摄氏13度的地下水源温度，冬季在北方城市实施街道高架喷水，湿化路面是可行的。
综合所述，街道高架自动化喷水设施模拟于自然降雨，而其性能又高于自然降雨。它以人为性、可机动灵活性、可自动程序化性的优势，彻底摆脱自然气候条件的限制，每天、每时、每刻均可随心所欲地在街道上空实施多种形式的喷水作业。从而根治街道扬尘，改善街道乃至整个城市自然生态环境。它是对传统而落后的城市街道设施的一次前所未有的变革。
(三)人行道环保长廊及低位蓄水工程
街道高架喷水设施从8米高处喷水于整个街道，包括：车行道、人行道。而很快出现的问题是人行道上众多行人躲避街道高处的喷水问题。对此特作出以下配套设计方案：
附图说明
图5、图6是人行道环保长廊及低位蓄水工程示意图，(正视图和侧视图)。图中表示有如下结构和装置：22.主立柱； L2.立柱间距；35.支撑短立柱；L6.支撑短立柱间距；21.人行道；α¹.长廊主框架角度；H7.长廊高度；L7长廊宽度；36.镀锌管37.镀锌方管；2.PC耐力板；38.弧形大弯；39.弧形小弯；α².长廊顶面与水平面夹角；8-8、电磁阀；40.长廊顶面最低端。
图7是人行道环保长廊及低位蓄水工程实景与效果图。
具体实施方式
图5、图6、图7所示：借用高架喷水设施的主立柱22下部分为依托、为支撑点，并以主立柱22的16米跨度L2为距离单位，在此跨度间以5.33米L6为间距，增加2根2.6米高度的短立柱35作为加强支撑点.在人行道21上搭建于主立柱和短立柱成93度夹角α¹伸向道路外侧的2.5米高H7，宽2.7米L7，以热镀锌管36和热镀锌方管37为组合的人行道长廊顶框架。选厚度为4毫米的PC耐力板2为长廊顶面板材料，铺设在此框架上，搭建起一条永久性的、附随于人行道、长距离的坡形顶面走廊；此长廊为高架喷水设施的配套工程，所走线路、长度相同于高架喷水设施。
特别应提示的是：这套设计方案将长廊顶面设计为具有可蓄水的功能。具体结构是将铺设在长廊顶面的PC耐力板2靠近立柱一端最低点的边沿向上弯起130毫米长的弧形大弯38，而另一端向上弯起50毫米的弧形小弯39。由于此长廊顶面板横向两端边沿均向上弯起，以及耐力板顶面材料的顺长度铺设，从而形成了可容水的蓄水型长廊顶面。当高架喷水作业时，大量的水滴存于此顶面上，使此长廊顶面经常保持着一个水面。
图6所示：在顺人行道的长廊上以间距10米为标准，在靠近立柱于水平面成3度斜坡型α²的长廊顶面最低端，设置安装一个小型的电磁阀8-8。每天清晨五时前，控制系统控制该阀开启，长廊顶部所蓄的水顺3度斜坡α²很快流下。当清晨实施喷时作业时，高处落下的水将长廊顶面灰尘、沉淀物冲刷的干干净净，按设定时间电磁阀自动关闭，长廊顶面开始重新蓄水。
图6所示，靠近立柱的长廊顶一端边沿高度低于另一端边沿，当长廊顶面蓄水溢流时从此40处流下。
对于街道地形有坡度的路段，为了保持长廊顶面的水平位，可采取分段，台阶型的方法来设置长廊，在部分城市、区域也可将长廊顶面结构更改为普通型，取消长廊顶部蓄水。
根据街道在城市中所处位置、路面宽度、人流量，高架喷水和环保长廊的设置布局可采取以下几种型式：
A街道双边高架喷水，双边环保长廊；
B街道双边高架喷水，单边环保长廊；
C街道单边高架喷水，单边环保长廊。
图7所示，人行道环保长廊不但具有为行人提供了躲避高架喷水的作用，而且又具备以下多种独特的生态环保功能：
