城市雨水资源再利用（精选10篇）
城市雨水资源再利用 篇1
1 城市水资源的现状
随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展, 水资源短缺和水环境污染日趋严重。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理, 已成为一项重要的战略任务。怎样加强水资源管理, 控制水资源污染, 从根本上解决我国水资源短缺问题, 越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。我国水资源总量28000多亿m3, 居世界第6位, 但人均水资源占有量只有2300m3, 约为世界人均水平的1/4。全国水资源的81%集中分布在长江及其以南地区, 而淮河及其以北地区, 水资源量仅占全国的19%。
总体来说, 我国水资源的分布是南方多于北方, 东部地区多于西部地区。目前我国城市的水资源正在面临着不足和短缺等问题。造成城市水资源不足和短缺的主要原因:一是水资源总量先天不足, 人口多, 人均水资源少。二是水源水质日趋恶化, 不能满足水体正常循环使用的功能要求, 大大减少了有效水资源的利用状况。城市中的一部分污水没有经过处理直接排入江河湖海中, 造成天然水体的污染, 破坏了天然水体的良性循环。目前, 全国城市水源只有30%符合卫生标准, 全国七大水系有一半以上被污染, 流经42个大中城市的44条河流中大约有93%被污染。
长期以来, 我国城市水资源主要着眼于地表水资源和地下水资源的开发, 不重视对城市汇集雨水的利用而任其排放, 造成大量宝贵雨水资源的流失。随着城市规模的扩大, 雨水流失量也越来越大。一方面是城市严重缺水, 地下水过量开采, 地下水位逐年下降;另一方面, 大量排放雨水又带来城市水涝、城市生态环境恶化等一系列严重的环境问题。
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、因地制宜地进行雨水综合利用。对于发达国家, 成熟的雨水利用技术有一系列的定型产品和组装式成套设备。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。
2 国内外雨水利用现状[1]
把所有的雨水都利用起来, 那是一种美好的理想。但理想是必须用行动来推进的。
以色列可能是最珍惜雨水的国度。有报道说, 那里“几乎每一滴雨水都被用各种各样的集雨器具积存起来”。缺水地区的人们珍惜雨水, 许多丰水的国家和城市, 同样重视对雨水的拦蓄和利用。英国为纪念新千年而建的“世纪圆顶”, 每天平均可以从屋顶收集的雨水有100立方米之多, 基本可以满足洗冲厕所之用。芝加哥市兴建了覆盖城市一半地区的雨水利用---地下蓄水系统, 冲洗马路和清洗车辆的用水, 已基本由回收的雨水来承担。在丹麦, 许多地区的含水层一度被过度开采。为此, 丹麦从20世纪80年代开始全面推行从屋顶收集雨水, 将之泵进贮水池进行储存, 过滤后用于冲洗厕所和洗涤衣服。
3 成熟的雨水利用技术
3.1 雨水收集的方法
3.1.1 地下储雨池
用于收集屋顶、庭院和地面的雨水, 所收集的雨水主要用于冲厕、洗车、绿化用水、景观用水或消防用水等。储雨池的结构主要为钢筋混凝土, 并设有去除初期雨水、过滤、沉淀池等装置。容积规模可视情况在1立方米~100立方米之间。这种储雨池还需要收集、输送系统, 因此, 技术要求高, 投资较大, 需要列入建设计划或融资修建。适用于机关大院、企事单位家属区、街道居民区和各类开发区等。
3.1.2 地上储雨容器 (桶、罐)
多用于收集屋顶雨水, 所收集的雨水主要用于庭院洒水、浇灌花草, 节约自来水。根据水的用途可以考虑安装或不安装初期雨水去除器。这种储雨装置可以直接接在雨落管上, 制作简单, 适合一般居民楼、平房或四合院采用。
3.2 雨水的处理
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。处理方法与装置则主要取决于:a.集水方式;b.雨水取用目的与处理水质的目标;c.收集面积与雨水流量;d.建设计划与相关的条件;e.经济能力与管理维护条件。
屋面雨水收集利用系统流程如下:
集水→筛选→沉淀→砂滤→停留槽→
消毒 (视情况而定) →处理水槽 (供水槽)
雨水的处理设备包括有筛网槽以及两个沉淀槽。沉淀槽下方则设有清洗排泥管, 用来方便槽底淤泥的清洗排除, 维持沉淀槽的循环使用。
3.3 所收集雨水的供应
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。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。
3.4 多余雨水的回渗[2]
3.4.1 透水地面渗透
把不透水的地面砖换成透水砖, 通过透水砖的孔隙吸收雨水;并通过透水砖下面铺设碎石、沙砾、沙子组成的反滤层, 让雨水渗入到地下去。
3.4.2 渗水井渗透把雨水管引入渗水井渗入地下。
3.4.3 利用草坪渗透围绕草坪周围垒起约
10厘米的高沿, 或将草坪地面降低, 作成下凹式绿地, 承接和回渗雨水。
4 城市雨水利用的前景[3]
城市雨水利用作为公益事业, 不仅具有环境生态效益和社会效益, 还有潜在的直接或间接经济效益。雨水利用工程带来的经济效益主要体现在以下三个方面:城市雨水利用作为公益事业, 不仅具有环境生态效益和社会效益, 还有潜在的直接或间接经济效益。雨水利用工程带来的经济效益主要体现在以下三个方面:
4.1 节省巨额市政投资
将地面雨水就近收集并回灌地下, 不仅可以减少雨季溢流污水, 改善水体环境, 还可以减轻污水厂负荷, 提高城市污水厂的处理效果;雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。小区雨水利用实施后, 可以节省市政收集污水管线和扩建排洪设施的部分资金。
4.2 是节省市政和居民用水开支
雨水利用运行费用低廉, 经济效益突出。假如使用1m3的自来水费用 (含污水处理费) 为2.00元, 而从运行管理和小区用水费用支出分析, 投入收集1m3雨水的年运行费用不足0.10元, 这样可以大大减少居民用水开支。
4.3 是有良好的产业前景
未来若干年内, 雨水循环利用设备产业可以吸引大量的民间资本进入, 形成一个吸引民间资本的新产业。不仅城区可以形成这样的产业, 郊区小城镇也可以采用相同的方式形成产业。这项产业在减少政府财政支出、促进经济增长、吸纳就业、促进小城镇建设等方面都会发挥出积极作用。
结束语
雨水利用, 已经成为我国发展循环经济的重要内容之一。加强城市雨水利用已被纳入《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020) 》, 成为节约资源优先发展的战略。而且, 在水资源成为制约我国经济社会发展巨大障碍的今天, 加强城市社区雨水利用, 无疑对我们加强城市水循环利用、节约水资源具有很好的示范和推动作用。
参考文献
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[3]那燕.城市雨水资源利用途经的探讨[J].辽宁师专学报 (自然科学版) , 2001 (2) .
雨水利用与海绵型城市 篇2
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.
