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摘 要:本文主要论述了我国城市人口的不断增多,城市需水量也越来越大。在我国水资源紧缺的情况下,加大对雨水资源的利用与规划,是当前解决城市水资源短缺的重要途径。本文对城市雨水资源利用的概念及主要技术进行分析,并就雨水资源规划措施提出几点建议,以期通过本文的阐述加快我国雨水利用和控制工程的实施步,为推进我国现代化、生态型的城市建设提供理论参考。
关键字:城市雨水;规划;利用
中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
1 城市雨水资源利用的概念
城市雨水利用有狭义和广义之分,狭义的城市雨水利用主要指对城市汇水面产生的径流进行收集、储存和净化后利用;广义的城市雨水利用是指在城市范围内,有目的地采用各种措施对雨水资源的保护和利用,主要包括收集、储存和净化后的直接利;利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用,改善城市水环境和生态环境;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源。
2 城市雨水资源利用的主要技术
雨水利用可追溯到公元前6000 多年,我国雨水利用的历史据今也有 4000 多年了,但多集中应用在农业方面。从 20 世纪 6O 年代起,随着水资源供需矛盾的日益突出,越来越多的国家认识到雨水资源的价值,并采取了很多有效措施、因地制宜的进行雨水综合利用等措施,并制定了一系列有关雨水利用的法律法规。当前雨水利用最为成功的国家主要是德国、日本、美国和英国等发达国家。根据他们对雨水合理利用的研究开发,现就其现阶段城市雨水利用的主要技术作简要介绍。
2.1 雨水拦截与渗透技术
雨水拦截通过滞蓄池来完成,滞蓄池分2 种:一种是在线滞蓄池,其内有下水道流过;另一种是离线滞蓄池,下水道在其外面,超量的水流需通过溢流设施才能流到滞蓄池内。滞蓄池内一般有冲洗沉积物的设备,常见的滞蓄池形式有矩形的,圆形的,大直径的地下管道做储水空间。增加雨水入渗的途径有:通过自然地面入渗,把收集的雨水引到天然的、渗透和拦蓄性能好的平整开阔的平地或绿地,使其自然下渗,也可在人行道、停车场等铺装透水地面,透水地面有多孔沥青及砼地面、透水砖地面和草皮砖地面以及利用渗坑、渗井、渗沟等使雨水下渗,同时也能利用地表或地下渗透池来增加入渗。
2.2 城市屋顶雨水收集技术
屋顶雨水蓄集系统可大致分成集雨、传输、储存、分配等 4 个基本过程。集流面是不透水屋面,传输系统是集雨槽和落雨管,储存系统是水箱,分配系统是与水箱连接的水龙头。同时,屋顶雨水蓄集系统也包括 3 个处理过程分别是过滤/弃流、处理、过滤/消毒。其中,处理包括初雨弃流和流入前的过滤系统。例如水箱内部也有大量的处理过程,如沉降、浮选、病原体消除等。若收集的雨水应用于家庭用水还应该对收集的雨水进行消毒处理,主要方法有用氯处理、暴晒消毒或使用烛形管式过滤器。屋顶收集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。用雨水代替饮用水进行冲厕、洗衣、浇灌绿地、洗车等能减少水费的支出,削减城市地表径流。此外,这项措施还可以有效改善地表水质,提高城市空气质量。
2.3 雨污分流设计
雨水分流制是将雨水系统纳入城市基础设施规划,在城市新建区规划建设独立的雨水系统,对旧排水管网系统进行改造,分流后的雨水进行统一贮存、处理和利用。他与传统的城市排水系统相比,传统系统大都为合流制,即雨水和污水混流,它即浪费了大量雨水资源;也不利于雨水排放不畅同时加重了对纳污水体的污染,还会出现“马路行洪”现象。合流制已成为城市防洪排涝的一个瓶颈,要从根本上解决这些问题,应采用雨污分流制。我国目前有660 个城市,有 61.5%的城市没有污水处理厂,大量污水直接排放,造成严重的环境污染 ,实施雨污分流任务艰巨。2.4 生态小区雨水综合利用技术在新建小区建设雨水综合利用系统,与小区中水回用系统统一规划、同步建设,利用生态学,工程学,经济学原理,通过人工设计,将雨水利用和景观设计结合起来,采用屋顶收集、道路收集、直接渗透、屋顶花园、人工湿地等雨水收集利用措施,来解决区内景观、绿化、市政用水和生活非饮用水用水。同时,也能有效削减雨洪流量,美化环境,净化空气,降低城市的热岛效应等。生态小区雨水利用的典型代表是柏林波茨坦广场和柏林市居民小区。
3 城市雨水资源的规划措施
