城市雨水的开发利用
城市雨水的开发利用(精选11篇)
城市雨水的开发利用 第1篇
随着国民经济的飞速发展, 人口的不断增加, 水资源供需矛盾日益突出, 城市用水短缺已成为一个不争的事实。据统计, 在全国的600多个城市中, 有300多个城市供水不足, 严重缺水的城市有110多个。为了解决城市缺水问题, 各地采取了多种有效的措施, 但这些措施主要是从节水的角度和污水处理再利用方面着手的, 在人们为了解决城市缺水问题想尽办法时却往往忽视了一个重要的资源雨水资源。
雨水是水资源的重要补给来源, 无论是地表水还是地下水, 最终都来源于雨水。在现代的城市中, 由于城市建筑的大量兴建、地面、路面的硬化, 降水很少能够补充地下水, 大部分都会形成径流而白白的流掉, 而且还大大增加了城市排水系统的负担。
以林甸县县城为例, 林甸县城市建成区4.84平方公里, 其中硬化面积2.24平方公里, 多年平均降雨量423mm。由于没有城市集雨工程, 这样每年将有近百万吨的雨水要通过排水系统排出, 2006年林甸县城镇总用水量为800万吨, 排水量为600万吨, 排水中有17%为雨水量。
林甸镇只是一个小小的县城, 每年就可产生近百万吨的雨水资源, 而对于一些缺水的大中城市, 雨水的开发利用前景是非常广阔的。过去, 城市水资源的利用主要着眼于地表水资源和地下水资源的开发, 不重视城市汇集径流雨水的利用, 造成大量宝贵的雨水资源的流失。随着城市的扩张, 雨水流失量也越来越大, 一方面是城市的严重缺水, 地下水过量开采, 地下水位逐年下降;另一方面, 大量地排放雨水又使城市排水系统不堪重负, 城市防洪压力增大, 城市生态环境恶化等一系列问题, 所以, 城市雨水的开发利用意义十分重大。
2 国内外雨水开发利用的现状
雨水作为一种宝贵的资源, 早已引起德国、日本等一些发达国家的重视, 其经验和方法, 对大部分城市, 特别是严重缺水的城市, 具有借鉴意义。德国和日本等发达国家不但有成熟的雨水利用技术, 而且制定了一系列的雨水利用的技术规范和相应的法律法规。我国城市雨水利用起步较晚, 始于80年代, 于90年代发展起来, 但总的来说技术还比较落后, 缺乏系统性, 更缺少法律、法规等保障体系。
3 雨水资源的优点
雨水作为一种资源, 与再生水相比有以下几个特点:
3.1 水质较好, 雨水的水质明显比一般回
收水要好, 雨水除了PH值较低外, 不象工业污水含有较多的污染物, 其水质的主要问题就是初期降水所带入的收集面污染物和泥沙。
3.2 收集方法简便。
收集雨水非常简单, 首先要有一个集水面, 再配一套输水管, 最后是蓄水池, 收集雨水的系统并不复杂, 投入也不大。屋顶、道路、广场都是收集水的好地方, 只要配上一个输水管, 再建一个蓄水池即可。
3.3 处理费用低。
因为雨水的水质较好, 处理起来就要比工业废水容易的多, 甚至只需要经筛网沉淀再加上简单的消毒后, 即可利用, 不必象工业废水一样要有昂贵的设备投资和复杂的处理工艺。
3.4 水量较为丰富。
如果一个地区的降雨水量在400mm, 每平方公里的硬化面积年可产水量40万吨, 这对于一个降水量较大的城市而言是一个不小的水量。
4 城市雨水的收集和利用
雨水收集的方式有许多种型式, 例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、气象条件 (日照、温湿度等) 以及降雨时间的长短等因素而有所差异。
建筑工程中的雨水收集有三种方式:如果建筑物屋顶硬化, 雨水应该集中引入绿地、透水路面, 或引入储水设施蓄存;如果是地面硬化的庭院、广场、人行道等, 应该首先选用透水材料铺装或建设汇流设施, 将雨水引入透水区域或储水设施中;如果地面是城市主干道等基础设施, 应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。此外, 居民小区也将安装简单的雨水收集和利用设施, 雨水通过这些设施收集到一起, 经过简单的过滤处理, 就可以用来建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面, 或供小区居民洗车和冲洗马桶, 这样不但节约了大量自来水, 还可以为居民节省大量水费。
雨水的使用, 在未经过妥善处理前 (如消毒等) , 一般建议用于替代不与人体接触的用水 (如卫生用水、浇灌花木等) 为主。也可将所收集下来的雨水, 经处理与储存的过程后, 用水泵将雨水提升至顶楼的水塔, 供厕所的冲洗使用。另外, 如与人接触的用水, 仍以自来水供应。
雨水除了可以作为街厕冲洗用水外, 也可作为其它用水如空调冷却水、消防用水、洗车用水、花草浇灌、景观用水、道路清洗等均可使用, 此外, 也可以经处理消毒后供居民饮用。
通常利用雨水贮留渗透的场所一般为公园、绿地、庭院、停车场、建筑物、运动场和道路等。雨水回收利用的主要措施是结合降水特点及地形、地质条件, 采用雨水渗透利用方案, 设计出一种从“高花坛”、“低绿地”到“浅沟渗渠渗透”逐级下渗雨水的利用模式。采用的渗透设施有渗透池、渗透管、渗透井、透水性铺盖、浸透侧沟、调节池和绿地等。还可直接在城市一些的建筑物上设计收集雨水的设施, 将收集到的雨水用于消防、植树、洗车、冲洗厕所和冷却水补给等, 经处理后的水质较好也可以供居民饮用。
5 几点建议
雨水利用是一项系统工程, 它涉及到许多部门。如何有效地进行合理的开发和利用是一个相当复杂又必须处理好的技术和政策问题。雨水利用要从开发资源、生态补偿与城市可持续发展的高度加以重视, 给予政策法规的支持。同时要借鉴一些发达国家雨水利用的成功范例, 吸收他们的经验。
5.1 要统筹规划。
城市雨水的利涉及到供水, 排水, 防洪, 水资源的补给等诸多的领域, 因此必做好统筹规划。
5.2 制定相应的雨水利用条例和法规。
为了合理、充分地利用雨水资源, 缓解城市水资源的严重短缺, 保证城市防洪安全和回补地下水源, 改善生态环境, 充分实现水资源的可持续利用。在相应法规中应规定新建小区, 无论是工业、商业还是居民小区, 均要设计雨水利用设施等内容。
5.3 强化管理。
城市雨水利用属于水资源的开发与管理范畴, 涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题, 具体实施时需与城市建设、市政管理、建筑设计、环境等许多部门进行合作。制订雨水利用工程建设和运行的相应政策和规范, 并负责工程的具体实施和监督。
5.4 扶持雨水利用产业的发展。
雨水的开发利用将带动雨水利用产业的发展, 如雨水收集处理设备的生产, 渗透地砖, 管材的制造等, 政府应加大对这些产业的扶持力度, 将效果明显的雨水利用技术尽快推广应用。
结束语
就目前情况看, 城市雨水利用系统建设在全国尚处在起步阶段。但随着全国人民环保意识的增强, 城市雨水利用会逐步发展起来, 这一点已被西方发达国家所证实。城市雨水利用不仅可以解决部分城市的水资源短缺问题, 也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。
节水型社会建设的城市雨水利用研究 第2篇
摘要:节水型社会建设是当前我国经济建设和解决民生问题的一项重大战略举措,城市雨水的利用为城市水资源开源,保障经济建设,促进人与自然和谐发展和建设节水型社会提供了条件,在阐述城市雨水利用内涵的基础上,总结国内研究进展,分析研究中存在问题,从服务于节水型社会建设的角度,提出城市雨水利用的研究重点。
一、城市雨水利用的内涵
随着城市化带来的水资源紧缺和环境、生态问题日益突出,我国的城市雨水利用在20世纪80年代初至90年代末约20a时间里发展了起来。
城市雨水利用,就是以减轻城市防洪压力、减少洪涝灾害和缓解水危机为目标,采取工程和非工程措施,实现雨水资源化利用。其内容涉及城市雨水资源的科学管理、雨水作杂用水源的直接收集利用、通过渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生态小区的合理设计以及改善生态环境的综合利用等方面,是一项涉及面很广的系统工程。
城市雨水利用具有以下几个特点:
1、可有效地减小城市径流量,延滞汇流时间,减少排入市政管网的水量,减少防洪投资和洪灾损失。
2、雨水是轻污染水,经简单处理便可作为景观环境、洗车、道路冲洗、冷却用水及某些生活用水、增加城市生态水源补给量,改善小气候,回补地下水,减缓地面沉降。
3、运行费用低廉,经济效益突出。
二、国内外研究进展
1、国外研究进展
由于屋面水便于收集,水质相对较好,经简单过滤处理,就可以用一些工业,如木材加工。也可用来建设观赏水景,浇灌小区绿地,冲刷路面,或供小区居民洗车和冲洗马桶,省水又省钱。例如英国典型的雨水利用工程伦敦世纪圆顶,每天可回收500m³的水用以冲洗该建筑物内的厕所,这使其成为澳洲最大的建筑物内的水循环设施,它既以自然的方式有效地收集了雨水,又很好的融入到圆顶的景观设计中,可谓一举两得。
在丹麦,每年能从居民屋顶收集645万m³雨水,相当于居民总用水量的22%,占市政总饮用水量的7%,使得雨水成了可替代水源,大幅度地减少了地下水的消耗。
2、提高下垫面渗透性研究 城区不透水面积的增加,既破坏了城市水文循环,又会造成市区内涝,加重污水处理负荷等。因此,改善下垫面的渗透性,也是城市雨水利用研究的一个热点:
1、利用透水性铺装加大雨水入渗量。透水性铺装是由外部空气相连通的多孔结构形成骨架、能满足强度和耐久性要求的铺装,其面层呈多孔构造,表面积大,对粉尘有较强的吸附力,还可降低噪音。它主要包括透水性沥青铺装,透水性混凝土铺装及透水性地砖等。