城市雨水资源化利用的探讨 篇3
1城市雨水利用的作用
雨水, 即降水, 尤其是暴雨。城市雨水利用, 即采取非工程性措施和工程性措施, 拦蓄、储存、利用天然降水, 尤其是大雨、暴雨弃水。城市雨水的合理资源化利用对我国的城市发展所带来的水资源紧缺的问题具有重大意义。
1.1 缓解城市缺水
城市化不仅是衡量国家发达程度的重要标准, 也是农业国向工业国转化的必由之路。我国是一个发展中国家, 尚未进入工业化成熟阶段, 城市化进程任重道远。这必然会给城市供水增加新的压力。城市雨水的收集利用虽然解决不了根本问题, 但至少可以从某种程度上缓解缺水或严重缺水局面。尤其利用其中属于弃水的暴雨, 既可减免暴雨汇流造成的城市内涝, 又可增加城市供应水量。
1.2 减免城市涝灾
我国西高东低, 河流众多, 平原中的平地大都位于江河洪水水位以下, 是洪水洪灾易发区。加之, 我国位于亚洲季风气候区, 雨季年内高度集中, 夏季冷暖气流相遇时, 常有强度较大暴雨发生, 造成洪涝灾害。
据笔者初步估算, 城市雨水利用率超过10-20%, 即可减少暴雨汇流水量和水速的20-30%, 马路积水, 保持交通畅通;城市雨水利用率达到30%以上, 即可减少暴雨汇流水量和流速的40%以上, 基本免去城市内涝。其中马路雨污分流和增加水域、绿地对免除马路积水和低洼地带积水效果尤为明显。各种雨水入渗设施将地面径流就地入渗地下, 在控制径流汇集、减小洪峰流量的同时, 使地下水得到补给, 使遭到破坏的水环境系统得以恢复, 同时也起到阻止地面沉降的作用[3]。
1.3 减少雨水和污水汇流
目前, 全国80%以上的城市河流、湖泊受到不同程度的污染, 许多大江大河流经城市的河段已达不到流经城市的河段已达不到Ⅲ类水质, 湖泊鱼虾绝迹。
对径流雨水水质特性的调查分析表明, 初期径流雨水直接排入水体后会对水体产生严重污染[3]。如果采取雨污分流系统, 分散储雨, 集中排污, 就可以解决雨污混流的问题。
1.4 改善生态环境
水是城市生态系统的重要要素, 具有供应水源、保护绿地、维护生态, 旅游娱乐等生态功能。而雨水又是城市生态系统用水的主要来源, 仅仅依靠自然降水是十分不够的, 尤其随着城市建设的发展, 城市面积扩大, 绿地、水域减少, 建筑群、硬化路面等不透水面积逐年增加, 雨水资源年流失率也是逐年增大, 导致雨水不能入渗补充地下水, 加剧城市水环境和生态环境恶化。因此, 栏蓄城市雨水, 储存于绿地、城市人工湖以及水域, 能够很好的改善城市的生态环境, 促进城市建设和生态环境的和谐发展。
2城市雨水利用的条件
据国外有关资料显示, 降到地面的雨水是微酸的天然水, 经过蓄水池碱中和和过滤或反渗透过滤后, 其PH值为5～7, 电阻率为5000Ω·cm, 矿物盐干残留物为40～150mg.L, 是理想的可生物相容性软水, 其水质大大高于自来水、纯净水, 与市场出售的优质矿泉水不差上下。因此, 许多不缺水的欧洲国家居民也十分热衷于饮用自集的雨水, 如法国、比利时等。
3城市雨水利用的途径
目前城市雨水利用的技术主要有三种:屋顶集雨, 街道集雨, 城市绿地、花坛和水域雨水拦截集蓄利用。
3.1 屋顶集雨
屋顶集雨, 即利用建筑物屋顶面积蓄雨水, 蓄水池储存, 生活饮用。其年集雨量等于屋顶面积乘以当地年降水量。蓄水池容量根据年集雨量和所居人口需水量确定。这种装置可以单户使用, 也可以用于居民小区、商业小区、办公大楼等。城市可以制定相应的制度, 鼓励居民和居民小区推行屋顶集雨工程。
3.2 街道集雨
街道、马路集雨, 即利用街道、马路专设雨流排水管道引水, 分区设置蓄水池储存, 就地利用。排水管道要与排污管道分设, 排水管道进口晴天封闭, 雨天打开;排污管道晴天打开、雨天封闭。蓄水池可置于绿地下, 容量根据集雨面积和降水量确定。
3.3 绿地、花坛和水域拦蓄
这几年随着城市化进程的加快, 土地成了稀缺资源, 挤占排水河道和市区湖泊、洼地、绿地等现象十分突出。不仅减少水域、绿地栏蓄能力, 而且增加暴雨汇流强度, 及内涝的机率。可以通过有计划地恢复城市水域空间和绿地面积, 增加雨水栏蓄能力, 减免涝灾, 恢复生态。
4结论
城市雨水综合利用是一种新型的多目标综合性技术, 在缓解城市水资源紧缺、改善城市生态环境、提高水资源承载力及减轻城区防洪压力等方面有着重要作用[5]。合理开发利用水资源是解决我国当前水资源紧缺与城市发展之间矛盾的方法之一, 随着人们对雨水利用认识的提高, 结合我国雨水资源利用的条件, 政府制定相关的政策、法规和规范来促进雨水利用的推行, 将能够有效地促进我国水资源可持续的发展和利用, 同时能够加快城市发展。
摘要：我国是一个严重缺水的国家。随着我国城市化进程的发展, 我国水资源面临着严峻的问题。城市雨水的资源化利用越来越受到人们的关注。本文通过研究国内外城市雨水的利用现状、利用条件对我国城市雨水资源化利用的意义进行探讨。
关键词：城市化,水资源,城市雨水,资源化利用
参考文献
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[2]张志华.城市化对水文特性的影响.城市造桥与防洪, 2000, 6 (2) :28～30
[3]张荣.雨洪利用在水资源可持续开发利用中的作用.地下水, 2007, 29 (6) :25～28
[4]汪慧贞等.北京城区雨水径流的污染及控制.城市环境与城市生态, 2002, 15 (2) :16～18
城市雨水利用的现状与发展＠节能 篇4
近十年来，城市雨水利用技术有了突飞猛进的发展，以适应现代化城市对水资源保护与可持续利用的要求，和城市水生态环境保护及可持续发展的要求。
现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术，可实现目标有节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态环境等。目前应用范围有：分散住宅的雨水集蓄利用中水系统；建筑群或小区集中式雨水集蓄利用中水系统；分散式雨水渗透系统；集中式雨水渗透系统；屋顶绿化雨水利用系统；生态小区雨水综合利用系统等。
对现代城市雨水利用技术进行系统研究和总结，有利于构筑和完善该技术体系，尽快建立相关技术规范和标准。
雨水集蓄利用
1.1
屋面雨水集蓄利用系统
利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水，减轻城市排水和处理系统的负荷，减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。
该系统又可分为单体建筑物分散式系统和建筑群集中式系统。由雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分组成。有时还设渗透设施与贮水池溢流管相连，使超过储存容量的部分溢流雨水渗透。
屋面雨水集蓄利用技术在许多国家得到较广泛的应用，德国已实现产业化和标准化，一些专业公司开发出成套设备和产品。德国Ludwigshafen已经运行十年的公共汽车洗车工程利用1000m2屋面雨水作为主要的冲洗水源；法兰克福Possmann苹果轧汁厂将绿色屋面雨水作为冷却循环水源等，是屋面雨水用于工业项目的成功范例。
1.2
屋顶绿化雨水利用系统
屋顶绿化是一种削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境新的生态技术，也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施。即可用于平屋顶，也可用于坡屋顶。
植物和种植土壤的选择是屋顶绿化的技术关键，防渗漏则是安全保障。植物应根据当地气候和自然条件，筛选本地生的耐旱植物，还应与土壤类型、厚度相适应。上层土壤应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物生长的天然或人工材料。在德国常用的有火山石、沸石、浮石等，选种的植物多为色彩斑斓的各种矮小草本植物，十分宜人。屋顶绿化系统可个提高雨水水质并使屋面径流系数减小到0.3，有效地削减雨水径流量。该技术在德国和欧洲城市已广泛应用。
1.3
园区雨水集蓄利用系统
在新建生活小区、公园或类似的环境条件较好的城市园区，可将区内屋面、绿地和路面的雨水径流收集利用，达到更显著削减城市暴雨径流量和非点源污染物排放量、优化小区水系统、减少水涝和改善环境等效果。因这种系统较大，涉及面更宽，需要处理好初期雨水截污、净化、绿地与道路高程、室内外雨水收集排放系统等环节和各种关系。
雨水渗透
采用各种雨水渗透设施，让雨水回灌地下,补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝和海水的倒灌等多种效益。可分为分散渗透技术和集中回灌技术两大类。
分散式渗透可应用于城区、生活小区、公园、道路和厂区等各种情况下，规模大小因地制宜,设施简单，可减轻对雨水收集、输送系统的压力，补充地下水，还可以充分利用表层植被和土壤的净化功能减少径流带入水体的污染物。但一般渗透速率较慢，而且在地下水位高、土壤渗透能力差或雨水水质污染严重等条件下应用受到限制。
