張靜 李艷艷
摘 要:隨著城市水資源的短缺,雨水利用越來越重要,簡單介紹了國內(nèi)外城市雨水綜合利用的實踐和經(jīng)驗,提出我國雨水利用現(xiàn)狀的不足,應(yīng)增強管理綜合各方面因素,合理利用雨水。
關(guān)鍵詞:城市;雨水資源化;綜合利用
1 現(xiàn) 狀
我國是世界上淡水資源極為緊缺的國家之一,人均淡水資源占有量遠小于世界人均水平的1/4。雨水是淡水資源的總來源,我國的雨水量相對來說較為豐富,但雨季時,雨水未加以利用就直接排放流失;同時,隨著城市的道路、房屋等不透水面積不斷增加,城市降水入滲量大大減少,雨洪峰值增大,城市內(nèi)澇問題嚴(yán)重,造成各種損失。
2 雨水資源化
雨水利用不僅是指對雨水的收集、調(diào)蓄和凈化后的直接利用,還包括利用各種滲透設(shè)施促進雨水下滲,補充地下水資源,減緩城市洪澇,控制暴雨徑流污染,改善城市生態(tài)環(huán)境等[1~2]。雨水利用自古有之,但隨著近代工業(yè)化,當(dāng)人們可以廣泛利用電力和機械化隨意獲取地下和地表水資源時,雨水利用便被人們漸漸淡忘。隨著水資源短缺的越來越嚴(yán)重,近20年來,雨水資源化技術(shù)再次得到國內(nèi)外的重視。
2.1 國外雨水資源化進展
德國是雨水資源化技術(shù)應(yīng)用最成熟的國家之一,其第三代雨水利用技術(shù)從屋面雨水的收集、截污、調(diào)蓄、過濾、滲透、提升、回用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備,可以達到技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化[2]。德國的雨水利用有很多成功的實例,如柏林Potsdamer廣場的Daimlerchrysler區(qū)域的水體工程,雨水通過綠色屋頂,收集在調(diào)蓄池中,可作為沖廁用水和澆灌綠地用水;雨水可以通過景觀池中的水生植物和微生物等得到進一步的進化,從而使其水系統(tǒng)就達到一種良性循環(huán)。
美國自20世紀(jì)70年代開始研究雨水利用技術(shù),其后來發(fā)展出的第二代最佳管理措施(Best Management Practice,BMP)是一系列高效、經(jīng)濟并注重生態(tài)效果的徑流源控制措施。與工程技術(shù)手段相比,BMP更傾向于采用植被緩沖帶、植物淺溝、濕地等措施,來關(guān)注與綠地、水體等自然條件和景觀相結(jié)合的生態(tài)設(shè)計,以獲得環(huán)境、生態(tài)、景觀等多重效益[3]。在美國雨水利用研究主要是為了提高雨水的入滲量,如設(shè)計屋面蓄水系統(tǒng)以截留和儲存相對潔凈的屋面雨水,建立由入滲池、綠地、透水地面等相結(jié)合的地表水、地下水回灌系統(tǒng)等措施。例如,位于加州的弗雷斯諾市通過“Lcaky Areas”地下水回灌系統(tǒng),在20世紀(jì)70年代這十年中,回灌地下水總量達到1.388×108m3,每年的回灌量相當(dāng)于該市年用水量的1/5,大大補充了該市的區(qū)域地下水。
日本是亞洲最為重視雨水利用的國家之一,很多城市建筑都設(shè)有雨水利用系統(tǒng),收集屋面雨水,作為沖廁用水、景觀用水和綠化用水,改善居住區(qū)和公園等地的水生環(huán)境;同時在公園、綠地、運動場和道路上設(shè)置雨水滲透設(shè)施,以補充地下水。由于土地的緊缺,日本十分提倡雨水的多功能調(diào)蓄利用。在地下建設(shè)蓄洪池和調(diào)節(jié)池,儲存收集的雨水,將調(diào)節(jié)雨水洪峰流量、雨水凈化利用和城市公共場所的景觀生態(tài)等多重功能相結(jié)合。
2.2 國內(nèi)雨水資源化進展