2、建筑下凹绿地,研究表明,室内地面高于路面,路面高于绿地,绿地下凹10cm即可拦蓄雨水80%以上。此法即可降低城市绿化用水量,又可减少内涝。
3、设置渗透管沟,渗井、渗池等。
这些设施占地面积小,使地面径流就地入渗,可在控制径流汇集、减小洪峰流量的同时,补给地下水,阻止地面沉降。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。如加州富雷斯诺市的地下回灌系统,10a间(1971~1980)年的地下水回灌总量为1.338亿m³,其年回灌量占该市用水量的20%。日本于1992年颁发了“第二代城市下水总体规划”,正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分、要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。
2.1不透水地面集流研究
城市道路路面(下沉式)广场、运动场和停车场等都是良好的雨水收集面,只需少量投资即可在多雨季节临时储存雨水,降低管网排洪压力,蓄集的雨水还可用于城市清洁,绿地灌溉、维持城市水景等。欧美、日本广泛采用不透水地面汇集雨水,从而减轻城市汛期雨洪负担。美国丹佛市中心的SKYLINE下沉式广场雨水可容纳数英寸深的雨水。
2.2屋顶绿化(空中花园)研究
在城市建筑密集区,强化建筑屋顶绿化,既可有效地截留雨水,又可增加城市绿化面积,净化空气、吸纳噪音、降低热岛效益。德国的屋顶通过绿化,配套防水和排水设施,使屋面系统径流系数降低到0.3有效地消减了雨洪水量。日本许多城市也在屋顶修建用雨水浇灌的空中花园。通过挖掘雨水资源的潜力,改善城市环境生态效益。
2.3法规、政策引导研究
到目前为止,德国、美国和日本已形成了较为成熟雨水利用、管理体系,以法律法规为基础,切实保障雨水利用的深层次研究与普遍推广,如美国联邦法律要求所有新开发区强制实行“就地滞洪蓄水”。各州如科罗拉多州相继制定了《雨水利用条例》,确保雨水利用的实施与普及。德国的法律明确规定,雨水在进入污水管道之前必须就地入渗消纳,或收集处理后再回用,只有超量和污染程度较高的部分才能排入污水管。
国内研究进展
在水资源日益紧缺和国际雨水集流事业的不断推动下,我国逐步重视雨水利用和水资源持续发展的研究。目前,我国大中城市基本处于对其进行探索与研究的阶段,已产生了明显的经济、社会和生态效益,显示出强大的生命力,推动了我国雨水利用事业的发展,但总体上理论尚未成熟,技术还较落后,法律还不完善,应用有待于普及。
1、技术应用研究
奥林匹克森林公园是国内第一个采用雨水收集系统的大型城市公园,全园雨洪利用率高达95%,年雨水回收量约134万m³,园区利用市政河道及公园湖泊水系收集雨水,因地制宜制定排水方案,并将收集的雨水用于园内绿化灌溉及道路喷洒等。国家会议中心主体部分的屋顶呈现“双曲线”图形,是雨水回收的绝佳工具,可收集雨水7000m³,降雨能够基本满足国家会议中心绿化用水需要,每年节省费用达18万元。城市雨水利用也是绿色世博的一项重要内容,在2010年上海世博会上,大多数建筑物都将附设集雨装置。我国西部缺水地区如甘肃的121雨水集流工程,内蒙古的112集雨节水灌溉工程等已成功实现了“收集屋面雨水”解决人畜饮用工程。
2、经济调节研究
经济调节即运用收费、补贴、罚款等经济手段,培育并开拓雨水利用市场,实现雨水利用的稳步发展与规范化管理。目前国内已实行补助、罚款和减免制度,由于雨水利用体系尚不成熟,所以更注重补助金制度。
3、公众认识研究
只有公众普遍接受这一新兴观念,城市雨水利用技术才能走进人们的日常生活。目前各地区主要通过城市相关管理人员培训,对城市居民教育,志愿者宣传监督等手段提高公众认识。如北京、郑州等等地区水务局,通过开展节水宣传,开通网站,举办学术交流等形式,使雨水资源化的观念深入人心,并在实际生活中逐渐得以普及。
研究存在的问题与发展方向
1、研究存在的问题
目前我国已对城市雨水利用展开研究,但是还存在着一系列问题:
1、政府财政扶持力度不够,政府给予的财政资助有限,绝大部分资金为建设单位自筹,给雨水利用的推动和发展带来一定难度。
2、缺乏配套的政策和法规,城市雨水利用在我国起步较晚,还未形成完善的法律规范和政策引导体系,使其研究与推广缺乏保障。
3、技术规范标准不完善,我国降雨时空分布不均,且各地区城市布局差异较大,雨水利用规范不相一致,目前还只是在缺水地区小型、局部应用。
4、滞后于城市总体规划,城市雨水利用很大程度上依赖于城市的基础设施,而现有城市的近、远期规划均很少考虑雨水利用,这显然不利于该技术的实施与推广。
5、技术措施较落后,发达国家的雨水利用技术已进入标准化、产业化阶段,并逐步向集成化,综合化方向发展,而我国尚处于研究阶段,取得的成效有待提高。
6、公众认识程度不高。由于我国水价较低,人们节水意识薄弱,且政府对雨水利用的宣传力度沟、致使公众对于雨水利用的环境、生态和经济效益缺乏认识。研究发展方向
随着研究的日益深入,我国应结合已有的经验与问题明确今后的研究方向:
1、由国外的经验可看出,法规支持和政策导向是雨水利用成功的关键,我国要加强该方面的立法工作,尽快完善法规体系建设,加强政策引导,使城市雨水的立法工作,尽快完善法规体系建设,加强政策引导,使城市雨水利用步入法制化和正规化的轨道。
2、充分利用经济扛轩的作用,通过建立雨水排污费制度,实施雨水排放许可证制度等措施,保证城市雨水利用的实施。
3、由于城市雨水利用涉及水利、城建、地址等部门,且我国幅员辽阔,各地区差异较大吗,城市雨水利用技术、管理体系不相同,各部门应协调合作,强化管理,根据实际情况制定相应的技术规范和标准,从而普及城市雨水利用,节约我国水资源。
4、鉴于我国城市雨水利用技术较为单一,应加强该方面的科学研究,培养一批专业技术人员,学习国外成熟的技术和管理经验,并在一些城市建成一批示范工程,带动全国城市全面有效地利用雨水。
5、提高公民参与度。要通过各种渠道普及城市雨水利用知识,转变公众观念,发动群众积极参加雨水利用,实现城市雨水资源的可持续利用,建设节水型社会。
雨水利用与节水型社会建设
城市雨水利用对促进节水型社会建设具有以下积极作用:
1、把雨水拦截并储存起来,留到用水高峰或缺水季节利用,可缓解目前城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。据估计,80m²的屋面每年可收集40m³以上的雨水,可满足4~5口之家枯水季节的用水需要。
2、雨水便于收集和处理,可用于绿地浇灌,公园河湖等湿地的保护和恢复,还可用于地下水回灌,节约水资源,改善城区的生态环境。
3、工程投资少、运行费地,见效快,便于大规模开展。如北京某雨水利用工程,雨水收集基本建设投资不到200元/m³,运行费用不足0.1元/m³。
结论
雨水利用与海绵型城市 第3篇
摘要:海绵城市的建设是以小区和城市道路或者绿地等为依托,并涉及城市建设的方方面面。海绵城市在保护城市环境以及生态文明等方面体现出的价值是不可估量的,因此要真正落实海绵城市的要求,不仅仅需要政府职能部门的密切配合,也需要每一个市民的积极参与。通过一系列的技术措施以及评价指标来对雨水进行利用,能够有效保护水资源、城市防洪系统和水景。
关键词:雨水利用;城市规划;水系统规划
1.海绵城市的发展概况
现有的许多关于雨水资源化的设计与研究基本上都是从具体的工程及项目的角度入手来进行研究的,但是从整体上和多目标来解决雨水的问题并不是一个单一的工程或者一个具体的方法能做到的,这需要一个整体的理论体系和系统操作。因此,这就需要从城市发展规划的前瞻性地层面来分析雨水资源化的方向,构建雨水的利用格局。在我国,这方面的研究才刚开始起步,仅仅停留在具体的小措施水平上,而发达国家已经从工程技术的层次发展到与景观生态设计相结合的程度。城市整体规划以及城市景观规划设计应该为提供解决问题的平台,但是传统的规划主要是将雨水通过管道收集到污水处理厂进行处理,这样不仅增加了排水设施的工作压力增大也加重了处理设备的负荷。我国目前城市的雨水还没有被纳入规划,这样就造成了雨水设施的随意性较大,没有充分利用好雨水的价值。
海绵城市的建设是以小区和城市道路或者绿地等为依托,并涉及城市建设的方方面面。海绵城市在保护城市环境以及生态文明等方面体现出的价值是不可估量的,因此要真正落实海绵城市的要求,不仅仅需要政府职能部门的密切配合,也需要每一个市民的积极参与。
我国海绵城市的建设还处于起步阶段,例如目前,南阳市中心城区的雨水利用尚处在起步阶段,现有的管理和设计思路还徘徊在将雨水如何排入河体的阶段,未将雨水是资源纳入到生态循环和再利用之中。南阳市中心城区年降水量为805.5 mm,各季节分布不均,分别为:春季169.6 mm,占21%,夏季425.1 mm,占53%,秋季为171.4 mm,占21%,冬季为41.7 mm,占5%。降雨强度可观,一日最大降雨量可达200-300 mm。2000年7月3日24小时降雨量369 mm的特大洪水,更给南阳市造成了6亿多元的经济损失。虽然形成洪灾的原因众多,但原因之一就是传统雨水排放系统是以尽快汇集与排除地面径流为目标,加速了雨水向城市各条河道的汇集,使河道洪峰流量迅速形成,对低洼地带造成了巨大冲击。不仅如此,因初期雨水径流污染较大,也成为河体污染源之一。城区供水方式以开采地下水为主,过度的开采中心城市曾形成白河以北62.97 km2,年变幅2.55 m的降落漏斗和白河以南12.17 km2,年变幅1.92m的降落漏斗。由于二、三、四级橡胶坝的蓄水,沿白河两岸的地下水补给情况有了很大的好转,趋于动平衡。但对整个城区来说,仍很不均衡。从系统的观点看,目前城区所面临的上述生态环境问题,反映了现有的雨水管网系统已经与大规模城市化发展不相适应,强烈地干扰了城市原有的水文生态系统,破坏了自然的水循环。因雨水具有的资源性与危害性的二重属性,开展雨水利用建设海绵城市是可行且必要的。