集中式深井回灌容量大，可直接向地下深层回灌雨水，但对地下水位、雨水水质有更高的要求，尤其对用地下水做饮用水源的城市应慎重。
2.1
渗透地面
渗透地面可分为天然渗透地面和人工渗透地面两大类，前者在城区以绿地为主。
绿地是一种天然的渗透设施。主要优点有：透水性好；城市有大量的绿地可以利用,节省投资；一般生活小区建筑物周围均有绿地分布，便于雨水的引入利用；可减少绿化用水并改善城市环境;对雨水中的一些污染物具有较强的截留和净化作用。缺点是渗透流量受土壤性质的限制，雨水中如含有较多的杂质和悬浮物，会影响绿地的质量和渗透性能。
人造透水地面是指城区各种人工铺设的透水性地面，如多孔的嵌草砖、碎石地面，透水性混凝土路面等。主要优点是，能利用表层土壤对雨水的净化能力，对预处理要求相对较低；技术简单，便于管理；城区有大量的地面，如停车场、步行道、广场等可以利用。缺点是，渗透能力受土质限制，需要较大的透水面积，对雨水径流量的调蓄能力低。在条件允许的情况下，应尽可能多采用透水性地面。
2.2
渗透管沟
雨水通过埋设于地下的多孔管材向四周土壤层渗透，其主要优点是占地面积少，管材四周填充粒径
20～30㎜的碎石或其他多孔材料，有较好的调储能力。缺点是一旦发生堵塞或渗透能力下降，很难清洗恢复。而且由于不能利用表层土壤的净化功能，对雨水水质有要求，应采取适当预处理，不含悬浮固体。在用地紧张的城区，表层土渗透性很差而下层有透水性良好的土层、旧排水管系的改造利用、雨水水质较好、狭窄地带等条件下较适用。一般要求土壤的渗透系数
明显大于10-6
m/s，距地下水位要有一定厚度的保护土层。
可以采用地面敞开式渗透沟或带盖板的渗透暗渠，弥补地下渗透管不便管理的缺点，也减少挖深和土方量。渗沟可采用多孔材料制作或做成自然的带植物浅沟，底部铺设透水性较好的碎石层。特别适于沿道路、广场或建筑物四周设置。
2.3
渗透井
渗透井包括深井和浅井两类，前者适用水量大而集中，水质好的情况，如城市水库的泄洪利用。城区一般宜采用后者。其形式类似于普通的检查井，但井壁做成透水的，在井底和四周铺设Φ10～30㎜的碎石，雨水通过井壁、井底向四周渗透。
渗透井的主要优点是占地面积和所需地下空间小；便于集中控制管理。缺点是净化能力低，水质要求高，不能含过多的悬浮固体，需要预处理。适用于拥挤的城区或地面和地下可利用空间小、表层土壤渗透性差而下层土壤渗透性好等场合。
2.4
渗透池（塘）
渗透池的最大优点是渗透面积大，能提供较大的渗水和储水容量；净化能力强；对水质和预处理要求低；管理方便；具有渗透、调节、净化、改善景观等多重功能。缺点是占地面积大，在拥挤的城区应用受到限制；设计管理不当会造成水质恶化，蚊蝇孳生，和池底部的堵塞，渗透能力下降；在干燥缺水地区，蒸发损失大，需要兼顾各种功能作好水量平衡。适用于汇水面积较大?gt;1ha）、有足够的可利用地面的情况。特别适合在城郊新开发区或新建生态小区里应用。结合小区的总体规划，可达到改善小区生态环境，提供水的景观、小区水的开源节流、降低雨水管系负荷与造价等一举多得的目的。
2.5
综合渗透设施
可根据具体工程条件将各种渗透装置进行组合。例如在一个小区内可将渗透地面、绿地、渗透池、渗透井和渗透管等组合成一个渗透系统。其优点是可以根据现场条件的多变选用适宜的渗透装置,取长补短，效果显著。如渗透地面和绿地可截留净化部分杂质，超出其渗透能力的雨水进入渗透池（塘），起到渗透、调节和一定净化作用，渗透池的溢流雨水再通过渗井和滤管下渗，可以提高系统效率并保证安全运行。缺点是装置间可能相互影响，如水力计算和高程要求；占地面积较大。
雨水综合利用系统
生态园区雨水综合利用系统是利用生态学、工程学、经济学原理，通过人工净化和自然净化的结合，雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合的综合性设计，从而实现建筑、园林、景观和水系的协调统一，实现经济效益和环境效益的统一，以及人与自然的和谐共存。这种系统具有良好的可持续性，能实现效益最大化，达到意想不到的效果。但要求设计者具有多学科的知识和较高的综合能力，设计和实施的难度较大，对管理的要求也较高。
具体作法和规模依据园区特点而不同，一1992年建于柏林市的某小区雨水收集利用工程，将160栋建筑物的屋顶雨水通过收集系统进入三个容积为650m3的贮水池中，主要用于浇灌。溢流雨水和绿地、步行道汇集的雨水进入一个仿自然水道，水道用砂和碎石铺设，并种有多种植物。之后进入一个面积为1000m2、容积为1500m3的水塘（最大深度3m）。水塘中以芦苇为主的多种水生植物，同时利用太阳能和风能使雨水在水道和水塘间循环，连续净化，保持水塘内水清见底，形成植物鱼类等生物共存的生态系统。遇暴雨时多余的水通过渗透系统回灌地下，整个小区基本实现雨水零排放。
柏林Potsdamer广场Daimlerchrysler区域城市水体工程也是雨水生态系统成功范例。该区域年产雨水径流量2.3万m3。采取的主要措施：建有绿色屋顶4ha；雨水贮存池3500m3，主要用于冲厕和浇灌绿地（包括屋顶花园）；建有人工湖12ha，人工湿地1900m2，雨水先收集进入贮存池，在贮存池中，较大颗粒的污染物经沉淀去除，然后用泵将水送至人工湿地和人工水体。通过水体基层、水生植物和微生物等进一步净化雨水。此外，还建有自动控制系统，对磷、氮等主要水质指标进行连续监测和控制。该水系统达到一种良性循环，野鸭、水鸟、鱼类等动植物依水栖息，使建筑、生物、水等元素达到自然的和谐与统一。
雨水利用水质控制系统
雨水水质控制是现代城市雨水利用的重要组成部分和主要特征。
城市雨水水质情况比较复杂，城市和区域的不同，汇水面、季节、降雨特征等的不同都会导致径流水质的很大差别。雨水径流污染主要表现在以下几个方面。
一是由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。
这取决各城市的空气状况，也可能由大气的迁移，从外域带入。从北京城区降雨水质分析结果看，天然雨水中含有一些污染成分，如SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。其次是屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。屋面材料对径流水质有非常明显的影响。尤其是沥青油毡类屋面比水泥砖、瓦质类屋面的污染量高许多倍,而且严重影响市容。材料老化和夏季的高温曝晒，径流中的污染物浓度都会有显著的升高，色度大，主要为溶解性COD，多集中在初期径流中，浓度为数百甚至数千毫克/升，取决于降雨量、气温，降雨间隔时间，屋面材料品质等，降雨后期的浓度可稳定在一百毫克/升以内。
路面雨水径流水质和影响因素更复杂。路面材料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等。其成分复杂，随机性很大。一般规律也是污染物主要集中在初期径流中，浓度受降雨间隔时间，雨量与雨强，路面状况等因素影响。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。
4.1
雨水水质源头控制
源头控制是最有效和最经济的方法。
4.1.1
控制城市大气污染
我国不少城市目前的空气状况很差，导致雨水水质的下降，如不少城市的酸雨。不仅对渗透设施的利用会有影响，而且由于降水直接进入地面和地下水源，也会影响当地生态环境和水环境质量。
因此，控制城市大气污染不仅改善城市的空气质量，美化城市环境，也能对水污染控制有明显的贡献。
4.1.2
屋面雨水水质的控制
屋顶的设计及材料选择是控制屋面雨水径流水质的有效手段。应该对油毡类屋面材料的使用加以限制，逐步淘汰污染严重的品种。一些城市有计划地对这类旧屋顶进行改造，不仅美化了市容，还解决材料老化漏水、保温抗寒效果差等问题,改善了居民的居住条件，也很好地控制了屋面污染源。
利用建筑物四周的一些花坛和绿地来接纳屋面雨水，即美化环境，又净化了雨水。在满足植物正常生长的要求下，尽可能选用渗滤速率和吸附净化污染物能力较大的土壤填料。一般厚1m左右的表层土壤渗透层有很强的净化能力。
4.1.3
路面雨水水质控制
路面径流水质复杂，比屋面雨水更难以收集控制.4.1.3.1
改善路面污染状况
这是控制路面雨水污染源的最有效方法。包括相关的政策、法规、管理及技术等各种措施。如合理地规划与设计城市用地，减少城区土壤的侵蚀，加强对建筑工地的管理，加大对市民的宣传与教育力度，配合严格的法规和管理，最大限度地减少城市地面垃圾与污染物，保持市区地面的清洁等。
这方面，我国许多城市还存在不少问题，城区地面污染严重，垃圾、裸露地面的泥沙侵蚀，施工工地等都是比较突出的污染源。把雨水口和雨水井当作垃圾筒，随意倾倒污水和垃圾现象也非常普遍，雨季严重地污染水体并影响下水道的正常运行，造成路面积水。
4.1.3.2
路面雨水截污装置
为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。这些设施需要定期清理。
也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。