(1)避水功能：街道高架喷水前5分钟，街道上均有音乐提示，这时行人进入长廊下照常行走或停留，就可很方便地躲避高处喷水。
(2)由于此长廊顶面设计为蓄水型，长廊顶面这个长距离的永久型水面在街道上起到了高效的接尘、吸尘、纳尘的环保功能。此水面又近距离的为北方城市街道干燥的空气增湿，降温。
(3)它解决了当前新建、扩建道路多，街道两旁新栽树木数年难以有遮阳的现实问题。
(4)在北方，冬春季树木近半年无叶少叶，人行道上无遮阳，树木阻滞灰尘功能无力发挥时，环保长廊起到了绝对的补偿作用。
(5)近年来全球气候急聚变暖、变热，而道旁树木缺水、生长状态差、遮阳差、无遮阳，尤其是在夏季，当烈日高照时，更显示出实施此长廊的必要性和优越性。
(6)此长廊改变了城市居民日常出行在人行道上，只能靠树荫遮阳的历史。不论春、夏、秋、冬、烈日高照，还是刮风下雨、下雪，环保长廊以顺街道大距离的长度，严实的遮阳面为广大居民提供了凉爽、洁净、舒适、优越的出行环境。
(7)防强阳光紫外线幅射危害：在夏季，阳光中的紫外线可使人体诱发多种疾病，甚至癌变。对此近年来越来越被广泛的重视。媒体宣传经常提醒居民尽量减少烈日下的户外活动，出行要有遮阳防护措施。而人行道环保长廊凭其长距离优越的遮阳功能，从根本上解决了居民夏季出行在人行道上受强阳光紫外线直射的问题。
(四)耗水问题和采水配水方案
本系统工程耗水量十分巨大。但是由于所耗之水用在城市的关键区域，解决的是城市公共环境污染最严重的问题，受益面之广几乎达到造福于城市全体居民的程度。以及此工程用水方式的科学、合理、巧妙性，达到了程序化，循环型一水多用、一举多得的高生态标准。实施后所带来的是十分宏大而广泛了生态效益、社会效益和经济效益。不但如此，由此还相应带来的是：超过耗水量的巨大节水量。即使前期用水取城市自来水作水源，城市自来水总用水量非但没有增加，反倒大量减少，出现了似乎因果关系倒置的局面，其原因如下：
(1)街道扬尘的根治，广大居民日常出行无灰尘落身，日常洗漱、洗澡明显减少，原本10天洗一次衣服，现改为20天洗一次。整个城市居民十分宏大的人口基数所带来的节水量十分巨大。
(2)城市公交车、出租车以及各种车辆行驶在街道上无灰尘落车，洗车的次数大程度减少。按城市车辆总数量计算，就洗车一项所带来的节水量又是巨大的。
(3)街道高架喷水的实施，清除了道路扬尘。使得街道两旁及周边各行业日常清洁卫生用水大量的减少。
(4)城市各街道扬尘的根治，带来了城市大气粉尘、颗粒物含量的相应明显减少，空气质量大程度提高，灰尘入室率也随之明显减少，从而使得居民日常清洁家庭卫生，拖地板、洗被单用水大量减少，宏大的城市家庭数量将又会带来十分宏大的节水量。
综上所述，此工程的实施，在达到对城市自然生态环境根治目的的同时，又带来了对水资源的巨大量节约和污水排放相应的巨大量的减少。
实施本工程水源采选方案应根据各城市地理、气候、水资源状况以及城市规模、人口密集度，经济发展层度的具体情况，因地制宜，采纳决定。可采纳方案如下：
(1)在城市街道自来水管路上就地取水实施本工程。
(2)在城市周边河流旁建立大的蓄水库，拦地表流经水适当净化处理后，经专线水管道输进城中实施本工程。