如何借鉴国际上先进的理论和方法,借助国内一些大中城市的经验和思路,把城市规划、建设和雨水利用结合起来,建设成为海绵型城市,实现城市发展与生态环境平衡的和谐统一的利用发展之路呢?这不仅是城市设计师要思考的问题,也是城市管理者和决策者要面对的问题。
2.建设海绵城市
首先,政府应该大力推进海绵城市的建设,积极推广和应用开发建设模式,结合各地城市现状统筹规划,建构一个雨水系统。其次,应该发挥城市总体规划的领导作用,控制性详细规划和修建性详细规划的各项指标下,通过相关专业或者专项规划编制去实施具体的落实建设。
值得庆贺的是,在雨水渗透回灌补充地下水方面,南阳市中心城区一些工程已做到了有益的尝试。在以独山大道为首的几条新建道路工程及几条道路的人行道改造工程中,人行道铺装采用了生态面砖,基础采用了砂石基础,渗水性强。解放广场、新一中及一些小区、厂矿等采用草皮砖,铺砌于停车场、公共绿地及道路边,都对减少路面雨水径流,补充地下水起到了一定的积极作用。
南阳市作为中国21世纪可持续发展的试点城市之一,正为塑造“水城、绿城、历史文化名城与生态型新城”的形象而努力。生态城市的目标之一就是“给水需求零增长和污废排放零增长,城市范围内的水量平衡,水文地质条件更加接近这片地区的自然状况,实现城市区域内的良性水循环”。笔者认为,应随着南阳市中心城区总体规划的调整,排水工程从规划到建设管理的思路也应加以调整,以适应生态城市的规划理念和要求。
根据南阳市中心城区近期建设规划,随着四水厂的兴建,利用鸭河水库作为水源,将大大缓解城市高峰用水期缺水现状,供需基本平衡;又因雨水回用工程的建设费用和运行费用较高,多用于严重缺水地区,而南阳市财力有限,因此在近期应将雨水利用重点放在雨水渗透上。新雨水排放系统应以补充地下水、净化地表径流可渗性雨水排放系统为主,即在雨水管道系统设计、用地规划和地面覆盖上考虑雨水渗透、合理、充分利用雨水涵养地下水源,既能缓和城市水资源危机,又能增加土壤中的含水量,调节气候,从而改善中心城区的生态环境,还能减少雨水系统的投资和管理费用,并減轻城区水涝危害和水体污染。
雨水利用需要政策的支持,有关部门应出台技术规定,以促进雨水利用项目的进行。从总规、详规、施工建设到建后管理,管理人员和设计人员都应树立“变直排为渗透利用”的理念,重视雨水利用,并建一些示范工程,总结雨水渗透设施的利弊,便于以后推广。
技术方面,雨水渗透设施目前有三种形式:渗透地面、渗透池、渗透管,可以因地制宜单用或混用。
除了绿化面积外,人工渗透设施主要分为两类:一类是多孔沥青及多孔混凝土地面;另一类是草皮砖。它们可用于停车场、交通较少的道路及人行道,特别适用于学校、厂矿及居民小区。
渗透池分地面和地下渗透池。当土地可得且土壤渗透性能良好时,可采用地面渗透池。若能利用天然低洼地做渗透池是最经济的。若对池底再作一些简单处理,如铺设鹅卵石等透水性材料,其渗透性将会大大提高。地面渗透池可与周边环境配合设计,成为区域水景观的组成部分,如人工湖便是一种很好的方式。地面渗透池可以用于公共绿地、街头游园、大型娱乐休闲场所,尤适用于新开发区,无市政配套设施区域。地下渗透池用于土地紧缺的地方,在城市重要区域,雨水径流量最高可达90%,地下渗透相当于一种地下贮水装置,利用碎石孔隙、穿孔管、渗透渠等贮存雨水。可以根据地段重要性,暴雨量在36小时内全部渗入地下来计算其容量。
渗透管一般采用穿孔PVC管,或用透水材料制成。汇集的雨水通过透水性管渠进入四周的碎石层,再进一步向四周土壤渗透。可以与雨水管系、渗透池等综合使用,也可单独使用,使用范围广泛。
以上三种方式经济性强、易操作,可以灵活选用,并应加以提倡和推广。
城市雨水利用方兴未艾,前景广阔。雨水渗透作为雨水利用首选是把城市建成一个水文生态系统平衡,走向持续发展之路的生态型城市的必由之路。
总之,海绵城市建设是一个立足长远、日积月累的过程,要善始善终,一步步将城市建设将成风和日丽、欣欣向荣的“自由呼吸”的城市。
参考文献:
[1]宋云,俞孔坚.构建城市雨洪管理系统的景观规划途径――以威海市为例[J].城市问题,2012,(08):64-69.
石家庄城市雨水的开发与综合利用 第4篇
石家庄市区的水资源构成, 主要有:地下水、降水、经处理的中水, 以及以岗南水库、黄壁庄水库供应的部分生活用水。地下水资源:分为浅层地下水、深层地下水。其中浅层地下水属入渗开采排泄型, 受气候和开采影响明显。近十几年来, 市区多年超量开采, 加之气候干旱, 造成地下水水位大面积急剧下降。截止2000年, 地下水下降形成的漏斗面积和深度不断扩大, 已扩展北至正定西关、南至方村、东至南村、西至孔寨一线, 漏斗中心水埋深度超过45米。目前, 市区水埋仍以每年近0.8米的速度在下降。初步估算, 石家庄市区的地下水资源大约仅为2.1亿立方。 (1) 中水:市区工业废水和生活污水经四个污水处理厂处理后, 主要供应工业用水和部分公益项目。就目前的情况看, 处理能力仍显不足, 处理质量仍待提高, 融入普通生活用水的日程仍很遥远。 (2) 水库供应水:上游两座大型水库, 承担着石家庄市区生活特别是群众饮用水的供给任务, 是我们必须倍加呵护和珍惜的“保命水”, 但其水源的稳定补给一直以来令人担忧。 (3) 河流水源:拥有的河流主要有滹沱河、洨河。其中, 滹沱河为洪汛期季节性河流, 是市区的水源渗透补给区;洨河多年来, 已成为石家庄市的主要排污河道, 污染非常严重。 (4) 降水:石家庄市处于暖温带大陆性季风气候区, 降雨量主要集中于夏季和秋初时节 (6至9月) , 我们一般称为汛期, 其中8、9两个月的降水量最为集中。具有年际变化较大、地区分布不均、降水的时间和数量非常集中等特点。通过对1956~2000年年降水量的统计分析, 石家庄市区多年平均降水量仅为496.8mm, 低于全市平均水平。综上所述, 石家庄市区的水资源供应中, 无明显的外来河流补给, 同时, 地下水水位在不断下降, 补给困难, 而且恢复的周期较长, 上游水库补水仍受到很大制约, 而只有降雨的水资源补给是一个周期较短的、可以现实利用、较为稳定的补给源。因此, 留住宝贵的雨水, 利用有限的雨水, 对石家庄来说, 值得考虑并付诸行动。
二、石家庄市雨水利用的现状和存在的问题
近十几年来, 特别是“三年大变样”以及“三年上水平”的强力实施, 石家庄市区规模不断扩张, 城市建设快速推进, 城市人口不断增容。但同时, 城市的承载功能亟待完善, 与城市承载功能相配套的是工业、三产服务业和更多的普通市民所需的道路、房屋和水、电、气等最基本的供应。其中, 水资源的供给应摆在第一位的战略高度。但石家庄是水资源严重匮乏的城市之一, 人均水资源占有量为313立方, 仅为全国平均值的12%, 远远低于世界公认的人均500立方的绝对缺水标准!水资源的缺乏应经现实地成为制约经济社会发展的瓶颈之一, 而且将随着城市的快速发展而日益突出。就目前来看, 石家庄的水资源补给体系中, 主要是来自降水, 确切的说是降雨。然而, 石家庄雨水利用与设施建设现状却不那么令人满意:
(一) 家庭的雨水利用基本处于空白。在市区的居民户家中, 几乎不备有或不启用雨水的集蓄装置。主要原因:一是对雨水利用的意义认识不足, 缺乏把雨水作为资源的利用意识;二是配套的设施缺乏, 有人想利用但苦于没有既方便又有效的设备, “心有余而力不足”;三是政府在宣传和投入上力度不够。节约用水的宣传还不够深入, 没能成为人们的自觉意识。对雨水利用的政策支持不够。
(二) 社区的雨水利用基础设施滞后。近年来, 室内的居民小区, 如“雨后春笋”般被开发和投用。但小区公共用地中, 很大一部分被硬化, 用作道路、广场、停车场等, 对雨水的拦截和集蓄能力差;建筑物的平面楼顶, 大多被热水器、电视信号收集器、通风设施和中央空调所占据, 极少有绿色植物, 更少有雨水集蓄设施;所有的建筑物外墙墙体, 除了空调外挂机、各户扩展的阳台外, 几乎没有实施墙体绿化, 偶见少数单位外墙的“爬墙虎”, 也令人惊讶和意外。
(三) 用于雨水收集利用的市政基础设施投入不足。对于城市降雨形成径流, 目前主要是直接顺马路面排入下水管网;便道砖铺设中, 很少使用嵌草砖、蓄水砖等材质;街边绿地的自然渗透作用较差, 大多绿地下部经过硬化处理, 只注重绿化观赏效果;大的社区、机关事业单位的操场、广场、停车场面积较大, 但硬化居多, 采取先进的雨水收集利用装置 (或系统技术) 的较少。近年来, 水利部门和个别单位合作, 已开始了雨水综合利用尝试, 但涉及面太小;市区各个交通干道终端或主要交叉路口, 几乎都没有雨水收集设施。
(四) 大量的集中降水影响生活并白白浪费。近年来, 市区各主要干道, 以及地道桥等重要地段, 在雨季特别是在遭遇强降雨后, 对雨水的拦截、吸纳能力明显不足。2009年8月的一次强降雨, 前后仅半个小时, 各市区主要出口的交通就大多陷于瘫痪:南二环与建华大街交叉口大面积积水, 水深超过0.8米;南二环与翟营大街交叉口大面积积水, 水深超过1米, 下水道排水不畅出现井喷;南二环与谈固大街交叉口大面积积水, 水深超过0.7米, 众多机动车躲避不及, 在水中熄火, 所有行人无法通行, 尽管离家很近也只能“望水兴叹”。由于降水时间集中、雨量集中, 给广大市民的生活带来了极大不便, 更主要的是宝贵的雨水资源白白流走。