4.1.3.3
初期雨水弃流装置
设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。合理确定并分离初期径流水量和有效地对随机的降雨进行控制是这种装置的技术关键，北京建筑工程学院研制的“分流式雨水弃流自动控制装置“（国家发明和实用新型专利）可高效率地对初期雨水实施自动控制。
4.2
雨水处理技术
除了上述源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展，雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。
结语
现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程，在选择雨水利用系统方案时，要特别注意国家、地域及现场各种条件的差异。即使在同一个城市，由于项目间各种因素和条件的不同，宜采用的方案也可能完全不同，切勿生搬硬套。
规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水质、给水排水系统、建筑、园林道路、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件，充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件，通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案，突出系统观点，协调好各专业的关系，兼顾经济效益和社会效益，考虑城市和小区环境、生态和美学、人和自然的统一和谐，力求最佳效果。
1998年以来，北京建筑工程学院和北京市城市节约用水办公室对城市雨水利用技术进行系统的研究，并在北京市政府专项资金的资助下，在城区推广雨水利用技术，以下是设计实施的一些雨水工程项目：
（1）
北京某中学运动场雨水收集利用系统（已建成）
（2）
某公园雨水截流截污利用与湖水循环整治工程（已完成）
（3）
某区政府大院雨水收集利用系统（已建成）
（4）
某小学雨水、中水利用与水景观系统（已建成）
（5）
某新建区雨水利用系统（即将完成）
（6）
某实验学校雨水利用工程（完成设计）
（7）
某小学雨水利用与水景观系统（完成设计）
（8）
某区职工学校雨水利用工程（已建成）
（9）
某新建生态小区景观水系统与雨水利用工程（建设中）
城市雨水资源再利用 篇5
关键词：海绵城市；；城市内涝；雨水收集；雨水利用
引言
我国的城镇化进程日益加速，据统计，我国每年进城人口为一千多万，新建建筑约占世界建筑总量的一半以上，随之而来的是城市内涝与缺水的矛盾越来越突出，环境与生态问题也进一步加剧。全国不少城市遭遇暴雨侵袭，城市内涝与交通拥堵给人们的日常生活造成了严重影响。据人民日报统计，我国有大约62%的城市发生过内涝灾害，内涝灾害超过3次及以上的城市就高达137个之多。而与此同时，我国又是严重缺水的国家之一，我国人均水资源占有率仅为世界人均水资源占有率的四分之一，我国约三百多个城市属于缺水型城市。
为了有效解决城市内涝、缺水及生态环境等一系列问题，越来越多的国家开始把注意力集中到雨水的收集和有效利用上来。从二十世纪七八十年代开始，世界各国开始重视城市雨水利用的开发与研究工作。为了充分收集和利用雨水资源，涵养地下水、实现雨水资源化、减轻城市洪涝和城市雨水系统的压力、改善城市生态环境，配套建设雨水收集和利用设施变得越来越重要。只需修建一些简单的雨水收集和存蓄构筑物，便可以实现雨水资源化，将雨水收集，经过简单处理后用于绿化用水、清洁道路、冲洗厕所等，可以有效解决城市缺水的问题。
1.我国城市水环境的现状
城市接受的雨水，一部分渗透到土壤中形成地下水，城市的路面硬化率会严重影响雨水渗入量；另一部分雨水会寄存于地面的低洼处，并沿着地面的坡度进行流动，从而形成地表径流。当强降水或连续性降水超过城市雨水排水能力时，就形成了城市内涝，严重影响人们的生产生活。
我国城市面积持续扩张，原来的农业用地不断开发为新兴城区，城市化加速了地面硬化率，不透水地面的比例持续上升。随着城市的迅速扩张，地面不透水面积逐渐增大，雨水的下渗及汇流速度与原来的农业用地相比大幅度降低。许多过去是土壤和植被的地方，径流系数仅为0.30左右。但地面硬化后，径流系数高达0.90-0.95，综合平均径流系数也有0.60左右，加上城市的热岛效应，发生城市内涝的概率大大增加。
而与此同时，我国669座城市中高达400多座供水不足，110多座属于严重缺水城市；在32个超过百万人口的特大城市中，有30多个长期缺水。14个对外开放的沿海城市有9个为缺水严重城市。所有省会城市和沿海发达地区城市几乎都缺水。究其根本原因，大多数城市已经不能再简单归纳为资源型缺水或水质型缺水城市，越来越多的城市在迅速发展中牺牲了其环境承载能力，延续多年的生态平衡迅速被打破，变成了复杂的生态型缺水城市。
2.国内外收集与利用雨水资源的现状及发展趋势
在雨水收集与利用方面，国外发达国家有很好的成功案例。上世纪五十年代，在迅速城市化的浪潮中，日本也是通过提高城市防洪标准，加大城市雨水系统的建设力度，迅速把雨水排出城区。直至进入二十世纪六七十年代，日本才认识到城市内涝与缺水并存的矛盾越来越突出，并及时调整了治水理念：不再认为雨水越快排出城区越好，而是采取雨水蓄留、雨水拦截、雨水渗透等措施，通过停车场、公园和道路等截留雨水的场所，采用渗透池、渗透管和渗透井等渗透设施，及时减轻了防汛压力，迅速提高了城市雨水资源化利用的程度，取得了良好的治涝效果。
德国是目前在收集与利用雨水方面做的较好的国家之一，德国的城市雨水利用方案主要有以下三种：一、屋面雨水积蓄系统，把屋面的雨水收集起来，经过简单处理就可以满足绿化用水、道路冲洗等功能；二、雨水截污与渗透系统，把道路雨水通过下水道排入大型蓄水池或者通过渗透补充地下水，从而有效涵养水源；三、生态小区雨水利用系统，通过渗透沟渠，供雨水流过管渠时下渗。德国的雨水利用技术已经进入了产业化、标准化的阶段，已经生产出了大量收集、过滤、储存和渗透雨水的产品。
我国城市雨水利用的应用与研究起步较晚，目前主要集中在一些缺水地区的小型及局部的非标准性应用中。大型城市的雨水利用与研究基本处于探索阶段，北京、天津、上海等大型城市已经相继开展海绵城市研究工作。在中央城镇化工作会议上，习总书记提出了“节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力”的治水理念，呼吁建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。海绵城市是指城市像海绵一样在适应环境变化方面有一定的弹性，下雨时能够吸水、蓄水，需要的时候又能将储存的水释放出来。海绵城市从根本上改变了传统城市的建设理念，成功实现资源与环境的协调发展。海绵城市遵循的正是順应自然、与自然和谐共处的低影响发展模式。
3.建设海绵城市必要性的启示
总之，建立顺应自然、尊重自然的低影响城市开发模式，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市，是彻底解决城市内涝与缺水并存的有效措施。通过自然积存，实现削峰调蓄，控制城市地表径流；通过自然渗透，恢复城市水生态，修复城市水环境；通过自然净化，有效减少污染，实现城市水质改善，为水的循环和利用奠定更加坚实的基础。
只有积极探索海绵城市建设道路，有效减少城市地表径流，把雨水这一宝贵的资源留住，把水循环利用起来，才能从根本上解决城市洪涝灾害、河流水环境恶化、生态水污染加剧等一系列问题，积极走出一条中国特色的海绵城市建设健康发展之路。
参考文献：
[1]GB50332-2002给水排水工程管道结构设计规范
[2]GB50069-2002给水排水工程构筑物结构设计规范
[3]张玉婷、刘雪松.利用雨水收集回用系统实现城市小区雨水资源化[J]南水北调与水利科技，2009，（3）
城市雨水资源再利用 篇6
关键词：水资源匮乏,雨水资源化,利用
1 引言
随着城市规模不断扩大，城市需水量大大增加，且不透水路面面积也逐年增大，导致城区地面下渗能力下降，雨水贮存能力不断降低，地表径流系数加大、汇水时间缩短，许多城市出现了雨季“看海”的现象，同时地下水位逐年下降，影响了整个区域的水文循环，加剧了城市供水的紧张。另外，我国大多数城市采用雨水管道排除雨水，不仅使大量水资源白白流走，且地表径流雨水顺着城市排水管道进入河、湖等水体，加剧了城市地表水源的污染[1,2]。
随着水资源危机的加剧以及人类对城市水环境系统认识的加深，雨水作为一种特殊自然资源的价值逐渐被广泛认知[3]。雨水是自然界水循环系统中的重要环节，合理地开发利用雨水资源对修复自然界水循环十分有效。与海水淡化技术、跨流域远距离调水相比较，雨水资源化利用是经济、广泛、简便、快捷，且行之有效的途径[4]。
2 雨水资源化可行性分析
2.1 雨水资源化利用概述
