淺談?dòng)晁占?/h1>
2010-08-15 00:51:18姜卓
山西建筑 2010年20期
姜 卓
1 北京水資源現(xiàn)狀
北京屬資源型重度缺水地區(qū),屬111個(gè)特貧水城市之一,是水庫存水量全國(guó)下降最快的3個(gè)城市之一。人均水資源占有量不足300 m3,是世界人均水資源量的1/30、全國(guó)人均水資源量的1/8,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際人均1 000 m3的缺水下限。水資源緊缺已成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的第一瓶頸。地下水長(zhǎng)期超采,使用率逐年提高,致使水位日益下降,水環(huán)境和水生態(tài)平衡受到威脅。同時(shí),北京市年均585 mm的降水量,年均近 98.28億m3的降水總量中大部分卻沒有被合理的利用起來。以城市為中心的地下水漏斗面積不斷擴(kuò)大,地下水位持續(xù)下降,城市建設(shè)的發(fā)展,不透水地面面積的增大,城市地表徑流系數(shù)大大提高,排水設(shè)施壓力不斷增大,汛期一遇到暴雨就積水成災(zāi),影響城市居民生活,堵塞交通,嚴(yán)重影響城市形象。因此把城市雨水作為重要水資源加以收集利用,是城市發(fā)展中急需解決的關(guān)鍵問題之一。
2 雨水利用的方案
1)透水型路面。鋪砌透水路面可消減地表徑流量,增加對(duì)地下水的補(bǔ)給,降低城市熱島效應(yīng),改善城市氣候環(huán)境,同時(shí)它對(duì)雨水徑流還有一定的凈化作用。2)下凹式綠地。降低綠地高程,使其低于路面5 cm～10 cm,綠地就可成為一個(gè)天然的雨洪滯蓄設(shè)施。不僅可消減洪峰流量、減少綠地灌溉用水,還可截留雨水中的污染物質(zhì),減少?gòu)搅魑廴尽?)小區(qū)雨水集蓄技術(shù)。在城區(qū)由于規(guī)劃用地緊張和地價(jià)高昂,一般考慮采用地下蓄水池收集和蓄存降雨徑流,可修建在綠地或停車場(chǎng)下。在有條件的地區(qū),可利用城市洼地建設(shè)地表蓄水設(shè)施,地表蓄水設(shè)施不僅造價(jià)低于地下蓄水設(shè)施,而且便于管理和維護(hù)。4)城市河湖蓄水調(diào)節(jié)技術(shù)。采用城市河湖將降雨期間優(yōu)質(zhì)雨水進(jìn)行蓄水,不但能對(duì)降雨徑流過程進(jìn)行調(diào)節(jié),而且能為城市蓄存大量的優(yōu)質(zhì)水資源,對(duì)改善城市區(qū)域水體生態(tài)和水體環(huán)境有重要作用。5)人工回灌地下水。采用經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)的雨水,通過回補(bǔ)地下水滲井直接補(bǔ)充地下水。
3 城市雨水收集利用的現(xiàn)狀
雨水收集一般包括屋面及地面雨水收集兩部分。屋面雨水一般占城市雨水資源量的65%左右,易于收集且水質(zhì)較好,以金屬和混凝土材質(zhì)屋面的雨水為佳。屋面雨水經(jīng)雨水斗→雨落管→雨水管收集后進(jìn)入初期棄流裝置,初期雨水含有大量的污染物,如:COD、重金屬、揮發(fā)酚等,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此,初期雨水應(yīng)予以棄流,具體棄流量應(yīng)按當(dāng)?shù)氐拇髿赓|(zhì)量、道路情況等因素,通過采樣試驗(yàn)而定。一般情況下,初期棄流量應(yīng)為2 mm降水。棄流水就近排入城市污水管道,進(jìn)入城市污水處理廠處理利用。屋面雨水一般有3種處理工藝:1)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→景觀水體。2)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→雨水蓄水池沉淀→消毒→雨水清水池。3)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→雨水蓄水池沉淀→過濾→消毒→雨水清水池。地面雨水收集又可分為綠地多余水收集和道路雨水收集。降雨后雨水徑流進(jìn)入綠地,經(jīng)虛滲、補(bǔ)充消耗水分后,多余的雨水流入集水池。雨水利用的關(guān)鍵設(shè)備主要有水位控制器、雙水路自動(dòng)轉(zhuǎn)換器和透水地面磚等,配套的設(shè)備還有小區(qū)污水處理裝置和消毒設(shè)備等。雨水除了用作沖廁用水外,也可作其他用水,如:空調(diào)冷卻水、消防用水、洗車用水、花草澆灌、景觀用水、道路清洗等。此外,經(jīng)消毒處理后的雨水也可供居民飲用。