三、石家庄市雨水开发与综合利用的构想
年均496.8mm的降水量, 使石家庄市区在雨水收集、利用上成为可能。鉴于雨水的特点, 综合石家庄市区的建筑和道路等综合特征, 借鉴国际国内的雨水综合利用先进实践经验, 在雨水综合利用上, 不妨在以下几个方面展开积极努力。
(一) 在“留住”上下功夫。在现行试点的基础上, 把范围扩展到每个家庭、每个社区、每个学校、每个机关和每条街道, 具体讲:
1.在家庭推行集雨设施。通过集雨板、集水管等设施, 每个家庭一年集雨不少于1立方。
2.在社区推行雨水集蓄技术。楼顶栽植绿色植被, 或安装雨水收集系统;墙体栽植绿色攀爬类植物, 减缓、滞留雨水;小区出口或广场, 按人均0.2立米的标准建集雨地下窖。倡导每个小区每年收集雨水不少于1, 000立方。
3.在学校、大型机关内部推行集雨系统。在学校操场机关广场、停车场等地下建集雨窖, 倡导每个学校、每个单位每年集雨不少于500方。
4.在市区各主要街道建设集雨设施。依据街道的地势走向, 在街道终端或大型交叉路口, 建地下集雨水窖。每个街道每年集雨不少于2, 000方。
5.切实用好已有的众多水系。综合利用市区以及辐射区已经建成的民心河、环城水系和滹沱河综合整治系统工程, 有效拦截雨水。
(二) 在“利用”上下功夫。留住雨水, 更要用好雨水, 才能切实减轻水资源的供应压力。
1.就地使用。各家庭搜集的雨水, 简单处理后, 可直接用于室内浇灌花草、冲洗厕所、擦洗地板等。
2.并入管网。各社区、机关、学校收集的雨水, 在经过过滤、消毒等处理后, 可与下水管网接通, 以供应花池、人工湖、厕所等场所用水。
3.延伸使用。对沿各街道收集的雨水, 可根据集雨水窖的大小、远近, 就近安排洗车场、消防水源供应点、市区洒水车供水点等, 以更好地延伸到城市服务领域。
4.循环使用。对市区各河、各湖、各水系收集的雨水, 在循环过程中, 搞好调节、调度, 最大程度实施综合利用。
四、石家庄市雨水综合利用的机制保障
雨水的开发、利用是一项系统工程, 必须坚持科学发展观, 全面动员, 加大投入, 统筹推进。
(一) 进行全民动员。在全市掀起强大的宣传声势, 营造浓厚氛围, 最广泛地教育、引导广大群众树立雨水资源意识和雨水利用意识, 动员全体市民自觉加入到雨水的收集、利用队伍中来。
(二) 加强制度建设。要想真正实现雨水的资源化和利用社会化, 制度建设就必须先行一步。可以《城市雨水利用条例》或《实施办法》等形式, 强制性地约束机关、学校、社区加大投入, 建设雨水利用基础设施。
(三) 搞好政策引导。可制定一系列的雨水收集、利用的优惠政策, 对按标准建成雨水资源综合利用工程并正常运行的机关、学校和社区, 实施奖补, 并免收相关费用。
(四) 引入市场机制。雨水资源综合利用, 现实的受到资金制约。在政府奖补的基础上, 可向社会公开一些大型的雨水利用综合工程项目, 吸纳社会资金的参与和投入, 有偿开发和利用, 以形成良性的发展机制。
城市雨水的开发利用 第5篇
建设城市园林景观时,常常会考虑修建人工湖泊供人们观赏,这种人工水系景观不但能够达到观赏效果,还能成为雨水收集引流的渠道。以北京植物园为例,设计师在植物园中设计了3个人工湖泊,使人们在游览植物园能够观赏,还能把附近地区降落的雨水集中收集到人工湖泊中[3],使得人工湖泊水资源较为充足,能够为周围的植物进行灌溉,减少由于植物水资源不足,导致植物枯死的情况发生。当城市园林景观的可利用面积不够时,相关人员可以把蓄水池建在地下,通过引流的方式对周围的.植物进行灌溉,确保植物健康生长,从而达到美化城市园林景观的目的。
3.2增强土壤的蓄水能力
土壤具有蓄水池的功效,能够减少水分流失,尤其是植有绿化作物的土层中,具有较强的自然雨水收集储蓄效果。当雨水渗透到土层中,相关人员可以在地下修建蓄水池对雨水进行收集,还能收集屋檐流下的雨水并通过管道引流,最后引入到园林景观植物中进行灌溉,增强土层中植物的储存水量。渗透到植物中的雨水还能对植物根茎进行过滤,减少多余的杂质成分,从而使地下蓄水池更加纯净[4]。除此之外,相关人员还可以加大人工修建河道的弯度,减少雨水冲刷土层的速度,减少雨水流失,增加土壤的蓄水量。
3.3建造漏水型园林景观
我国南方地区有充足的雨水资源,如果缺少对雨水的合理利用,会造成水资源浪费。因此,相关人员可以通过修建漏水型城市园林景观,让雨水流到地下水系中,存储雨水,从而对园林中的植物进行灌溉。工作人员还可以通过修建漏水槽的引流水道,把水道与蓄水池相连接,这样会使一部分雨水流入到地下水系中,另一部分雨水流入到园林景观的蓄水池中。不但能够提高雨水的利用率,还能减少对城市自来水的使用,从而减少水资源浪费,促进城市园林景观持续发展。
4结语
城市园林景观是城市绿色发展的主要标志,其中对雨水进行有效的收集利用,不但能够减少对自来水的浪费,还能有效解决我国水资源紧缺问题,使城市园林景观植物有充足的水资源,从而实现美化城市园林景观的作用。
参考文献
1李硕.基于雨水利用的城市道路绿地景观设计研究[D].东北林业大学,2012
2姬晓敏.城市园林景观设计中雨水收集利用方式分析[J].中国林业产业,(11)
浅谈城市节水与雨水利用 第6篇
关键词:城市节水;雨水;利用措施
概述:
虽然我国水资源总量排在世界第四,但人均拥有量只排在109 位,仅为世界人均值的四分之一。我国有300 多个城市缺水,其中108 个城市严重缺水。随着经济的快速发展,城镇化逐渐升高,城市供水的任务日益艰巨,供需水量不平衡的矛盾越来越突出。针对这一现状,近年来,国家大力提倡节水型社会,号召各行业爱水节水,规范用水准则,落实推动切实可行节水方案,城市节水取得明显成效。
一、提高节水意识
水危机将成为未来10年人类面临的最严重的挑战之一。联合国预计,到2025年,全世界淡水需求量将增加40%,将有近一半人口生活在缺水地区,全世界大量的河流、湖泊因过度用水而消失。而水污染又使得很多水源无法饮用。因此,提高节水意识,节约用水,改变过去人们认为水是取之不尽、用之不竭的错误思想。节约用水需要社会大众的广泛参与和支持。以各种形式进行宣传,依托新闻媒体,适时报道节约用水、节水型社会建设的先进经验和典型事例,曝光浪费现象组织开展系列主题宣传活动,策划系列文化活动,滚动播出系列公益广告。通过生动有效宣传的方式,促使节约用水的理念走进单位、走进学校、走进社区、走进家庭,树立全民节水意识。
二、城市节水与雨水利用措施
1.城市工业节水
我国工业化进程在“十二五”期间将继续保持飞速发展势头,这意味着对水质和水量的要求都将提高。合理有效的利用工业用水是缓解水量紧张最有效的方法。
(1)循环冷却水
工业冷却水占工业生产用水总量的70%~80%,合理利用冷却水将大大提高工业用水的效率,从根本上实现节水。节约工业用水的方法有很多,最有效的是循环利用冷却水。发达国家对于冷却水的利用率比较高,可以达到75% 左右,我国对冷却水利用率低,只有30%~40%。采用合理的节水途径和方法,我国冷却水利用率提高还有很大空间,可以考虑采取以下几种方法提高循环冷却水利用率。
(2)工艺节水
通过改革生产方法,优化生产工艺,提升生产设备的方式达到节水的目的工艺称为工艺节水。工艺节水可以从根源上减少用水量,降低能源消耗,同时可以将相应的环境污染控制在环境容量可以接受的范围内。在水资源极其宝贵的今天,工艺节水将会越来越受到重视。生产过程中合理的工艺改进可以使用水量有效减少。某厂通过改造氮气净化器保温外套,年节水10 万吨。部分发电厂通过采用静电除尘和干粉回收系统去除粉尘,替代传统的用水除尘办法,成功节约了用水量。工业上产上具有节水作用的工艺还有很多,节水型印染工艺通过低给液染整、冷轧堆工艺、泡沫染整、微博染色等工艺提高水利用率。节水型制革生产工艺通过转鼓快进工艺、酶脱毛工艺、常温少浴染色工艺等提高节约用水。在工业生产过程中要对零件进行洗涤以达到生产要求。有时为了生产质量需对零件进行重复洗涤,增加了用水量。从水量重复利用角度,洗涤方式通常有两种,可重复洗涤方式和不可重复洗涤方式。前者指在洗涤完一批零件后不排放,收集起来再进行下一次洗涤,当收集到一定量的水后进行适当处理排放。后者指一次洗涤完毕直接排放。显然,重复利用的洗涤方式更加节水环保。
2.城市污水的再利用
首先,对城市污水进行处理,使其排入水体后不会造成污染,从而实现水资源的可持续利用;其次循环使用城市污水和工业废水,科学规划。建设高效运行污水处理厂,对污水处理后再用于工业生产。以减少天然水体的抽取,缓解水资源矛盾。
3.雨水的回收利用
随着城市化建设的迅速发展,道路、建筑群等不透水面积的扩大。一方面雨水不能再渗入地下补充地下水,加上过度抽取地下水,致使城市周围生态环境恶化;另一方面,大雨时,径流迅速汇集,造成地面积水,导致城市局部洪灾。因此。在城市建设中,要大力发展雨水收集利用工程,收集屋顶、庭院和地面的雨水,用于浇洒绿地道路、水景和补充地下水等用途。有利于缓解水资源危机。
(1)收集雨水的方法
储雨池一般建在城市空地或者花坛下面。上面覆土种花。容积规模可视情况在1~100 m,之间。下雨时收集雨水。用于水景喷泉、浇灌花草、洗车和工业生产等,既控制了雨洪、改善了环境,又能节约水资源。适合大型家属区和各工矿企业等。储雨容器主要为铁桶、塑料罐和其他容器等。体积一般都小于1 ms,用于收集屋顶雨水,所收集的雨水主要用于庭院洒水、浇灌花草,节约自来水。适合一般居民楼、平房或四合院采用。