雨水利用是水资源开发最早的方式[5]。80年代初，国际雨水收集系统协会IRCSA成立，指出雨水资源化利用将成为解决21世纪人类水资源短缺的重要途径[6]。雨水资源化是指通过各种人工生态化措施改善雨水径流的形成、组分、输送途径和储存方式等，尽量减少人类活动对水循环系统的破坏或干扰，维持更接近自然条件下的良性循环，改善城市水资源的赋存条件和生态系统[7]。与传统的雨水简单收集利用不同，城市雨水资源化利用不仅是狭义的雨水利用，还可减缓城市洪涝和地下水位下降、控制暴雨径流污染、改善城市区域环境等[8]。
2.2 城市雨水利用的潜力分析
我国大部分城市都存在不同程度的水资源短缺现状，北方的城市尤为严重，北方多年年平均降雨量为590 mm，南方则为1340mm，且大部门城市降雨在季节上都存在分配不均的现象。北方城市的雨水资源总量比南方少，从雨水资源量计算，南方城市雨水资源具有更大的利用潜力[9]。
2.3 城市雨水资源化可行性分析
城市雨水经过有效地回收处理后可回用，如道路冲洗、绿地灌溉、景观用水和清洗用水，从而减少整个城市的需水量，减缓了水资源短缺的局面，同时大大减轻了城市排水管网的供水压力；对社区和用户而言，雨水回收利用可减少生活开支；对整个城市而言，不仅可以减少地下水资源的过度开发，也可减少用来开发地下水而配套的设施和基建费用；多余的雨水还可回灌地下水，缓解城区因过度开发地下水资源而导致的地下水位下降；另外，城市雨水资源若能得到有效利用，还可降低暴雨引起的城市内涝灾害和土壤侵蚀。另外，1m3的自来水（含污水处理费）为3元，而收集1m3雨水的年运行费用不足0.10元。因此，雨水资源化利用是一种环保、经济的用水方式，同时也可实现城市的可持续发展[10]，与国家倡导的“海绵城市”理念不谋而合。
3 城市雨水资源化利用技术
目前我国雨水资源化利用技术还处在初级发展水平，而欧美、澳大利亚等国家已经形成较成熟的技术和管理条例。在我国城市雨水利用决策时，除借鉴发达国家经验，各城市须根据当地自然条件，尽可能统一规划，组团开发，因地制宜地选择雨水利用方案。
3.1 断接技术
断接作为低影响开发（LIDs）中有效的技术之一，主要通过断接不透水区域，减少不透水区域面积，强化雨水下渗来减少进入排水系统的城市地表径流。不透水区域不具有减缓径流速度和增加渗透的功能，因此即使是特别小的降雨也会产生径流并排往最近的排水系统。Lucas等[11]通过SWMM模型模拟了在改良土壤上的断接情况，结果表明没有使用断接技术时最大流量是10.72 cfs（立方尺/秒），总流量是438,700 ft3（立方英尺）；使用断接方案时最大流量是6.089 cfs，总流量是63,300 ft3。这种技术既实现了雨水的资源化利用，又降低了城市排水系统的负担。
3.2 生物滞留技术
生物滞留技术是利用浅洼地种植本土植物，通过植物、土壤等的过滤、吸附和过滤等作用，对降落在不透水表面，如屋面、路面等的雨水中的污染物进行截留和处理。常见的滞留池有湿式滞留池、干式滞留池和双重滞留池。生物滞留技术具有处理效果好、灵活多变、易于改造的特点，可应用于住宅区、商业区、工业区、停车场等（如图1），取代道路、小区等区域传统绿化带，更具有生态效益和环境效益。
3.3 下凹式绿地
我国道路大部分是沥青、水泥等路面，渗透能力较差，且道路汇水面积小，因此大量雨水资源排入城市排水管网，加大了城市污水处理厂的处理负荷，遭遇暴雨时还易引发城市内涝，并且需投资巨大的人力灌溉道路周边绿化带。
下凹式绿地是指比周边地势低5cm～20cm的绿地，可汇集路面、建筑物等产生的雨水，是一种具有渗蓄雨水、削减洪峰流量、减轻地表径流污染等优点的生态型措施，如图2。在设计时，应注意出水口高程的选定，一般来说应高于绿地而低于周边地面；同时依据不同的目的对土壤进行改性，可向土壤中掺入炉渣、陶粒等。下凹式绿地可在不增加投资的前提下，使大量雨水汇入道路绿地，增大雨水就地入渗率，不仅能够节约绿化用水，而且可在一定程度上预防城市洪涝灾害。
3.4透水性铺装
透水性铺张主要用于加大降雨原位入渗量，有效补充地下水。可将城市部分停车场、广场、便道、单位庭院的路面由原来的水泥、沥青等不透水性地面，改换成透水路面，上层采用透水铺砖，下层设渗沟、渗井等，内填砂石、砾料等填料，增加雨水入渗量，可减低暴雨径流的流速、流量，延长滞时，从而尽可能多的留住雨水。
上述各种技术的原理、处理效果和适用性各不相同，在实际中可根据各地降雨特征、地形坡度、面积、造价和环境影响等影响因素，结合各种措施的特点合理选用，亦可将不同的雨水资源利用方法结合形成组合措施，发挥各自的优势，提高处理效率，延长工程寿命。
4 雨水资源化利用发展趋势
未来城市雨水资源利用主要有三个方面：（1）大力推进雨水收集利用工程，将雨洪控制利用作为城市供水系统中重要的辅助性工程，补充部分工业用水和生活杂用水，减少自来水的需求量，缓解城市供水压力；（2）践行国家大力提倡的“海绵城市”理念，有效恢复城市地下水的采补平衡；（3）积极开展雨水综合利用，利用城市中各种自然水体、绿地、广场、屋面等空间，有效调蓄、净化和利用城市径流雨水，改善整个城区的水循环系统。
参考文献
[1]王思思.国外城市雨水利用的进展[J].城市问题,2009,(10):79-84.
[2]Nancy B.Grimm,etal.Global Change and the Ecology of Cities[J].Science,2008(319):756-760.
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[7]Ken.J.Gregory.Urban adjustments in a management context:an Australian example[J].Journal of Hydrology,2002,29(5):620-633.
[8]车伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].中国建筑工业出版社,2006
[9]车伍,等.我国城市降雨特点与雨水利用[J].给水排水,2007,33(6):45-48.
[10]许励敏.城市雨水资源化的探讨与应用[J].中国水运,2010,10(3):158-159.
城市雨水资源再利用 篇7
1.1 制定“天津市用水效率控制红线实施方案”
根据2011年中央一号文件和中央水利工作会议精神, 水利部决定用2~3a时间在天津等十一个省市和汉江流域开展实行最严格水资源管理制度试点工作, 率先确立水资源管理“三条红线”, 即确立水资源开发利用控制、用水效率控制、水功能区限制纳污“三条”红线, 将红线控制指标逐级分解到所辖的区县。其中用水效率控制红线是实行最严格水资源管理制度的重要组成部分。
科学制定天津市用水效率控制红线实施方案, 其目的在于解决节水工作中存在的问题, 确保2015年完成水利部对天津市下达的监督考核任务。根据天津市用水效率现状、管理现状以及可操作性, 建立较为完善的指标体系, 并将各项指标按年度合理地分解到全市各区县及有关单位。通过建立覆盖各区县和重点监控单位的用水效率控制红线, 对各区县和重点监控单位的指标完成情况进行相应的监督考核和监测评价, 并综合运用法律、行政、经济和工程技术等手段, 调动各区县和重点监控单位主动提高用水效率的积极性, 全面提高我市用水效率。
该实施方案共包括七项主要内容:总则、天津市经济发展和用水效率概况、总体目标和基本思路、指标体系、支撑体系、考核体系、保障措施。共计26项内容。
根据水利部《实行最严格的水资源管理制度工作方案》以及天津市实际情况, 确定到2015年天津市万元工业增加值取水量下降到10m3以下, 农业灌溉水有效利用系数提高到0.70以上。建立起覆盖天津市各区县的用水效率控制红线, 并监督考核各区县控制指标完成情况和相关措施落实情况。
用水效率红线实施方案主要包括控制指标体系和相关措施, 根据各区县的不同特点分为:滨海新区及两区三县、环城四区和中心城区三个部分分别制定不同的考核指标。
1.2 制定“天津市用水效率控制红线考核实施细则”
为推进最严格水资源管理制度, 落实水资源管理责任和考核, 建立用水效率控制红线, 制定了“天津市用水效率控制红线考核实施细则”, 发至各区县人民政府。
考核评分按满分100分设置, 控制指标和相关措施分别占不同分值, 根据完成情况按评分标准考核打分。考核结果分为通过考核和未通过考核两个等级, 总分在70分 (含) 以上的为通过考核, 总分在70分以下的为未通过考核。
考核采用分年度考核和“十二五”末总考核相组合的方式, 市水务局在年度考核中设置季度督察。年度考核和“十二五”末总考核结果经市人民政府审定后交由干部主管部门, 按照《体现科学发展观要求的地方党政领导班子和领导干部综合考核评价试行办法》 (中组发[2006]14号) 和《天津市贯彻落实〈关于实行党政领导干部问责的暂行规定〉实施办法》 (津党办发[2010]57号) 等规定, 作为对各区县人民政府相关领导干部综合考核评价的重要内容。
2 加大中心城区雨水利用, 为实现洪水科学化管理提供技术支持
2.1 雨水利用意义