(3)配合于本工程，速建街道雨水回收系统。据有关资料介绍：在以色列，城市雨水回收率高达90％以上。随着当前社会经济的迅猛发展，用水量聚增，我国北方城市水资源的短缺的矛盾越来越突出、严峻。建设北方城市完整的雨水回收系统势在必行。特别是优先建设城市街道雨水回收系统。不但可将回收雨水用于高架喷水，省去自来水。而且街道高架喷水的落地水能够回流进街道雨水回收管路进入城外雨水回收库。从而达到水资源循环式重复利用的高生态标准。
同时城市雨水回收系统的建设，也解决了暴雨期城市排涝设施不足的老问题，可谓一举多得。
(4)城市污水水量充足、稳定、供给可靠。配合于此工程，加大、加快城市污水处理建设的投入。将污水处理厂处理达标的再生中水用于每天清晨五时左右在街道上无人时机实施的高架冲刷型喷水和上喷、下扫同步刷洗型喷水。此方案可节约巨大量的自来水资源，为本系统工程的实施提供了又一项较大的、十分可靠的、并且是廉价的水资源。而这种城市中水回用范围、回用水量的加大催化了城市污水处理建设的飞跃式发展，带来了城市污水排放量的大幅度减少。从而推动了城市水循环利用圈的构成。强化了城市生态保障能力和自我调节能力。
(5)配合此工程，城市雨水、地表水、中水水源管线在城区全面的铺设也为消防车提供了廉价的水源，降低了消防成本，节约了大量自米水。
(6)在城市雨水回收系统和蓄水库建设的基础上增加绿化树木病虫害防治专用水水库及各种突发性传染病如：非典、禽流感等疾病的防疫药剂专用水水库的设立，充分发挥利用街道高架喷水设施的区位优势和功能特性来针对道旁绿化树木病虫害防治的夜间自动化药剂水喷洒，以及区域、交通关卡、重点路段针对各种突发性传染病卫生防疫的应急药剂水喷洒工作。
(7)配套于此系统工程，建立完整的城市自来水、雨水、地表水、再生水以及卫生防疫药剂专用水的地下管网和自动水调配系统。
(8)国家南水北调工程，将为北方城市推广、实施该系统工程提供了坚实的水源保证。
(9)在水资源十分短缺的城市，可选择在专用水源中加入环保型保湿剂的方法来延长喷水后路面的潮湿期。
(五)整体功能特性和宏观效益
(1)本系统工程为一劳永逸的永久性工程，使用寿命可达三十年之久。
(2)本系统工程投资小、实施简单、见效快、可达到立竿见影的效果。而且它的实施拉一点、带全线，对改善一个城市的自然生态环境、市容市貌、将起到点石成金的巨大成效。
(3)本系统工程的实施，为北方城市广大居民提供了洁净的空气，舒适的出行环境。居民日常出行，不论乘车，还是开车，还是走在人行道上空气清新、湿润而没有灰尘，从根本上消除了北方城市居民日常出行必然要吸浓灰——这个对人体危害性极大的城市顽疾。而且在夏季可免受强阳光紫外线直射的危害。从而极大的提高了居民的整体健康水平。
(4)随着城市居民整体健康水平的提高，从而大幅度地降低了医院就诊率和居民医药费开支，社会效益，经济效率难以估量。
(5)本系统工程的全面实施带动了城市整体空气质量的明显提高，飘进家中的灰尘明显减小。随着经济社会的迅猛发展，居民工作生活节奏明显加快，而居民回家后洗漱少了，洗澡少了，洗衣少了，烦琐的家庭卫生清洁少了，广大居民可省出许多空闲时间充分放松休息。从而极大的提高了居民的生活质量和品位。
(6)本系统工程的实施，充分地浇灌了道旁树木，使其茁壮生长、枝繁叶茂，城市绿化覆盖面剧增、空气湿润、含氧量提高，市容面貌大改观，城市品位大提升。
(7)从根本上改善了城市的投资环境。
(8)从根本上改善了城市的旅游环境。