(2)雨水回渗地下
一是地面渗透,露天人行道铺设透水砖,雨水经过透水砖下的碎石、砂砾、砂子组成的反滤层,让雨水渗入地下。二是渗水井渗透,雨水管引入渗水井。将雨水渗入地下。三是草坪渗透,围绕草坪周围垒起约10cm的高沿。或将草坪地面降低,做成下凹式绿地,承接和回渗雨水。
4.建立节水型社会
水资源是基础自然资源,是生态环境的控制性因素之一,同时,又是战略性经济资源,是一个国家综合国力的有机组成部分。数据显示到2030年我国人口将达到16亿,水资源矛盾将更加突出,党中央提出了以水资源的可持续利用支持我国社会经济的可持续发展的总体战略。在防洪减灾方面,将无序、元节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。在农业用水方面,将建设节水高效的现代灌溉农业和旱地雨养农业转变为建设节水高效的现代灌溉农业和现代旱地农业,在城市和工业用水方面,要从不够重视节水,治污和不注意开发非传统水资源,转变为实施节流优先、治污为本、多渠道开源的城市水资源可持续利用战略,以基本满足今后16亿人口的用水需要。
参考文献:
【1】车伍,多功能雨洪调蓄设施抵御洪涝灾害[期刊论文]-建设科技2010(22)
【2】金龙,我国城市雨水利用适用技术[期刊论文]-市政技术2007,25(1)
城市雨水利用的探讨 第7篇
在国外, 城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。其经验和方法, 对我国大部分城市特别是对那些严重缺水的城市很有借鉴意义。我国城市雨水利用起步较晚, 目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。雨水作为一种极有价值的水资源, 早已引起德国、日本等国家的重视。国际雨水收集利用协会 (IRCSA) 自成立以来, 不断地促进国际间的交流与合作。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。其中, 发展较快的是德国和日本等国家, 德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡, 其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化, 各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。德国的城市雨水利用方式有三种:一是屋面雨水集蓄系统, 集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮, 以拦截雨水径流携带的污染物。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟, 表面植有草皮, 供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地, 作为水景或继续下渗。另外, 德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规, 对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前, 无论是工业、商业还是居民小区, 均要设计雨水利用设施, 若无雨水利用措施, 政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池, 还将蓄洪池的雨水用作喷洒路面、灌溉绿地等城市杂用水。这些设施大多建在地下, 以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途, 如在调洪池内修建运动场, 雨季用来蓄洪, 平时用作运动场。近年来, 各种雨水入渗设施在日本也得到迅速发展, 包括渗井、渗沟、渗池等, 这些设施占地面积小, 可因地制宜地修建在楼前屋后。日本于1992年颁布了“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分, 要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。因而, 通过制定一系列有关雨水利用的法律、法规和不断地开发研制, 国外发达国家的城市雨水利用技术逐步成熟起来。建立了完善的屋顶蓄水系统和由入渗池、井、草地、透水地面等组成的地表回灌系统;将收集的雨水用于冲洗厕所、洗车、浇洒庭院、洗衣和回灌地下水等;从不同程度上实现了雨水的利用。
城市雨水的利用是一个广阔领域, 它涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、雨水作中水等杂用水源的直接收集利用、用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生活小区水系统的合理设计及其生态环境建设等方面, 是一项涉及面很广的系统工程。城市雨水利用在我国是一项新事物, 刚刚起步, 有些作法尚在探索之中。因此, 在建设与管理必须坚持因地制宜、自力更生的原则, 在政府的积极引导和支持下, 按照当地的有关规定进行。与缺少地区农村雨水收集利用工程不同, 城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水, 它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此, 城市雨水利用是一种多目标的综合性技术。目前应用的技术可分为以下几大类:分散住宅的雨水收集利用中水系统;建筑群或小区集中式雨水收集利用中水系统;分散式雨水渗透系统;集中式雨水渗透系统;屋顶花园雨水利用系统;生态小区雨水综合利用系统 (屋顶花园、中水、渗透、水景) 等。
在第十届国际雨水利用大会上就表明, 今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。各国的雨水利用技术发展的程度因重视程度不同而参差不齐。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。对于雨水的利用工程可分为三个部分:雨水的收集、雨水的处理和雨水的供应。
雨水收集:雨水的收集利用, 广义的范围内, 包括了大型水库的建设, 河川径流的取用等。雨水收集的方式有许多种型式, 例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、气象条件 (日照、温湿度等) 以及降雨时间的长短等因素而有所差异。雨水的收集利用, 广义的范围内, 包括了大型水库的建设, 河川径流的取用等。
雨水的收集储存措施:
⑴增加城市透水面积。以前大多数城市采用水泥或沥青路面, 雨水不能渗进地下, 加剧了城市内涝的风险。现在国内外很多城市采用各种改善措施增加城市透水面积, 例如, 采用多孔沥青或多孔混凝土路面, 在人行道、广场或休闲区铺设草皮砖, 增加城市绿化面积, 立法规定建设区内的最低可渗面积率等, 使得雨水可以快速入渗进入地下含水层。
⑵重视小区雨水储存。国内很多城市小区的屋顶雨水收集系统已经比较完善了, 但是却没有相应的处理和回收系统, 收集的雨水仍与污水一起排走。例如上海浦东国际机场的航站楼建有17.6m2完善的雨水收集系统, 在暴雨时节1h可收集雨水500m3, 但是却任其自然流走。如果这些雨水能有效处理和加以利用, 将比处理利用轻污染的生活污水更为经济、更为简便易行, 而这只需要增加雨水储存入渗设备就可以办到。
⑶广泛利用城市低洼地。我国降雨时间集中, 为了避免道路积水和暴雨径流的增加, 需要在短时间内将雨水暂时蓄存起来。这就需要利用城市低洼地, 如地下停车场、运动场等将雨水暂时收集起来。为了能使这些低洼地尽可能多地贮留汛期雨水, 在规划设计时应尽可能进行综合考虑, 使这些场所在雨期与无雨期的功用发挥到最优。如日本在低洼地修建运动场, 雨季用来蓄洪, 有的则在运动场下面修建地下水库。此外, 有条件的区域也可以利用低地的浅层含水层蓄存雨水。
雨水的处理措施:雨水收集后的处理过程, 与一般的水处理过程相似, 唯一不同的是雨水的水质明显的比一般回收水的水质好, 依据试验研究显示, 雨水除了p H值较低 (平均约在5.6左右) 以外, 初期降雨所带入的收集面污染物或泥砂, 是最大的问题所在。而一般的污染物 (如树叶等) 可经由筛网筛除, 泥砂则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。
雨水的利用措施:收集后处理的雨水经过泵的提升用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水, 如浇灌、冲厕、洗衣、冲洗路面、冷却循环等等。我国城市雨水利用的现状和前景:尽管作为城市水业一个新兴的领域还有待更多的人来关注, 也有许多问题有待研究, 但从北京的实践看, 已经显示出良好的发展势头, 是一个符合当代可持续发展理念并具有巨大的发展潜力的领域。经过几年的不懈努力, 北京城市雨水利用已进入实质性的实施推广阶段, 成为带动我国城市雨水利用技术发展的龙头, 随着水管理体制和水价的科学化、市场化, 通过一批示范工程, 原来预计在5~10年内实现城市雨水利用的标准化和产业化, 现在看来这个速度还会加快。
浅谈城市雨水资源的利用 第8篇
一、发达国家的雨水资源利用