天津的多年平均降水量为590.1mm, 降水随季节变化很不均匀, 夏季降雨量最多, 占全年的70%, 随着天津市社会经济的发展, 各类建筑物以及道路的兴建使城市不透水地面面积快速增长。城市排水系统设计的指导思想是:及时、迅速地排除降雨形成的地面径流, 尽可能减少对地面的影响。如果不采取措施而单纯考虑将雨水径流快速排出, 所需雨水管道、雨水泵站等设施的容量、输送能力必将随之增大, 对城市河道的排洪压力将逐渐加大。
目前, 在中心城区371km2的建成区范围内, 雨水管网覆盖率为80%。市内还有32个雨水积水片区和16个雨水管网空白区, 存在雨水淹泡问题。中心城区现仍合流制管网区域面积32.8 km2, 占建成区的12.25%。
而另外一方面, 天津市又是水资源严重短缺的城市, 人均水资源占有量仅有160m3。80年代以来, 建设了引滦入津工程, 并多次实施引黄济津工程, 同时大力推广节水技术, 但水资源供需矛盾仍没有得到有效解决。
天津市近年来十分重视非常规水资源开发与利用。不仅在再生水、海水利用方面取得了一定的成效, 而且在雨水利用方面也加快了步伐。如梅江华厦小区采用小区内景观湖作为雨水受纳体, 收集建筑屋顶及部分铺装地面雨水, 主要用于景观水、绿化用水及喷洒路面等, 在雨季中可蓄存8000m3~12000 m3。天津市商业大学利用4×104m2人工湖储存雨水, 用于绿化灌溉, 年雨水综合利用量达到35×104m3, 节约了大量的自来水, 每年仅节约水费就达280万元。天津文化中心规划用地面积90ha, 总建筑面积100×104m2, 其中10×104m2湖水容量16×104m3。通过雨水收集系统、调蓄系统, 削减地表径流峰值, 全年可利用雨水量10×104m3。
这些雨水收集利用项目, 在雨水收集利用方面取得了良好的效果, 对于天津市这样严重缺水的城市, 大规模实施雨水的综合利用, 可以有效缓解水资源紧张的局面, 同时还有助于减轻市区雨季排涝的压力, 改善城市水生态环境。
2.2 中心城区雨水利用基本措施
城区基本的下垫面组成主要有建筑物屋顶、庭院广场等铺装地面、裸地或绿地、城市道路等形式。因此, 针对不同的下垫面类型实施不同雨水控制与利用措施。
2.2.1 屋顶雨水利用措施
针对屋顶径流水质的实际情况, 将屋顶的降雨直接收集用于屋顶花园, 或通过雨水管道收集, 经过滤处理后存入蓄水池或景观水面, 蓄存的雨水可用于灌溉绿地、冲厕、景观补水、喷洒路面、建筑施工、消防、空调冷却补水等多种回用的方式。
2.2.2 铺装透水地面雨水利用措施
铺装透水地面包括区域内庭院、广场、人行道、自行车道、停车场等, 均可采取透水地面收集系统。
对铺装地面采用透水材料铺装, 包括透水性面层和透水性垫层。
2.2.3 绿地雨水利用措施
对于土壤渗透性较好的绿地, 可采用下凹式绿地, 硬化铺装地面雨水能自流入绿地。达到绿地本身无径流外排, 同时可消纳相同面积不透水铺装地面的雨水径流, 无径流外排。对于土壤渗透性较差的绿地, 可在下凹式绿地内建设增渗设施, 同样达到消纳绿地本身和外部相同不透水面积径流的效果。
2.2.4 市政交通道路雨水利用措施
将城市机动车道两侧的人行道铺装成透水人行道, 并坡向两侧的下凹式绿地, 机动车主干道采用环保型雨水口将机动车道的初期雨水和较大的污染物拦截后排入下游管道。或硬化地面的雨水排入绿地滞蓄和入渗后, 超过标准的雨水在经绿地雨水口排入市政雨水管道。
2.2.5 下凹式隔离带雨水利用措施
下凹式隔离带可以收集双侧各半幅路面雨水。在植物根系和土壤的作用下, 可以减轻路面雨水的污染。
2.2.6 管道调蓄
在城市用地紧张不适宜建设蓄水池的情况下, 或在中心城区内, 城市排水不畅的低洼地段可以通过建设大口径的雨水管道, 来增加暴雨错峰的调蓄能力。
2.2.7 河湖水面调蓄
城区河流湖面众多, 在雨季通过科学调度可以起到调峰蓄水的作用。天津市中心城区河网密集、水面众多, 良好的水域环境, 对建设宜居生态城市具有重要的作用和意义。
2.3 效益分析
2.3.1 社会和生态环境效益
(1) 减轻天津市排涝压力, 提高防洪安全性。
(2) 缓解天津市的水资源紧缺状况, 为多水源综合利用提供保障。
(3) 改善生态环境, 有利于实现和谐社会与节水型社会的目标。
2.3.2 经济效益
(1) 收集的雨水置换自来水收益
(2) 渗透补充地下水收益
(3) 消除污染而减少社会损失的收益
(4) 节约外部市政雨水管线投资的潜在费用
(5) 节省城市排水设施的运行费用
(6) 绿地节省灌水效益
(7) 减少补充河道淡水效益
3 雨水利用示范研究意义重大
作为《天津中心城区雨水利用规划》的支撑, 组织开展雨水利用关键技术攻关与示范工程研究, 建议选择已建和待建的典型工程项目开展示范研究。
3.1 公园新建、改造项目工程。
天津侯台天然湿地, 占地面积189×104m2, 天津市南翠屏公园, 占地面积33.5×104m2, 利用其绿地、水面储存雨水, 预计年雨水综合利用量为40×104m3。
3.2 立交桥 (地道) 雨水利用工程。
位于卫国道立交桥旁的桥园公园, 用于雨洪调蓄、雨水收集利用, 预计年雨水综合利用量达到5.2×104m3。
3.3 学校雨水利用工程。
有条件的大学都具备利用校园内人工湖收集储存雨水, 用于绿化灌溉, 预计年雨水综合利用量可达到100×104m3。
3.4 排水泵站雨水利用工程。
市政排水三所所处的河北区仓联庄地道, 通过利用地道收集的雨水储存到蓄水池, 经过滤、净化后, 用于绿地灌溉、喷洒路面、建筑施工、冲洗车辆等。雨季每日收水量达300 m3。一年预计可收集利用雨水8×104m3。
3.5 大型新建居民区雨水利用工程。
天津市文化中心周边地区2.1km2改造雨水利用工程项目, 利用绿色屋顶, 渗透性地面铺装等雨水利用措施收集雨水, 用于小区绿地灌溉、冲厕及冷却塔补充, 预计年雨水综合利用量达到20×104m3。解放南路70km2改造工程是一项大型的生态环保系统工程, 包含雨水利用在内的低碳环保设计理念将达到国际先进水平。预计年雨水综合利用量达到40×104m3。
3.6 企业雨水利用。
天津机车车辆厂将收集的雨水经过沉淀处理后过滤, 输送至水塔, 代替自来水供给车间用于生产冷却循环水、厂区绿化、厂区公厕冲洗。每年可节省自来水消耗7×104m3, 年可节省水费40余万元。
3.7 公共服务设施雨水利用工程。
如梅江会展中心、天津市文化中心, 民园体育休闲公园预计年雨水综合利用量达到15×104m3。
4 结语
综上所述, 做好天津市的水资源管理工作, 关键在落实最严格上, 同时还要措施得力、可操作性强。雨水利用作为开源节流的有效措施, 只有从政府层面上真正统起来、动起来, 并由多部门联合协作, 雨水综合利用的前景才会更加广阔、高效。
摘要：本文从实施最严格的水资源管理制度, 提升全社会对资源保护、资源节约的认识, 促进资源高效利用进行了分析探索, 对加大城市雨水利用提出了科学、可行的建议方案。
城市雨水资源再利用 篇8
关键词：雨水资源化,潜力分析,雨水利用模式,效益分析
随着城市化进程的加快,城市供需水矛盾日益突出,水资源短缺已成为制约我国城市经济社会可持续发展的关键因素之一。为此,国家采取了诸如南水北调、东水西调工程以及鼓励城市居民和企事业单位节约用水等措施,这都在一定程度上缓解了城市水资源供给紧张的状况,但却忽视了城市雨水这一宝贵的水资源。大量的雨水资源通过不可渗透表面直接进入城市地下污水管道,或通过其他途径白白地流走,不仅增加了城市排水系统的负担及城市治污难度,而且极易造成城市生态环境恶化,所以,根据我国城市水资源紧缺现状和南北城市降雨特点,采取科学有效的雨水资源化措施,将城市雨水加以集蓄利用,可有效缓解城市水资源的供需矛盾,改善区域生态环境,减轻城市的防洪和排水压力,提高居民生活质量及水资源的利用效率,所带来的经济效益、社会效益和生态环境效益是不可估量的。
1 我国城市雨水资源化研究现状
进入20世纪90年代后,随着城市水资源的日益紧缺及国际城市雨水集蓄利用技术的发展,我国逐步开始重视雨水资源化利用。在理论研究方面,赵慧芳等[1]对水泥混凝土路面集雨产流特征的研究;杨战社等[2]对城市生态住宅小区雨水资源循环利用系统的研究;路毅等[3]对城市绿地的雨水利用途径的分析研究;胥卫平等[4]对城市雨洪资源利用的经济价值评价研究;魏飒等[5]对城市雨水径流的水质监测及影响因素分析;王情等[6]对我国的北京、天津等几个北方典型城市雨水的利用探讨等。在实践应用方面,2007年北京市共完成了267项雨水利用工程[7],修建封闭式蓄水池5.8万m3,透水性路面面积89.4万m2,下凹式绿地面积136万m2,每年雨水综合利用量达604万m3。奥林匹克森林公园[8]采用雨水收集利用系统,雨洪利用率高达95%,按北京地区年平均降雨量20 mm计算,公园年雨水回收量约134万m3。2010年上海世博会[9]利用场馆屋顶建造大面积的雨水收集系统,净化后将用于绿化浇灌等。目前,我国的城市雨水利用已成为研究热点,北京、天津、上海等城市相继开展了雨水利用的研究与应用,推动了我国雨水利用事业的发展,但总体上与农村雨水资源化利用相比,发展速度及普及率仍较低。然而,雨水作为一种优质的淡水资源,不仅收集和利用方便,而且污染少、处理简单、不消耗或很少消耗能源,已成为解决21世纪水资源短缺的重要途径之一。
2 城市雨水资源化潜力分析