3.1 减少城市地表的不透水面积,修复雨水的生态功能减少城市地表的不透水面积,修复雨水的生态功能组要是通过增加多种“蓄、渗、滞、留”雨水措施,如地下蓄水池、地表蓄水池、下凹式绿地、人工湿地等设施,补充现有排水系统能力的不足。规划部门需要在新建的城市地面采用透水性能良好的材料进行铺装,以增加雨水的渗透能力,减少局部大量的积水。维护好雨水的蒸发,径流,入渗的正常生态比例。例如,北京奥运公园内的草坪均采用下凹式绿地的方式建造,它可以直接收集雨水回渗地下。同时园内的道路和广场均为透水地面并在園区中部的下沉花园下面,也修建了一座 7000m 的雨洪调节池。经过渗、蓄、调、控的综合作用,基本做到了2O 年一遇暴雨径流的水量在园内全部消纳。蓄存的雨水可以保证全园的生态环境和景观用水,雨水综合利用率达到 80%。
3.2明确城市功能分区,加强研究和应用
在城市雨水规划过程中,需要明确城市功能分区,对于不同的区域选择合理的排涝模式和雨水收集技术。如城市雨水利用规划可分为住宅区、校区、场馆、公园及河湖水系、经济开发区及厂区、机关及事业单位、立交桥、高速公路及交通于道、雨水泵站等公共设施、城乡结合部及城市新城等几类功能区。同时,我国需要在借鉴国外先进技术的基础上,对符合我国国情的雨水利用技术进行深入和广泛的研究,开展可操作性强,有示范效应的应用工程。
3.3 加强与其他系统和规划的协调
城市雨水的资源化利用应当从整个城市总体上进行系统规划,将其与其他城市功能系统,如建筑系统、园林系统、道路系统、给水排水系统以及污染控制系统等进行统一规划。
3.4 制订政策法规,加强监管力度
城市雨水规划应制定相应的政策法规,以确保城市雨水资源能够得到充分的合理运用。例如,在各项规划中,要求增加雨水的收集利用率。规定在新建小区内,或以报建的商业,工业或是居住小区内,都必须要有关于雨水利用的方式及设施,否则不予审批同意或征收雨水排放费。进而使雨水利用的意识在城市中能够得以提高。同时,为确保正雨水规划设计内容能够实现,雨水收集利用的效率能够得以提高,有关部门还需要加强雨水利用规划的建设监管力度。
结束语
现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术,他与控制工程规划实施区内各项建设同步进行,并能与城市防洪规划、中水规划、绿地规划、供水规划其它专业规划相协调,有利于中国经济的可持续发展,也是生态文明的一种体现。同时,要尽快制定雨水利用的技术标准与规范、法律法规,充分利用经济杠杆的作用,加快雨水利用和控制工程实施的步伐,充分利用雨水资源,推进我国现代化、生态型的城市建设步伐。
关键字:城市雨水;规划;利用
中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:
1 城市雨水资源利用的概念
城市雨水利用有狭义和广义之分,狭义的城市雨水利用主要指对城市汇水面产生的径流进行收集、储存和净化后利用;广义的城市雨水利用是指在城市范围内,有目的地采用各种措施对雨水资源的保护和利用,主要包括收集、储存和净化后的直接利;利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用,改善城市水环境和生态环境;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源。
2 城市雨水资源利用的主要技术
雨水利用可追溯到公元前6000 多年,我国雨水利用的历史据今也有 4000 多年了,但多集中应用在农业方面。从 20 世纪 6O 年代起,随着水资源供需矛盾的日益突出,越来越多的国家认识到雨水资源的价值,并采取了很多有效措施、因地制宜的进行雨水综合利用等措施,并制定了一系列有关雨水利用的法律法规。当前雨水利用最为成功的国家主要是德国、日本、美国和英国等发达国家。根据他们对雨水合理利用的研究开发,现就其现阶段城市雨水利用的主要技术作简要介绍。
2.1 雨水拦截与渗透技术
雨水拦截通过滞蓄池来完成,滞蓄池分2 种:一种是在线滞蓄池,其内有下水道流过;另一种是离线滞蓄池,下水道在其外面,超量的水流需通过溢流设施才能流到滞蓄池内。滞蓄池内一般有冲洗沉积物的设备,常见的滞蓄池形式有矩形的,圆形的,大直径的地下管道做储水空间。增加雨水入渗的途径有:通过自然地面入渗,把收集的雨水引到天然的、渗透和拦蓄性能好的平整开阔的平地或绿地,使其自然下渗,也可在人行道、停车场等铺装透水地面,透水地面有多孔沥青及砼地面、透水砖地面和草皮砖地面以及利用渗坑、渗井、渗沟等使雨水下渗,同时也能利用地表或地下渗透池来增加入渗。
2.2 城市屋顶雨水收集技术