1、美国的雨水利用
美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。1993年大水之后, 美国兴建地下隧道蓄水系统, 建立屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统, 让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中, 既利用了洪水的生态环境功能, 同时减轻了其他重要地区的防洪压力。美国的关岛、维尔金岛广泛利用雨水进行草地灌溉和冲洗。美国不但重视工程措施, 而且制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持, 如制定了《雨水利用条例》。条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平, 所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。
2、德国的雨水利用
德国的雨洪收集利用技术是最先进的, 基本形成了一套完整、实用的理论和技术体系。利用公共雨水管收集雨水, 采用简单的处理后, 达到杂用水水质标准, 便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。另外德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国在新建小区之前, 无论是工业、商业还是居民小区, 均要设计雨水利用设施, 若无雨水利用措施, 政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。
3、丹麦的雨水利用
丹麦98%以上的供水是地下水, 但是地下水开发利用率都比较低, 一些地区的含水层已被过度开采。为此在丹麦开始寻找可替代的水源, 以减少地下水的消耗。在城市地区从屋顶收集雨水, 收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备, 进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。
4、日本的雨水利用
日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池, 许多城市在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”, 有些大型建筑物如相扑馆、大会场、机关大楼, 建有数千立方米容积的地下水池来储存雨水, 以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途, 如在调洪池内修建运动场, 雨季用来蓄洪, 平时用作运动场。近年来, 各种雨水人渗设施在日本得到迅速发展, 包括渗井、渗沟、渗池等, 这些设施占地面积小, 可因地制宜地修建在楼前屋后。在日本, 集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪, 消防和应急用水。日本于1992年颁布了“第二代城市下水总体规划”, 正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分;要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施泰国在20世纪80年代, 建造了0.12亿多个2 m3的家庭集雨水缸, 解决了300多万农村人口的吃水问题。
综上所述, 国外发达国家城市雨水利用的主要经验是:建立了完善的屋顶蓄水和由人渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统;制定了一系列有关雨水利用的法律法规;收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。
二、我国雨水资源利用的发展措施
1、根据城市的具体情况借鉴国内外的先进经验, 采取相应的综合措施, 对雨水资源进行深度开发。
2、建立雨水储存系统, 收集汛期雨水。收集储存夏季充沛的雨水资源, 调节为少雨季节的水资源供给, 以丰补
歉, 平衡全年水资源利用, 是贯彻实施城市雨水资源化管理的重要方面。因此, 对汛期雨水资源加以储存利用, 不仅可以有效环节市区水资源短缺状况, 同时, 对于减轻城市排水行洪压力, 确保汛期安全, 也有重要意义。城区范围内的建筑屋顶、城市广场、运动场、草坪、庭院、城市道路等都可以用作收集雨水的有效界面。
3、降低绿化带标高, 充分利用降水。
研究表明, 随着植物覆盖率的增加, 不同时段的累计入渗量呈指数增加, 表明绿地具有较好的入渗性。传统的道路布置方式使行道树、花坛等绿地高于路面, 由于汇水面积小, 不但降低了绿地的渗水效果, 还不得不花费大量人力物力浇水。建议改造城区内的沿街绿化带、公园、小区绿地, 将道路绿化带标高降低, 既不增加投资又使其成为良好的雨水汇流入渗场地, 还和节约绿化用水。
4、推广透水性铺装, 减少降水径流。
城市下垫面的排水性能直接影响雨水渗透效果。近些年随着市区道路拓宽, 土地硬化面积增大, 降雨很难直接渗入地下补充地下水, 而是形成径流流走, 这样一方面使大量雨水白白流失, 另一方面, 如果排水措施不完善, 还会对城市防洪排水形成巨大压力。建议根据城区下垫面的具体情况, 因地制宜地选择透水性铺装, 加大雨水就地入渗量。
雨水利用解渴城市 第9篇
住宅小区的雨水收集、回渗、利用使多年来流失的雨水不再被浪费, 为现代化城市的发展作出贡献, 居住区规划中雨水资源的有效利用当仁不让地成为绿色生态居住区的重要标准。
“华夏津典”示范雨水利用
据天津市建委有关负责人介绍, 天津市“梅江华夏津典居住区雨水利用示范项目”对天津市雨水利用、居住区景观水体的水质保持等工作具有较强的示范作用, 具有良好的推广应用前景。
项目以华夏津典居住区的涟水园、泉水园为研究对象, 收集屋顶雨水, 补充湖水, 再利用湖水进行居住区绿化灌溉, 年节约水资源2.7万立方米, 取得了显著的环境效益和经济效益。
可持续发展的蓄存、回渗, 利用及排涝雨水的方法把原来被排走的雨水留下来利用, 增加水资源, 回补地下水, 还可通过蓄存形成景观水, 再用来浇灌绿地, 同时减少排雨量, 减轻城市洪涝灾害, 值得推广应用。
雨水湖水处理工艺
华厦津典项目湖面总面积19300m2, 其中深水区7200余m2, 浅水区12100m2, 正常容水量23100m3。最高水位容量为27800m3, 湖水水源主要来自再生水及降雨雨水。
景观湖水的补水水源分别来自再生水和雨水。而由于天津市年降雨量和区内收水面积的影响, 湖水的主要水源来自再生水, 所以湖水保护的主要矛盾是解决再生水作为湖水容易出现的问题。雨水收集带给湖水的变化为次要矛盾。
因此针对再生水水质, 特别是氮、磷大大超过水体富营养化的水质标准, 湖水会发生富营养化, 出现藻类的大量繁殖现象。为满足湖水达到景观水体的水质要求, 主要解决降低富营养化成份, 以防止藻类繁殖问题。
该项目采用了如下工艺:
1、采用生物接触氧化法, 去除BOD、COD、SS、NH4+, 进行一定程度的脱氮, 可去除总氮。
2、利用混凝土沉淀池, 掺入铝盐絮凝剂, 形成沉淀物, 去除磷, 同时可去除COD及SS。
3、利用微滤机去除较大的颗粒物, 同时调整芳水园湖水循环顺序, 在混凝土沉淀池后增加高效纤维球过滤器, 使沉淀后的水进入 (或跳过) 高效纤维球过滤, 并将反冲洗用水改为处理后的出水, 以节约中水用量。
4、在出水口增加clo2消毒剂, 其杀菌消毒的效果优于氯气消毒, 具有广谱性, 杀菌力受ph影响较小, 可杀死水里藻类, 并能控制藻腥味的产生, 同时clo2消毒具有持续性。
5、在特殊情况下, 如湖水藻类过高时, 根据需要进行硫酸铜灭藻, 控制藻类的大量繁殖。此方法在07年8月芳水园使用过一次, 效果良好。
根据水处理工艺, 项目设计了条形处理车间, 使工艺紧凑。而地上部分结合湖边栈道和小品景观, 使地上、地下有机结合
湖水处理系统依据平面位置确定在涟水园深水区西侧湖边, 考虑到节能及降低运行成本, 方案阶段将进水池到出水泵池间的各处理环节 (除高效纤维过滤器) 靠重力设定标高, 形成分级流动进行处理。
而地面处理车间则会造成先用水泵提升, 再进行处理的能源消耗。在出水池选用一次提升加压, 长距离送至各区浅水湖尽端, 推动湖水水系循环流动, 保持湖水水质达标。设计工艺考虑了技术的可行性、投资的合理性、运营的经济性、维护的便捷性, 采用了生物接触氧化与高效纤维球过滤结合处理的工艺, 并可根据不同水质选择切断生物接触氧化或纤维球过滤工艺分别处置方式, 亦可同时运营。
示范项目考虑到屋顶雨水特别是部分邻湖广场甬路雨水进入湖体的特点, 增加了消毒工艺, 设置二氧化氯发生器, 可在水处理车间出水口加入适量clo2 (0.05mg/I) , 使处理后的水经消毒、灭菌后再流入湖中, 使湖体具有持续消毒的效果。同时生产的clo2还可为小区泳池水消毒, 亦可对垃圾桶、公共卫生间等进行消毒处理。
设备平面布局依工艺流程采用各池间紧凑连接、池壁共用及池壁与水处理车间外墙合并利用的方法, 缩短了工艺间隔, 提高空间的利用率, 降低了土建成本, 采用了可根据水质情况, 任意切换的灵活流程组合, 以降低能耗和运行成本。