我國有著悠久的雨水利用歷史,但是那只是一些缺水地區(qū)的小型、局部貯存和應(yīng)用,現(xiàn)代意義上的雨水利用技術(shù)應(yīng)用較晚。在我國原有的雨水系統(tǒng)主要是快排系統(tǒng),任其排放,不重視對雨水的匯集利用,隨著缺水問題日益嚴(yán)重和城市內(nèi)澇、地下水位的不斷降低等一系列問題,越來越多的城市開始重視雨水資源化,并相繼開展了研究和應(yīng)用。
北京的缺水問題相對較為突出,相應(yīng)的其雨水資源化研究和應(yīng)用發(fā)展較為迅速,目前已建成許多不同類型的雨水資源化項目。例如香山公園的雨洪利用項目和北京奧運場館雨水回收利用項目等。北京奧運場館的雨水利用率可達80%,其中有15個場館設(shè)計使用雨洪利用系統(tǒng)。如國家體育場內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置特制的雨水斗,每年可收集5.8×104m3雨水量;國家游泳中心的屋面雨水收集系統(tǒng)通過初期棄流、調(diào)蓄、消毒等一系列過程,收集處理利用雨水,將之作為衛(wèi)生間沖洗用水和室外的灌溉用水、景觀補水。此外,奧運公園的道路和廣場采用了透水性鋪裝,停車場采用新型透水植草磚,雨水即可由此入滲到地下。
上海雨水量較大,但降雨分布全年不均。上海的屋面雨水徑流水質(zhì)較好,因此不經(jīng)處理或是稍加處理即可作為綠地用水和景觀補水等雜用水。新建的生態(tài)小區(qū)和綠色建筑中都設(shè)計了屋面雨水利用系統(tǒng),世博會的許多場館也采用了屋面雨水利用系統(tǒng)。雖然上海的地下水水位偏高,綠地雨水滲透效果不如北方顯著,但是通過改良綠地土壤、改進綠地結(jié)構(gòu),采用透水材料鋪裝人行道、廣場等地,盡量增加透水地面,也可有效的增加雨水自然滲透,減少雨水徑流外排量。如上海世博園區(qū),示范采用了具有排水性的全生態(tài)透水瀝青路面,廣場、停車場等地鋪裝了具有較好滲水性能的面層,促進雨水的下滲,有效的降低了園區(qū)雨水徑流。
3 存在不足及展望
對于現(xiàn)代雨水資源化技術(shù)和管理來說,國內(nèi)外已經(jīng)有了許多運行良好的方式和案例,但是由于各個地方的情況不同,我國的現(xiàn)代城市雨水利用理論、技術(shù)和管理措施還不是很成熟,在某些條件下,雨水利用的經(jīng)濟效益并不明顯。目前許多建筑和小區(qū)建設(shè)雨水利用工程僅僅是為了滿足綠色建筑和生態(tài)小區(qū)技術(shù)規(guī)定的評價標(biāo)準(zhǔn),因此根據(jù)各地的實際情況,確定合理的雨水綜合利用方式和設(shè)定合適的雨水調(diào)蓄池,如何達到雨水利用的經(jīng)濟最優(yōu),需要進一步深入研究。同時應(yīng)加強宣傳,真正重視城市雨水利用,把城市雨水資源化作為切實緩解城市水資源短缺的解決方法。
參考文獻
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[3]Erik Ristenpart. Planning of stormwater management with a new model for drainage best management practices [J]. Water Sci Technol,1999,39(9):253~260.
[4] Phil Jones,Neil Macdonald. Making space for unruly water: Sustainable drainage systems and the disciplining of surface runov [J]. Geoforum,2007,38(2):534~544.
作者簡介:張靜(1986-),女,漢族,山東濟南人,碩士研究生,助理工程師,研究方向為給排水相關(guān)設(shè)計。