雨水回收利用的主要措施是結(jié)合降水特點(diǎn)及地形、地質(zhì)條件,采用雨水滲透利用方案,設(shè)計(jì)出一種從“高花壇”“低綠地”到“淺溝渠滲透”逐級(jí)下滲雨水的利用模式。采用的滲透設(shè)施有:滲透池、滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、浸透?jìng)?cè)溝、調(diào)節(jié)池和綠地等。
雨水的儲(chǔ)存一般采用存入蓄水池的形式。蓄水池可分為室內(nèi)池和室外池。室內(nèi)池應(yīng)設(shè)在全年溫度都較低的位置,以防水溫高于15℃～18℃時(shí)發(fā)生腐敗而變味。蓄水池需設(shè)溢流管,水面上的浮游物可在大雨時(shí)溢流至排水管道或讓溢流的雨水經(jīng)地層滲透。蓄水池的大小取決于年均降水量、屋頂形式和屋面材料,還要考慮雨水流經(jīng)過濾器時(shí)的損失等。以住宅小區(qū)雨水的匯集、貯存和利用為例,可根據(jù)小區(qū)所在地的年均降水量和匯水面積,計(jì)算出年雨水量,按其5%～10%確定蓄水池的容積。
4 雨水利用發(fā)展態(tài)勢(shì)
雨水利用運(yùn)行費(fèi)用低,比較效益十分突出。使用1 m3的自來水費(fèi)用(含污水處理費(fèi))為2.8元,而從運(yùn)行管理和小區(qū)用水費(fèi)用支出分析,投入收集1 m3雨水的年運(yùn)行費(fèi)用不足0.10元。有良好的產(chǎn)業(yè)前景,能形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。故雨水作為一種極有價(jià)值的水資源,早已引起許多發(fā)達(dá)國(guó)家的重視,在這些國(guó)家,雨水利用工程已是一項(xiàng)重要的水資源利用工程,有些國(guó)家和地區(qū)建立了適合其地區(qū)的實(shí)施體系、評(píng)價(jià)方法和監(jiān)督管理機(jī)制以及一系列的法律法規(guī)。其中發(fā)展較快的雨水利用技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平的是德國(guó)和日本等國(guó)家,其城市雨水的資源化和收集利用已有較長(zhǎng)的歷史,并逐步進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化階段。
我國(guó)城市雨水利用的思想具有悠久的歷史,北京北海團(tuán)城古代雨水利用工程是古代雨水利用的典范。而真正意義上的城市雨水利用的研究與應(yīng)用卻開始于20世紀(jì)80年代,發(fā)展于90年代,目前呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開展雨水收集利用研究,尤其是北京近幾年雨水集蓄和利用技術(shù)發(fā)展步伐較快,于2000年頒布實(shí)施《北京市節(jié)約用水若干規(guī)定》,明確要求開展市區(qū)的雨水利用工程,于2003年發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定》,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑與小區(qū)雨水利用技術(shù)工程規(guī)范》現(xiàn)已執(zhí)行。相信憑借已有的雨水利用方面的研究成果和工程經(jīng)驗(yàn),同時(shí)借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù),我國(guó)的雨水利用工程將邁上一個(gè)新臺(tái)階。
5 展望
雨水利用工程能夠有效減小市政管網(wǎng)排水壓力,降低雨水洪峰峰值,保障在澇季城市生活的順利進(jìn)行;同時(shí),有利于地下水資源的保護(hù)及補(bǔ)給,從而使水環(huán)境和水生態(tài)維持平衡。希望在以后的設(shè)計(jì)或規(guī)劃過程中,能夠改變傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)以排為主的理念,充分運(yùn)用雨水利用技術(shù),緩解日益緊張的水資源匱乏問題,促進(jìn)社會(huì)向前發(fā)展。
[1] GB 50400-2006,建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].