屋顶雨水蓄集系统可大致分成集雨、传输、储存、分配等 4 个基本过程。集流面是不透水屋面,传输系统是集雨槽和落雨管,储存系统是水箱,分配系统是与水箱连接的水龙头。同时,屋顶雨水蓄集系统也包括 3 个处理过程分别是过滤/弃流、处理、过滤/消毒。其中,处理包括初雨弃流和流入前的过滤系统。例如水箱内部也有大量的处理过程,如沉降、浮选、病原体消除等。若收集的雨水应用于家庭用水还应该对收集的雨水进行消毒处理,主要方法有用氯处理、暴晒消毒或使用烛形管式过滤器。屋顶收集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。用雨水代替饮用水进行冲厕、洗衣、浇灌绿地、洗车等能减少水费的支出,削减城市地表径流。此外,这项措施还可以有效改善地表水质,提高城市空气质量。
2.3 雨污分流设计
雨水分流制是将雨水系统纳入城市基础设施规划,在城市新建区规划建设独立的雨水系统,对旧排水管网系统进行改造,分流后的雨水进行统一贮存、处理和利用。他与传统的城市排水系统相比,传统系统大都为合流制,即雨水和污水混流,它即浪费了大量雨水资源;也不利于雨水排放不畅同时加重了对纳污水体的污染,还会出现“马路行洪”现象。合流制已成为城市防洪排涝的一个瓶颈,要从根本上解决这些问题,应采用雨污分流制。我国目前有660 个城市,有 61.5%的城市没有污水处理厂,大量污水直接排放,造成严重的环境污染 ,实施雨污分流任务艰巨。2.4 生态小区雨水综合利用技术在新建小区建设雨水综合利用系统,与小区中水回用系统统一规划、同步建设,利用生态学,工程学,经济学原理,通过人工设计,将雨水利用和景观设计结合起来,采用屋顶收集、道路收集、直接渗透、屋顶花园、人工湿地等雨水收集利用措施,来解决区内景观、绿化、市政用水和生活非饮用水用水。同时,也能有效削减雨洪流量,美化环境,净化空气,降低城市的热岛效应等。生态小区雨水利用的典型代表是柏林波茨坦广场和柏林市居民小区。
3 城市雨水资源的规划措施
3.1 减少城市地表的不透水面积,修复雨水的生态功能减少城市地表的不透水面积,修复雨水的生态功能组要是通过增加多种“蓄、渗、滞、留”雨水措施,如地下蓄水池、地表蓄水池、下凹式绿地、人工湿地等设施,补充现有排水系统能力的不足。规划部门需要在新建的城市地面采用透水性能良好的材料进行铺装,以增加雨水的渗透能力,减少局部大量的积水。维护好雨水的蒸发,径流,入渗的正常生态比例。例如,北京奥运公园内的草坪均采用下凹式绿地的方式建造,它可以直接收集雨水回渗地下。同时园内的道路和广场均为透水地面并在園区中部的下沉花园下面,也修建了一座 7000m 的雨洪调节池。经过渗、蓄、调、控的综合作用,基本做到了2O 年一遇暴雨径流的水量在园内全部消纳。蓄存的雨水可以保证全园的生态环境和景观用水,雨水综合利用率达到 80%。
3.2明确城市功能分区,加强研究和应用
在城市雨水规划过程中,需要明确城市功能分区,对于不同的区域选择合理的排涝模式和雨水收集技术。如城市雨水利用规划可分为住宅区、校区、场馆、公园及河湖水系、经济开发区及厂区、机关及事业单位、立交桥、高速公路及交通于道、雨水泵站等公共设施、城乡结合部及城市新城等几类功能区。同时,我国需要在借鉴国外先进技术的基础上,对符合我国国情的雨水利用技术进行深入和广泛的研究,开展可操作性强,有示范效应的应用工程。
3.3 加强与其他系统和规划的协调
城市雨水的资源化利用应当从整个城市总体上进行系统规划,将其与其他城市功能系统,如建筑系统、园林系统、道路系统、给水排水系统以及污染控制系统等进行统一规划。
3.4 制订政策法规,加强监管力度
城市雨水规划应制定相应的政策法规,以确保城市雨水资源能够得到充分的合理运用。例如,在各项规划中,要求增加雨水的收集利用率。规定在新建小区内,或以报建的商业,工业或是居住小区内,都必须要有关于雨水利用的方式及设施,否则不予审批同意或征收雨水排放费。进而使雨水利用的意识在城市中能够得以提高。同时,为确保正雨水规划设计内容能够实现,雨水收集利用的效率能够得以提高,有关部门还需要加强雨水利用规划的建设监管力度。
结束语
现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术,他与控制工程规划实施区内各项建设同步进行,并能与城市防洪规划、中水规划、绿地规划、供水规划其它专业规划相协调,有利于中国经济的可持续发展,也是生态文明的一种体现。同时,要尽快制定雨水利用的技术标准与规范、法律法规,充分利用经济杠杆的作用,加快雨水利用和控制工程实施的步伐,充分利用雨水资源,推进我国现代化、生态型的城市建设步伐。