出于对景观、用地、降低运行成本等因素的考虑, 湖水从进水池到出水池 (除高效纤维球过滤工艺) 均靠重力分级流动处理, 取消能耗。而在出水口使用机械泵提升并加压至湖区各支流尽端, 推动湖水流动, 成为“活水”, 同时形成跌水景观。
湖水保护处理系统实现双重受益
在示范项目区, 通过对雨水的下渗、收集、蓄存, 可使两年一遇的降雨重现期标准就地消纳, 遇到五年一遇的降雨重现期标准可消纳50%~60%的雨水量, 削减小区产流量, 并加以蓄存利用。
地面雨水大部分渗入地下、屋顶雨水通过引导蓄存在湖水里, 在雨季中可蓄存8000~12000立方米雨水。排入湖水中的雨水, 根据检测结果有针对性的利用湖水处理工艺进行处理, 水质应符合景观用水标准。
该项目最大限度利用湖景水面收集屋顶雨水, 减少建设蓄水池占地和投资。利用湖水保护处理系统共同保证湖水与雨水的水质, 一种投资双重受益。采用透水地砖提高区内道路、甬路、停车泊位对雨水的渗蓄回补地下水能力。
深浅水域的结合, 临水建筑的增加, 方便了邻湖建筑屋面雨水的收集, 解决了居民亲水与安全的矛盾。采用重力分级湖水处理与一次加压, 推动湖水尽端循环工艺的节能。水处理车间的采光、通风、循环等节能、节地与环境景观的结合。
良好效果源于因地制宜的设计
梅江华厦津典居住区雨水利用示范区项目建成后, 经过一年的使用考核, 结果表明:应用效果良好, 满足项目合同书规定的集蓄雨水量、就地消纳两年一遇的雨水、减轻排水压力及保证水质等技术经济目标的要求。
该项目投资少、效果好、运行可靠、易于维护、方便管理。蓄存的雨水节约了部分中水购置用量, 仅此一项, 07年节约中水费用为1.40元/m326665m3=37331元, 而且节约水资源量回补地下水及减少雨水排放产生的环境、生态效益更为良好。
从系统运行来看, 采用雨水、湖水共用一套处理系统, 既可满足景观湖水的正常运行, 又可吸纳收集雨水, 并保证水质的标准。
项目之所以能够以较少投入获取良好效果, 其主要原因是因地制宜的合理设计, 充分利用居住区原规划设计的环境及住宅的有利条件, 避免另行设计专用的地下蓄水池和重复设置管网。项目通过透水地砖、绿地、水面, 消纳、利用雨水, 达到了节约水资源、减轻小区排水压力、改善环境质量, 产生了良好的经济、社会、环境、生态效益, 有着良好的示范作用。
城市市政道路路面雨水利用的研究 第10篇
关键词:市政道路,水资源,路面,雨水利用
水资源是十分重要又很特殊的自然资源,是人类赖以生存的基本物质和人类可持续发展的制约因素。然而,雨水作为极其重要的可用水资源,并未得到充分利用,利用率约为降水量的30%~40%,尚有60%~70%的降水以地表径流和无效蒸发的方式损失掉[1]。我国对天然降雨的利用率只有10%,因此雨水利用的潜力非常大。在我国城市化进程快速发展的今天,市政道路里程快速增长,水资源短缺越来越严重,利用城市道路有效收集由于城市化增多的地表径流,并加以合理利用,对整个城市的发展越来越重要。
1 水资源概况
1.1 水资源的概念
水资源是指地球上水的总体,包括存在于地球表面、地球岩石圈、大气圈、生物圈中的固态、液态和气态的水,是人类生存和发展的不可替代的自然资源,淡水则是人类可以利用并逐年得到恢复和更新的最宝贵资源,分为地表水和地下水,大气降水为其补给来源。
1.2 我国水资源概况
我国水资源总量很大,多年平均降水量约6万亿t,土壤、植物蒸发3.2万亿t,形成地面径流及渗入地下2.8万亿t,位列世界第6位。由于人口众多,人均拥有量2 200 t左右,占世界水资源人均拥有量的1/4左右,居世界121位,属于水资源较贫乏的国家。
我国地表水资源时空分配差异巨大。长江流域及其以南地区人口约占全国人口的50%,拥有全国80%的水资源,相同比重的北方人口却仅拥有全国水资源的20%。水量年内变化很大,夏秋较多,冬春偏少,而且年际分配也不平衡。全国660座城市中,供水不足的达400多个,严重缺水的110多个,城市年缺水量达60亿m3,城市经济因缺水所造成的影响难以估量。
1.3 我国地下水资源利用情况
由于自然环境原因,再加上人类高强度活动的影响,北方地表水资源有进一步减少的趋势,即使地表水资源较丰富的南方也面临水质型缺水的窘境,于是各地大力抽取地下水,以解燃眉之急。
目前,全国已有46个城市由于过量开采地下水而出现了地面沉降,有的还导致地面裂缝,城市基础建设受到严重威胁,农村田地毁损,沿海地区则海水入侵,恶化地下水水质。由于大范围的区域性地下水位下降还致使干旱、半干旱地区地表植被破坏,生态环境退化。我国已形成区域地下水降落“漏斗”100多个,面积达15万km2,例如北京市全市用水量的55%是地下水,由于长期超量开采,市区地下水位比解放前下降20多m,超采最严重的城近郊区,已形成区域面积近1 000 km2的大漏斗区。
1.4 路面雨水利用的必要性
雨水是宝贵的水资源,在路面有组织排泄时应加以利用。
1)城市路面雨水可用于城市绿地灌溉、城市清洁等方面,因而会产生良好的环境效益;景观蓄水池可以形成城市新的水生态景观;雨水径流入渗利用,阻缓了地面沉降,可以使更多雨水渗入地下增加浅层土壤的含水量,从而调节城市气候,遏制城市热岛效应,抑制城市沙尘和扬沙天气的发生。
2)利用蓄水池和地下水库,贮存了大量雨水资源,不仅减少了城市排水所需雨水管道、雨水泵站等排水设施和资金的投入,而且有利于城市的防洪排涝,减轻了城市河道的行洪压力。
3)雨水资源的充分利用,可以大大缓解城市水资源的不足。
2 城市化对自然水循环系统的影响
2.1 城市化对降雨径流过程的影响
随着城市化的发展,城市不透水面积在逐年增加。由于不透水地表的入渗量几乎为零,导致降雨径流系数增大,雨水汇流速度提高,从而产生城市降雨径流总量的增大和径流洪峰提前。
2.2 城市化对降雨径流水质的影响
降雨径流水质受到大气沉降物、生活垃圾、道路交通量和路面材料的影响,具有一定的污染性,特别是初期径流。路面径流对水质影响随降雨时间增加而减小,大量初期雨水对河流水质构成严重污染,造成整个城市的生态环境日趋恶化。根据一些研究表明[2],雨水主要污染物是COD和悬浮固体(SS),道路初期径流中也含有铅、锰、酚、石油类及合成洗涤剂等成分[3]。
2.3 城市化对地下水的影响
由于城市发展导致不透水地面增加,使降雨对地下水的补给量逐年减少。据统计,北京市20世纪80年代年均补给量比60年代~70年代减少约2.6×108 m3。地下水补给量相应减小,使干旱期河流基流量也相应减小。同时也使城市地下浅部含水系统规模变小,改变了含水层边界及含水介质的性质,而且对地下水流动系统也产生一定影响。
2.4 加大城市防洪排涝的危胁
城市化的发展增大了雨水径流量,20世纪80年代北京城区的径流洪峰流量是50年代的2倍。加之现有的城市排水设施排水能力不足和垃圾阻塞雨水入口,导致城市道路积水、低洼地段和地下通道被淹没、交通中断。人们的正常工作和生活因此受到严重干扰,房屋和财产受到损失,河道下游洪水泛滥,加大城市防洪排涝威胁。
2.5 加重了市政建设的压力
随着城市的发展,需要设计完善的人工雨水排放系统(雨水管道、泵站等)将增长的雨水径流快速排出城市,增加了市政资金的投入。同时雨污合流排水系统也会增大污水处理厂的负荷。
3 路面雨水的利用
3.1 路面类型选择
不同的路面材料和路面结构收集雨水的效率不同。据《甘肃省干旱半干旱地区雨水集蓄利用技术指南》原土翻夯路面集水效率为23%,沥青混凝土路面的集水效率为70%,水泥混凝土路面为75%。水泥混凝土路面和沥青混凝土路面各有其优缺点,应根据气候水文条件、土基状况、交通量大小、城市规模及经济等方面因素综合选定。需要指出,水泥混凝土路面在抵抗水损害和冻融破坏能力等方面优于沥青混凝土路面。
目前在许多城市停车场、交通量小的道路和人行道处广泛使用透水路面。透水路面是在保证道路运营安全的情况下,使雨水进入路面结构,渗透到路基或土壤中,实现雨水贮蓄或回灌地下水。多孔沥青路面、草皮砖等常见透水形式的路面可以发挥表层土壤对雨水径流的净化能力。
3.2 输排水设施
近年来我国的城市水涝灾害频发,显示出污水与雨水合流排放的排水系统已经与大规模城市化发展不相适应,因而很多国家都积极利用城市雨水,新型的城市雨水排水系统[5]见图1。
3.3 道路雨水蓄存
雨水蓄存常用的形式有地表蓄水池和地下河道、地下水库等。蓄水设施还应包括沉砂池、拦污栅、进水口、出水口等附属设施。利用城市建设,景观水池可以设计为蓄存雨水的地表蓄水池。利用透水地面可以收集局部地域内的雨水径流。在透水路面下依次铺设砾石层、土工织物,以干净的碎石作为基底蓄水层,利用城市路面的地下空间来贮存雨水,构成地下河道或地下水库。通过雨水滞留,达到减少峰值流量与延缓汇流时间的目的,从而减少水涝灾害的发生。
3.4 道路雨水利用
城市路面集蓄的雨水经过自然净化和水质处理后,可用于城市清洁和人们生活所需的部分用水,例如:用于城市消防、厕所冲洗、城市绿化、草坪灌溉,成为城市中水的可靠水源。
利用透水路面将城市的雨水直接拦蓄入渗或通过一定的渗漏过滤装置,回灌地下水,可补充地下水量兼有防洪作用。为增大雨水的入渗量,除采用透水性好的路面外,还可通过设置合理的渗透管沟、渗透井、渗透池等渗透设施,来提高雨水渗透效率。
在城市新开发区和新建小区内,可以采用渗透池的形式。通过开发区和生活小区的硬化路面收集雨水径流,经过排水设施排入渗透池,其既能提供较大的储水空间,又可设计为人造湿地,起到渗透、调节、净化、改善景观等作用。
参考文献
[1]张新燕,蔡焕杰.雨水集蓄利用研究进展[J].干旱区资源与环境,2001,15(3):87-92.