(9)街道高架喷水的实施，为北方城市街道环卫清扫提供十分可靠的湿作业条件，极大的提高了工作效率和清除率。并且将广大的环卫清扫工人从多年来恶劣的工作环境中解脱出来。
(10)城市用地十分紧缺，严重不足。道旁树木生长状态的彻底大改观，单株茂密的树冠对街道遮盖面成多倍的增加，等于是在未增加占地面积的情况下，大幅度地增加了城市绿化覆盖面积。而且由于这种街道林带绿化面积所处位置的特殊性、重要性，它所发挥的巨大生态环保作用是其它任何位置的绿化和森林覆盖面所达不到的。这样因地制宜，因势利导，以城市街道交通网为基础，为空间，以街道上完善的高架喷水浇灌设施为平台，充分发挥、利用街道上可植树的空间、位置，在较宽街道的双向中隔带、快慢隔车带上，以及街道两旁区域栽植高大乔木树种，增加植树行位，来最大程度地增加了街道植树量，在不额外增加占地面积的情况下，低资金投入，在城市街道上快速形成纵横交叉、密布城市的生态环保林带网。增加城市空气含氧量，改善城市整体自然生态环境。城市中，这种街道式林带网的形成，将对城市化建设，对北方城市自然生态环境起到极其深远而重大的影响。
(11)配合于此工程，根据各城市的地理、气象，选上风带方向，在城市外围建设大水面的雨水回收库和街道高架喷水落地水回收沉淀水库，此水库在发挥其节水、循环用水作用的同时，这些巨大的水面本身在城市外围上风带又十分有效的发挥着接纳、吸附，拦截沙尘、扬尘的功能。
(12)当沙尘暴来临时，全面启动此环保系统工程，来遏制街道上的沙尘，为街道上密集的人流、车流开辟出防沙尘的绿色通道。
(13)当沙尘暴来临时，当空气质量较差时，整个城市高楼顶平台广阔、大面积的蓄水和喷水，以及各街道高架喷水和环保长廊顶面的蓄水，这一切多方位的水大量蒸发将形成宏大的水气。这个不断上升的水气大程度的增加了城市上空的空气湿度，从而将空中微细粉尘湿化，这些被湿化了的微细粉尘在空中又相互碰撞、粘连，变为粒状物坠落地面，大程度地减少了沙尘暴时空气中微细粉尘的含量，从而减少沙尘暴对人体的危害。
(14)北方气候干燥少雨，2-3个月不下雨很为平常，然而本系统工程在治理街道空气质量的同时又为缓解、改善、甚至是控制人口密集的街道局地乃至整个城市的空气干燥程度，人为打造湿润的城市小气候环境提供了随心所欲，立竿见影，行之有效的设施和手段。
(15)根据“物质不灭”定律，此生态环保系统工程在一个城市的全面实施，它所设置的多方位宏大的蓄水面和喷水，以及城市外围喷水回收库、雨水回收库，地表水存储库的建立。这些每时每刻都在蒸发、上升的巨大水气，将直接影响、变化该北方城市及周边区域天空云层的水气含量。由此增加了该城市及周边区域自然降雨的概率和人工降雨的成功率。人为的改善了区域自然生态环境。削减了北方城市“干岛效应”和“热岛效应”。
本发明、本环保系统工程在一个城市全面实施，拉一线、带全面，推动了整个城市整体自然生态环境的良性循环。遏制、修复了生态环境污染严重恶化的现状，净化了街道环境，提高了城市空气质量，为北方城市广大居民创造出最佳的生存环境。本发明具备节水、节能、减排污、低投入、高生态效率、社会效率、经济效率的统一性，并具有较强的现实必要性和可行性。它是国家大力发展城市化建设，解决北方城市生态环境日益恶化行之有效的设施和手段。本发明本环保系统工程是对传统而落后的城市街道设施的一次前所未有的变革。它将打造北方城市生态环保突破性、历史性的飞跃。