[2] 甘 燦,萬 華.城市雨水收集與利用研究[J].山西建筑,2009,35(7):202-203.
[3] 汪慧貞,車 武,胡家俊.淺議城市雨水滲透[J].給水排水,2001(2):212-213.
[4] 馮 平,劉 偉,羅 莎.雨水資源的利用及其實(shí)驗(yàn)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2006(3):95-96.
[5] 殷 波.城市雨水利用探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2008(8):13-14.
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2 雨水利用的方案
1)透水型路面。鋪砌透水路面可消減地表徑流量,增加對(duì)地下水的補(bǔ)給,降低城市熱島效應(yīng),改善城市氣候環(huán)境,同時(shí)它對(duì)雨水徑流還有一定的凈化作用。2)下凹式綠地。降低綠地高程,使其低于路面5 cm～10 cm,綠地就可成為一個(gè)天然的雨洪滯蓄設(shè)施。不僅可消減洪峰流量、減少綠地灌溉用水,還可截留雨水中的污染物質(zhì),減少?gòu)搅魑廴尽?)小區(qū)雨水集蓄技術(shù)。在城區(qū)由于規(guī)劃用地緊張和地價(jià)高昂,一般考慮采用地下蓄水池收集和蓄存降雨徑流,可修建在綠地或停車場(chǎng)下。在有條件的地區(qū),可利用城市洼地建設(shè)地表蓄水設(shè)施,地表蓄水設(shè)施不僅造價(jià)低于地下蓄水設(shè)施,而且便于管理和維護(hù)。4)城市河湖蓄水調(diào)節(jié)技術(shù)。采用城市河湖將降雨期間優(yōu)質(zhì)雨水進(jìn)行蓄水,不但能對(duì)降雨徑流過程進(jìn)行調(diào)節(jié),而且能為城市蓄存大量的優(yōu)質(zhì)水資源,對(duì)改善城市區(qū)域水體生態(tài)和水體環(huán)境有重要作用。5)人工回灌地下水。采用經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)的雨水,通過回補(bǔ)地下水滲井直接補(bǔ)充地下水。
3 城市雨水收集利用的現(xiàn)狀
雨水收集一般包括屋面及地面雨水收集兩部分。屋面雨水一般占城市雨水資源量的65%左右,易于收集且水質(zhì)較好,以金屬和混凝土材質(zhì)屋面的雨水為佳。屋面雨水經(jīng)雨水斗→雨落管→雨水管收集后進(jìn)入初期棄流裝置,初期雨水含有大量的污染物,如:COD、重金屬、揮發(fā)酚等,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此,初期雨水應(yīng)予以棄流,具體棄流量應(yīng)按當(dāng)?shù)氐拇髿赓|(zhì)量、道路情況等因素,通過采樣試驗(yàn)而定。一般情況下,初期棄流量應(yīng)為2 mm降水。棄流水就近排入城市污水管道,進(jìn)入城市污水處理廠處理利用。屋面雨水一般有3種處理工藝:1)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→景觀水體。2)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→雨水蓄水池沉淀→消毒→雨水清水池。3)屋面雨水→篩選→初期徑流棄流→雨水蓄水池沉淀→過濾→消毒→雨水清水池。地面雨水收集又可分為綠地多余水收集和道路雨水收集。降雨后雨水徑流進(jìn)入綠地,經(jīng)虛滲、補(bǔ)充消耗水分后,多余的雨水流入集水池。雨水利用的關(guān)鍵設(shè)備主要有水位控制器、雙水路自動(dòng)轉(zhuǎn)換器和透水地面磚等,配套的設(shè)備還有小區(qū)污水處理裝置和消毒設(shè)備等。雨水除了用作沖廁用水外,也可作其他用水,如:空調(diào)冷卻水、消防用水、洗車用水、花草澆灌、景觀用水、道路清洗等。此外,經(jīng)消毒處理后的雨水也可供居民飲用。