[2]汪慧贞,李宪法.北京城区雨水径流的污染及控制[J].城市环境与城市生态,2002,15(2):16-18.
[3]北京市水利局中德合作雨洪利用项目办公室.优化城市水资源配置———建设小区雨水利用系统[J].北京水利,2003(3):13-15.
[4]王健,朱兴平.半干旱山区雨水集蓄补灌技术研究及效益分析[A].中国雨水利用研究文集[C].北京:中国矿业大学出版社,1998.78-82.
城市雨水的开发利用 第11篇
史料记载, 在宋朝之前, 赣州城也常年饱受水患。北宋熙宁年间 (公元1068年1077年) , 一个叫刘彝的官员在此任知州, 规划并修建了赣州城区的街道。同时根据街道布局和地形特点, 采取分区排水的原则, 建成了两个排水系统。因为两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”二字, 故名福寿沟。
福寿沟仅是整个赣州排水防洪体系中的一环。修建于宋代的坚固城墙是最好的防洪堤坝, 还有城内的数百口水塘与福寿沟连通, 以发挥重要的雨洪调蓄作用。
实际上, 水资源问题已成为全球瞩目的能源问题。而雨水作为自然界水循环的阶段产物, 又是城市中十分宝贵的水资源, 要留住这部分水资源, 增加本地区水资源储量, 则应在城市建设中, 注意发展雨水收集和利用工程, 既可以增加水资源, 改善城市水环境, 生态环境得以修复, 又减少了排水量, 节省巨额市政投资, 还可以减轻城市洪水灾害威胁。
1. 城市洪涝灾害发生的原因
1.1 排水系统的建设问题
我国一些老城市或旧城区的排水系统一般为合流制, 设计年限早, 标准低, 随着城市建设的飞速发展, 大量建筑物和道路使城市不透水面积快速增大, 天然地下水补给量减少, 地表径流量增加, 洪峰流量增大且时间提前, 城市的防灾能力减弱, 暴雨洪水灾害发生的几率都有较大的增加, 暴露了原有城市排水系统的弊端, 反映了原有雨水处置理念与快速城市化进程的不相适应, 强烈干扰了城市原有水文生态系统, 破坏了自然的水文循环过程。如果只考虑将雨水径流快速排出, 所需雨水排水管道、雨水泵站设施的容量, 输送能力将随之增大。即使是新建的城区, 如果在建设排水系统中不考虑雨水资源的利用, 也满足不了暴雨排放的要求。
1.2 填湖平塘导致城市失去暴雨调蓄作用
城区湖塘湿地被誉为“城市之肾”, 具有维持生物多样性、防洪排渍、降解污染、调节城市温差湿度、美化城区环境、提升城市功能、传承城市文明等诸多重要的生态人文功能, 是城市难得的生态资源。
但是, 我国七十年代以粮为纲, 围湖造田, 九十年代开始城市房地产开发中的填湖平塘, 使城市内及其周边的水塘、湖泊渐渐消失。湖南省常德市建设、规划、水利等相关部门查询的数据显示, 2001年以来, 常德市江北城区及近郊河、湖、塘、港等自然水体和周边滩涂等湿地面积减少了7313亩, 其中城区水塘面积被填占491亩, 仅近一年时间就被填占271亩。湿地缩减主要是被城市建设所占用。我国很多城市由于大量的河、湖、塘、港等自然水体的消失, 导致暴雨时, 无法发挥自然水体的调蓄作用, 但靠不完善的城市排水系统, 难免容易出现城市洪涝灾害。
2. 城市建设与雨水资源利用概况
2.1 世界各国城市雨水资源化概况
从上世纪70年代开始, 世界各国就开始探索城市雨水资源化。雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水资源利用的重要内容。很多国家致力于雨水利用技术的研究和开发, 使用法律、经济、技术等多种手段纳入城市规划, 通过多种措施实行“生态排水”, 使降水尽可能地进入自然水循环, 尽量减少进入城市排水系统的雨水量, 促进雨水的资源化利用, 减轻城市洪涝灾害、降低城市污水处理负荷和建设费用, 维护城市水循环的生态平衡。
德国很早就开始开展对雨水利用的研究和应用, 并极力主张广泛利用雨水资源, 已经修建了大量的雨水调节池收集和利用雨水资源, 形成从规划设计到应用的完善技术体系, 而且还制订了配套的法规, 在开展雨水利用工程中走在了前列。美国主要是提高天然入渗能力达到雨水利用, 大举建造渗滤田补充地下水层, 并制定相应的法规限制雨水的直接排放。日本在1972年颁布“第2代城市地下水总体规划”中规定:新建和修建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施, 正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分, 有效促进了城市雨水资源化进程。
一些发达国家城市雨水资源利用的经验主要有以下几方面:建立屋顶蓄水系统收集存储雨水, 稍加处理后主要用于居民非饮用水;建立雨水入渗系统, 通过修建入渗浅沟、人工湿地、地下水回灌井增加雨水入渗量, 充分发挥地下水库对雨水的储存作用;从规划、设计到应用, 不但形成了完善的技术体系, 而且制定了配套的法律法规和管理规定, 结合经济手段对雨水资源利用予以支持, 将其作为城市建设的重要项目来实施。
2.2 我国雨水资源的利用现状
早在秦汉时期, 我国就有修建池塘拦蓄雨水用于生活的记录。江西的赣州城在北宋熙宁年间修建的福寿沟和蓄水水塘有部分至今还在使用。现代我国雨水资源利用是从20世纪80年代发展起来的。国内城市收集利用起步较早的首推北京市。北京在雨水利用产业中走在了全国前列, 出台了多项法规性政策, 推进雨水利用的研究和快速发展。2003年3月, 北京市《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》明确, “凡在本市行政区域内, 新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设。建设工程的附属设施应与雨水利用工程结合”。目前北京建设的集雨工程有40多个, 通过铺设透水路面、集雨灌溉等方法, 每年收集雨水100多万m3, 北京海淀区双紫苑小区冬季采暖使用的水就是当年汛期拦截储存下来的雨水。北京市委市政府大院建了一个地下蓄水池, 大院中2万多平方米的绿地都是雨水浇灌的。继北京之后, 我国上海、南京、大连、青岛等城市也陆续开展了相关研究。
总体来说, 我国的雨水资源利用工作启动不算晚, 有较好的典型工程和比较成熟的技术。但存在以下有待解决的问题:一是人们对城市建设与雨水资源利用的意识淡薄;二是城市雨水资源利用规模较小, 缺乏系统性, 且主要集中在北方干旱半干旱地区及少部分发展较快的城市, 有待进一步推广;三是缺乏法律保障。
国外雨水资源利用效率较高的国家都制定了相应的法律来支持推广, 而我国还处在相关立法的研究阶段, 缺乏相关的法律、法规保障体系。国家应该拿出相应的法律法规, 各个城市也应有相应的规定。
3. 城市建设与雨水资源利用对策
3.1 加强宣传, 明确雨水是宝贵的水资源
城市建设决不能脱离雨水资源的利用这一重要环节, 应通过各种媒体、社区活动等形式进行宣传, 提高全社会的雨水资源利用意识, 取得民众的广泛参与和支持, 不能使雨水放任自流白白地浪费, 要确定综合利用在前、排放在后的指导思想。
3.2 以点带面, 推广雨水资源化
城市建设与雨水资源利用成为统一体。因地制宜, 针对不同地区进行科学规划、论证。要研究城市的雨水资源利用, 首先要充分了解该城市的雨水状况, 通过对该城市降雨量和雨水水质的分析, 并根据自然和社会环境的差异, 选择适合的雨水利用系统、集流系统、储水和处理用水系统。
3.3 完善城市建设与雨水资源利用立法机制
近年来, 城市雨水资源利用虽然得到了职能部门的重视和政府的支持, 但并没有在法律层面加以明确, 致使好多城市建设的项目没有充分考虑到雨水资源的利用问题。建立配套的城市建设与雨水资源利用的法律法规是保障雨水资源利用的基础。我国至今没有全国性的法律法规来明确对雨水资源的滞蓄、储存、处理和回收利用, 仅在生态小区及生态住宅技术导则中提及雨水径流调节的相关内容。地方性法规中仅有北京市颁布的《北京市水资源管理条例 (1991) 》和《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定 (2003) 》, 明确规定雨洪利用, 要求所有新建、改建、扩建工程均应增加雨水利用工程的建设, 否则有关部门将不予验收, 这使城市雨水利用的推广有了一个初步的依据, 但是没有上升到法律的层面。针对我国雨水资源和环境状况, 并借鉴发达国家的经验, 合理、充分地利用雨水资源, 应尽早制定一系列有关城市建设与雨水资源利用的全国性法律法规和条例, 规范新建城区、居民小区和工、商业区、道路设计雨水利用及蓄水设施等内容。同时, 采用鼓励雨水利用政策, 调动开发商和企事业单位的积极性;并将雨水资源利用落实到水务、环保、绿化、城建、规划等行业管理部门职能中, 保障雨水资源利用的有效开展。
3.4 加强科研, 建立雨水资源化示范工程
每个城市应根据自身历年降雨特点, 开展科研, 建立雨水资源利用化示范工程, 推动雨水资源化的利用。
4. 结语
城市雨水资源利用是解决城市水资源短缺及减少城市洪灾、改善城市生态环境与实现水资源可持续利用的重要举措。城市雨水资源的收集利用和综合治理已经成为城市建设中开源节流的一个重要课题, 是一个符合可持续发展理念并具有重大的发展潜力的研究领域。
城市雨水的开发利用
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