随着城市化进程的不断推进,我国城市中不透水地面面积也随之高速增长,城市化率己从1991年的26.68%提高到2008年的45.68%[10]。截至2008年末,我国城市建成区面积为3.63万km2[11],按年均降水量960 mm计算,该年我国城市原生水资源量约为348亿m3,径流系数平均按0.65计算,则2008年我国城市产流量为226亿m3,除去城市湿地蓄水(约占产流量的1/4),雨水利用潜力为169.5亿m3,城市雨水资源化利用的潜力巨大,具有广阔的发展前景。
2.1 南北城市降雨分析
我国城市降雨受季风影响较大,降雨很不均匀且降雨特点差异性大,因此,对于雨水的利用情况在很大程度上受自然条件的影响。车伍等[12]在以秦岭—淮河为界的南北方各选取了10个典型城市,以这些城市的降雨情况为研究对象,对我国南北城市的降雨特点进行了对比分析,得出我国北方城市多年年均降雨量平均值为590 mm,南方为1 340 mm,北方城市多表现为资源型缺水,南方城市多表现为水质性缺水的结论。这一研究为我们因地制宜地开展研究城市雨水利用,合理地选择雨水利用方案,最大限度地利用城市雨水提供了借鉴与理论指导。
2.2 城市可实现利用雨水资源量潜力计算
对于城市中各下垫面(路面、屋面、公园或绿地等)的雨水资源量可用式(1)[12]进行估算:
式中:Q为城市中各下垫面的雨水资源量,m3;α为季节折减系数,α=汛期平均降雨量/年平均降雨量;ψ为径流系数,各下垫面的降雨径流系数见表1;h为年平均降雨量,mm;A为集雨面积,m2。
然而,由于受雨水水质及特定地区建筑物的布局和结构等因素的制约,城市的雨水资源是不可能被完全开发利用的。因此,在公式(1)的基础上,同时考虑雨水资源的初期弃流(由于受雨水中包含的大量固体悬浮物、COD、总氮、总磷等有机污染物和营养性物质的影响而扣除的部分弃掉的雨水量),公式(1)需乘以初期弃流系数β,即得城市中各下垫面可实现利用的雨水量:
式中:Qa为城市中各下垫面可实现利用的雨水量,m3;β为初期弃流系数,β=1-初期雨量×年平均降雨次数/年平均降雨量。
城市可实现利用的雨水资源量等于城市中各下垫面可实现利用雨水量之和。
式中:W为城市可实现利用雨水资源量,m3;ψi为不同下垫面的降雨径流系数取值;Ai为相应下垫面的集雨面积,m2;n为下垫面数量。
3 城市雨水集蓄利用模式
3.1 技术分析
3.1.1 雨水集蓄方式灵活多样,易于操作
根据城市的气象、水文地质和不同的下垫面条件,可以选择路面、屋面、公园、绿地及小区等多种雨水集蓄利用方式。对于不透水路面雨水收集,可在路边每隔一定的距离建一蓄水池;对于屋面收集,可在每栋房前的花园或绿地下建一个蓄水池或储水设施,顶上覆盖土或在此基础上绿化,并留一通道供取水和清扫池底垃圾用;对于城市公园或公共绿地,可直接收集利用;对于小区或学校等可收集路面、屋面及绿地等多种方式综合运用集蓄雨水。此外,国外先进的雨水利用技术及成功的应用实践,也为城市的雨水资源化集蓄利用提供了可靠的技术支撑。
3.1.2 处理工艺简单
直接收集来的雨水并非是纯净的水,从部分城市降雨水质分析结果看[14],天然雨水水质一般较好,但当雨水降落到地面时,受路面、屋面等建筑材料及汽车排泄物等因素的影响,这时雨水中主要污染成分为SS、COD、油类、表面活性剂、重金属及其他无机盐类,并且SS、COD浓度也大大增加。蒋海涛等[15]认为,这些污染物主要是集中在初期的雨水中。为有效控制雨水的水质,我们可采取一些措施,诸如在路面设置雨水截污装置或初期雨水弃流装置来控制路面带来的垃圾、油类和悬浮固体等污染物;生活小区、公园的路面雨水,可设置绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物;还可在雨水径流的过程中或雨水输送终端设置雨水滞留沉淀池等。经过处理后的雨水既可以直接用来灌溉城市绿地和满足城市景观、洗车等杂用水,也可以用于居民生活(冲洗厕所或净化处理后饮用)用水。
3.2 利用模式
3.2.1 屋面雨水集蓄利用
屋面雨水经过落水管进入到初期雨水弃流设施内,不满足要求的直接排入污水管道,满足要求的则进入沉淀池,经人工清理沉淀及过滤设施过滤后,流入蓄水池或储水设施中。经简单处理后雨水可直接用于浇花、冲洗厕所或者洗衣等,再将由此产生的废水排入污水管道内,进而实现雨水资源的重复利用(图1)。
3.2.2 路面雨水集蓄利用
目前我国各地城市修建的主要道路都相当宽阔,再加上城市中大量的广场、停车场等都是良好的雨水收集面。降落在不透水路面上的雨水首先通过路边设置的拦污栅将漂浮的树叶、垃圾及固体悬浮物等初步分离,流入初期雨水弃流装置内,不满足要求的直接排水污水管道,满足要求的经沉淀池、过滤池等沉淀过滤后,进入分路段或分区域在绿地下修建的一些简单雨水集蓄工程或储水设施,作为路边绿化灌溉、维持城市水体景观、道路清洁、洗车、消防及其他用水的补充水源(图2),这样不仅节省了因建造城市排水管网的造价,而且提高了雨水资源的利用效率。
3.2.3 城市公园或绿地雨水集蓄利用
利用城市公园或绿地中具有的空间开阔、占地面积大等特点,可接收大量的雨水资源。如降落在公园或绿地上雨水,一部分雨水资源以地表径流的方式进入城市路面雨水集蓄利用系统和补充地下水;另一部分通过铺设(如透水沥青、透水性地砖、透水混凝土等)的透水性路面或建造的下凹式绿地等方式渗透到在公园或绿地下分段设置的渗井内,并通过地下透水管道将其串联起来,将集蓄的雨水流入蓄水池或储水设施中,以作为城市绿地灌溉、景观及其他用水,进而间接的补充地下水资源(图3)。城市公园、公共绿地上雨水资源的收集与利用,不仅可缓解城市绿地灌溉用水紧张状况,而且可减少绿地雨水径流的排放及城市绿地养护管理费用。
3.2.4 小区或学校雨水综合集蓄利用
小区或学校收集屋顶及路面雨水,首先流入拦截垃圾及固体悬浮物的隔栅内,然后流入弃流装置内,不符合要求的排入污水管道,满足要求的经沉淀池、过滤池等,与绿地上的部分通过透水材料产生的雨水一同进入蓄水池或储水设施中,最后经中水系统处理后,作为路边绿化灌溉及维持城市水体景观等的补充水源,与同时降落在绿地上的部分雨水通过下渗的方式补充地下水资源,而因实施道路清洁、洗车、消防及其他用水等产生的污水,直接排入城市污水管道(图4)。这不仅缓解了小区的用水压力,促进和改善小区的生态环境,而且满足了绿地灌溉及市政用水等需求。
4 城市雨水资源化效益分析
4.1 经济效益分析
城市雨水资源化利用的经济效益主要体现在以下几个方面:
a. 节约水资源。实施雨水资源化利用后可增加城市水资源供给途径,缓解城市水资源紧缺的局面,减少对城市公园或绿地的灌溉次数,节约灌溉用水量,提高水资源利用效率。
b. 节省政府的投资费用。雨水收集利用后可降低因长距离调水、水厂处理、管道输送、扩建排污、排洪的成本,可减少因向市政管网排放雨水而带来的市政管网的维护费用;可减少因雨水的污染而带来的河流水体环境污染的治理费用,减少政府因补充地下水而产生的相关费用。
c. 节省居民用水开支。收集的雨水可置换部分自来水用于洗车、洗衣及冲厕等,进而大大减少了居民因购买自来水而产生的费用。
4.2 环境与社会效益分析
城市雨水资源化利用的环境与社会效益主要体现在以下几个方面:
a. 增加地下水补给量、涵养水源。雨水下渗使城市地下水得到有效补给,抬高地下水位,不仅抑制或减缓地下水漏斗区扩展漫延,缓解地下水水位下降趋势,而且改善了地下水文条件,进而改善了城区水文地质环境。
b. 提高城市防洪能力。雨水利用可减少降雨排放流量及城市路面积水,减轻城市排水的压力,延迟洪峰出现时间,减轻防汛压力,同时有效降低雨污合流,减轻污水处理的压力。
c. 雨水利用具有良好的产业前景,可形成新的经济增长点[16]。雨水利用市场前景巨大,可促使雨水的收集设备的生产、运行管理、中水利用等方面产业链的形成,可带动经济增长、解决就业等问题,进而推动国民经济的发展。
5 结 语
城市雨水资源再利用 篇9
建立海绵城市主要是低影响开发, 能够利用现有的绿化资源净化与处理雨水, 并不是要重新修建集中的雨水处理场所, 不是在市中心挖出一个纽约中心公园类型绿地;城市道路雨水资源利用, 主要通过对雨水的渗透———储存———截污净化等功能, 有效地控制径流总量、径流峰值和径流污染。以西安城市道路为例, 西安面临水资源短缺、水质污染问题, 属于系统性、综合性质的问题, 海绵城市理论的提出, 与传统的排水理念不同, 传统排水理念主要通过灰色基础设施, 不管污水还是雨水统一通过管道排放, 不仅造成雨水流失不能够补充地下水, 还加大了污染面积;随着硬质道路面积的增加, 管道排水的压力越来越大, 出现了“城市河道”的现象, 每年雨水集中期都会造成人员伤亡以及财务损失;建立海绵城市作为一种生态途径, 其构建核心在于建立跨尺度的水生态基础设施, 使雨水就地蓄留、就地资源化。使它与城市中的公园系统形成统一的生态链条, 城市的每一寸土地都具备一定的雨洪水、调蓄、水源涵养、雨水净化等功能, 这也是海面城市构建的基础, 很多学者对于海绵城市的理解倾向于聚焦在雨水利用和管理的问题上, 同时提倡LID技术的应用, 关注雨水处理和场地措施。诚然, 这只是创建海绵城市的重点而已, 并不全面, 城市水问题的解决前提是保护区域水循环过程, 这就注定了真正的解决方案必定是跨尺度。