雨水回收利用的主要措施是結(jié)合降水特點(diǎn)及地形、地質(zhì)條件,采用雨水滲透利用方案,設(shè)計(jì)出一種從“高花壇”“低綠地”到“淺溝渠滲透”逐級(jí)下滲雨水的利用模式。采用的滲透設(shè)施有:滲透池、滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、浸透?jìng)?cè)溝、調(diào)節(jié)池和綠地等。
雨水的儲(chǔ)存一般采用存入蓄水池的形式。蓄水池可分為室內(nèi)池和室外池。室內(nèi)池應(yīng)設(shè)在全年溫度都較低的位置,以防水溫高于15℃～18℃時(shí)發(fā)生腐敗而變味。蓄水池需設(shè)溢流管,水面上的浮游物可在大雨時(shí)溢流至排水管道或讓溢流的雨水經(jīng)地層滲透。蓄水池的大小取決于年均降水量、屋頂形式和屋面材料,還要考慮雨水流經(jīng)過濾器時(shí)的損失等。以住宅小區(qū)雨水的匯集、貯存和利用為例,可根據(jù)小區(qū)所在地的年均降水量和匯水面積,計(jì)算出年雨水量,按其5%～10%確定蓄水池的容積。
4 雨水利用發(fā)展態(tài)勢(shì)
雨水利用運(yùn)行費(fèi)用低,比較效益十分突出。使用1 m3的自來水費(fèi)用(含污水處理費(fèi))為2.8元,而從運(yùn)行管理和小區(qū)用水費(fèi)用支出分析,投入收集1 m3雨水的年運(yùn)行費(fèi)用不足0.10元。有良好的產(chǎn)業(yè)前景,能形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。故雨水作為一種極有價(jià)值的水資源,早已引起許多發(fā)達(dá)國(guó)家的重視,在這些國(guó)家,雨水利用工程已是一項(xiàng)重要的水資源利用工程,有些國(guó)家和地區(qū)建立了適合其地區(qū)的實(shí)施體系、評(píng)價(jià)方法和監(jiān)督管理機(jī)制以及一系列的法律法規(guī)。其中發(fā)展較快的雨水利用技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平的是德國(guó)和日本等國(guó)家,其城市雨水的資源化和收集利用已有較長(zhǎng)的歷史,并逐步進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化階段。
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5 展望
雨水利用工程能夠有效減小市政管網(wǎng)排水壓力,降低雨水洪峰峰值,保障在澇季城市生活的順利進(jìn)行;同時(shí),有利于地下水資源的保護(hù)及補(bǔ)給,從而使水環(huán)境和水生態(tài)維持平衡。希望在以后的設(shè)計(jì)或規(guī)劃過程中,能夠改變傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)以排為主的理念,充分運(yùn)用雨水利用技術(shù),緩解日益緊張的水資源匱乏問題,促進(jìn)社會(huì)向前發(fā)展。
[1] GB 50400-2006,建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].
[2] 甘 燦,萬 華.城市雨水收集與利用研究[J].山西建筑,2009,35(7):202-203.
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[4] 馮 平,劉 偉,羅 莎.雨水資源的利用及其實(shí)驗(yàn)[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2006(3):95-96.
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