目前西安的城市道路还是以大面积不透水路面为主, 即使是绿化率比较高的大学校园也存在路面积水, 学生上课通行不便的问题, 不透水路面容易产生区域性径流, 在雨水积聚较多, 超出排水管的承受范围容易发生城市雨洪, 对城市交通产生不便, 同时在桥下积水区存在安全隐患。传统性质的解决雨水问题多为集中汇集、集中排放, 单这种处理方式不仅仅没有做到雨水资源的综合利用, 而且改变和破坏了界面原有的自然水文过程, 容易诱发一系列的城市问题。
2 雨水资源景观化设计原则
景观化的同时要注意3个原则即低影响开发原则、场地多功能化原则、自然做功原则;利用绿化对雨水收集与处理时, 尽量尊重原有的场地, 不要破坏场地功能与生态的整体性;城市道路还是以交通为主, 尽量利用原有的绿地和行道树来进行道路排水, 提出优化解决方案, 同时塑造特色性景观, 这需要设计师综合考虑, 与其他专业进行合作得出最优解, 创造出具有艺术性的理性空间。其次, 场地应充满创造性, 在有限的空间去创造无限种可能性, 深度挖掘场地的利用率, 形成多功能空间为我们所用, 城市道路是带状的空间, 有很多的约束性但是也能够成为连续绿化的景观带, 重新定义场地, 寻找功能的多样性;我国的园林本来就是生态, 只是硬质多覆盖了原有自然的功力, 要恢复自然的调蓄作用, 让自然做功。
3 城市道路排水与净化
传统城市街道的路面材料透水性较差, 道路标高低于城市其他界面, 在降雨时, 道路汇集雨水, 将其排入城市雨水管网, 再排入城市及其附近的水体中, 而且要充分利用西安这所城市的优点, 西安高校云集, 高校的绿化率很高, 可以尝试将道路与高校的绿地连为一体, 充分利用高校绿地来收集、净化与处理雨水;在雨水排放与收集的过程汇总会对原有的雨水管网造成压力, 使雨水管荷载超重, 造成城市局部内涝, 同时雨水携带着大量来自城市道路、建筑表面等污染物, 称为城市最大的面源污染之一, 在进行道路的雨水管理时, 可以通过景观绿化, 形成城市绿道的方式, 将斑块化的绿地联系成一个整体, 形成统一的绿色链条收集与净化雨水;不仅能够消减雨水的污染, 净化后的雨水能够补充地下水的同时, 可以减轻道路管网的压力。
3.1 合理引导水流方向
西安城市道路中将已有的绿化带的, 道牙以打孔的形式, 使雨水能够进入绿化带之中, 同时也要将径流组织到绿地之中, 仅仅打孔的形式对于雨水的排放效率不大, 有些地方将道路做成收集水池, 对于道路段雨水较为严峻的地区, 可以采用湿生植物带, 加大雨水的排放;雨水达到饱和状态时, 设置溢流管, 将管道与城市道路相结合;这种方式处理与传统的雨水排放所不同, 能够补充地下水同时延长雨水汇入城市管道时间, 控制短时间内的径流系数, 减轻城市管网的压力。
3.2 利用植物进行生态净化
城市雨水资源再利用 篇10
在散货码头存在大量煤炭、矿石的装卸作业, 在其作业过程中, 大量的煤炭、矿石粉尘会飘散到空气中。在降雨初期, 这些有毒的粉尘会溶解到雨水并降落到地面并形成污染水体, 对环境造成较大的影响。初期雨量的计算主要目的是为初期雨水的处理提供有效的数据支持。根据GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》中第2.0.11条的规定, 初期雨水是指降雨过程前10~20 min左右的降水量。对初期数量的计算, 主要包括对流量与总水量两个方面的计算。流量的计算主要是为计算排水管管径, 而总水量的计算是为了确定初期雨水调节池及储存池的容积。
1. 根据暴雨强度进行计算
根据GB50014-2006《室外排水设计规范》, 散货码头暴雨强度计算公式如下:
公式 (1) 中的q表示暴雨强度, P表示设计重现期, t表示降雨持续时间, A1、C、b、n均为参数。
初期雨水池的容积按照下面的公式进行计算:
公式 (2) 中的V表示初期雨水收集池的容积, ψ表示综合径流系数, F表示汇水面积。
2. 根据降水深度计算
可以利用降水深度计算雨水储存池的容积, 具体按照下面的公式进行计算:
公式 (3) 中的V表示初期雨水存储池的容积, H表示降水深度, F表示汇水面积。利用该公式, 能够较为快速的计算出初期雨水存储池的容积V, 但是该公式并未考虑到径流系数。在部分情况下, 计算的结果可能会出现较大的误差。
二、初期雨水的收集与输送
1. 初期雨水的收集
散货码头初期, 雨水水体中的有毒物质含量较高。如果不能进行妥善收集与处理, 可能会因为流入河流中, 对河流中水体造成较大污染。在散货码头, 通常采用横向排水沟进行初期雨水的收集。同时将码头设计为两侧向中间倾斜的坡度, 便于初期雨水由码头两侧向中间汇集。这样能够有效降低初期雨水在码头地面流动的时间, 通常能够在5 min内将码头距离初期雨水收集池最远区域的初期雨水进行汇集。另外, 这样还有利于较小初期雨水收集池的容积, 降低初期雨水收集的成本。
由于码头自身的结构原因, 通常会在一个码头设置多个初期雨水收集池, 这样可以极大提高初期雨水的收集效率。同时由于将水体进行分散, 有效保证了码头整体结构的安全性。通常情况下, 进行多收集池设置时, 单个收集池的容积不超过30 m3, 深度不超过3 m。初期雨水收集池的结构通常分为钢结构与混凝土结构。混凝土结构一般用于新建码头, 钢结构一般用在旧码头的改造工程中。初期雨水收集池的池底通常设置为倾卸结构, 这样可以使雨水中所含有的有毒物质沉淀到雨水收集池池底的小块区域内。在收集池的上方需要设置维修孔, 维修孔的直径不能小于80 cm, 方便维修人员的进入, 维修孔平时由钢盖板进行覆盖。另外, 收集池的入水口需要设置一定的滤渣措施, 减少沉淀物的进入量, 以减少池内的清理工作量。
2. 初期雨水收集池的管理
在初期雨水收集池中的水量达到一定程度时, 将沉淀的雨水送到散货码头的径流与污水处理池进行统一处理。通常情况下, 散货码头的初期雨水总量较小, 因此其能在较短时间内完成输送过程。在输水管的选择上, 应该注意选择适宜的管径大小。如果管径过大, 会占用较大的空间, 并增加不必要的投资;如果管径过小, 则可能因为水体中所含有的杂质造成管道堵塞。另外, 输水管道可压抑设置为一根主管与多根支管的方式。通过利用支管将各个集水池中的初期雨水汇集到主管中, 然后由主管将水体输送到码头堆场的污水处理池。
在我国的内河散货码头中, 码头距离堆场的距离通常小于500 m, 此时可以在各个集水池安放小功率水泵的方式进行初期雨水水体的输送。但是在各大河流出海口的码头规模通常较大, 码头距离堆场的距离常常会达到几公里。这是如果仍然采用集水池小功率泵进行水体的输送, 就可能因为泵的扬程不足, 导致水体无法有效输送到堆场的污水处理池中。在这种情况下, 可以考虑在码头区域内设置一个较大的中转水池, 并配置一台大功率水泵。首先, 将各个集水池内的水体输送到中转水池中, 然后再利用大功率水泵将中转水池中的污水输送到堆场的污水处理池中。另外, 在条件允许的情况下, 也可以在码头区域设置污水处理池, 减少污水的输送距离。
三、初期雨水的回收利用
散货码头的初期雨水在有效的收集与沉淀之后, 将其输送到堆场区与径流污水进行统一处理。在处理的过程中, 需要充分考虑《港口工程环境保护设计规范》对具体的污水处理场处理能力进行设计。在对污水的处理过程中, 由于其中部分物质的溶解率较高, 导致污水经过沉淀之后, 其内部仍含有大量的微量有毒物质, 此时需要通过净水器对水体进行处理。同时在处理设备中加入适量的混凝剂和助凝剂, 实现对污水中有毒物质的有效沉淀。经过多道工序的处理之后, 使污水达到工业用水标准, 并将其储存在回用水池内。这些达到工业用水标准的水体可以用作码头日常作业的用水, 实现了较好的环保效益和经济效益。
四、结语
散货码头由于其自身堆放货物的特点, 造成其所在区域内降雨的初期雨水中存在大量的有毒物质。如果对初期雨水不能进行有效的收集和处理, 任由其流入河流中, 会对河流中的水体造成较大的污染。因此, 对散货码头初期雨水的收集处理工作十分重要。通过对雨水进行有效收集, 并通过简单的处理, 使其达到工业用水标准。可以将其作为码头日常作业用水, 这样能实现极高的环保效益及经济效益。
摘要：散货码头区域内的初期雨水存在大量的污染物, 随着我国水环境保护形势的日益严峻, 对这类水体的处理要求越来越严格。因此, 码头需要通过对初期雨水进行有效的收集处理, 减小对河流水体的污染。
关键词：散货码头,初期雨水,收集,再利用
参考文献
[1]中国石化集团洛阳石油化工工程公司.SH3095-2000, 石油化工污水处理设计规范[S].北京:中国石化出版社, 2000.
[2]中国建筑设计研究院.GB50400-2006, 建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2006.
[3]赵剑强.城市地表径流污染与控制[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.
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