海綿城市雨水處理技術(shù)與雨水利用分析

【摘要】洪澇災(zāi)害與水資源短缺問(wèn)題是我國(guó)目前要面對(duì)的問(wèn)題，結(jié)合管理理念和雨水的利用，規(guī)劃“生態(tài)海綿”地區(qū)的雨水利用以及處理技術(shù)，雨水資源化的途徑將從城市規(guī)劃層面提出。研究“生態(tài)海綿”的建造技術(shù)和指標(biāo)，經(jīng)過(guò)“生態(tài)海綿”將雨水滲透從而滯留利用，達(dá)到保護(hù)水資源、防洪、以及控制水污染的綜合效益。

【關(guān)鍵詞】海綿城市；雨水處理；雨水利用

1、前言

這幾年，我國(guó)許多的大城市都出現(xiàn)內(nèi)澇的情況，一到雨季必定出現(xiàn)內(nèi)澇，在城市就能“看?！绷耍涣硪环矫嬉餐瑫r(shí)存在城市水資源短缺的問(wèn)題。產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象與城市中傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)有關(guān)，不透水地表經(jīng)過(guò)雨水流過(guò)后直接從排水管道排出，只要雨量增加，排水系統(tǒng)超出設(shè)計(jì)排水能力，內(nèi)澇就會(huì)出現(xiàn)在城市中；假如雨水快速被排走，城市中所需要水的數(shù)量不能得到滿足，就會(huì)出現(xiàn)缺水現(xiàn)象。所以說(shuō)城市合理排去和收集雨水都很重要，構(gòu)建綠色的“生態(tài)海綿”主要是以綠地等要素，來(lái)構(gòu)成城市的合理化使用雨水資源和管理。

2、“生態(tài)海綿”的規(guī)劃

根據(jù)區(qū)域發(fā)展要求并落實(shí)深圳總體規(guī)劃，按照總體規(guī)劃要求創(chuàng)新規(guī)劃思路和方法。

2.1 規(guī)劃概述

“生態(tài)排水與管網(wǎng)排水”是結(jié)合深圳總體規(guī)劃的雨水排除新型模式，最新的可持續(xù)發(fā)展以及低影響開(kāi)發(fā)等理念結(jié)合雨水的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，創(chuàng)建“生態(tài)海綿”雨水利用地區(qū)的規(guī)劃理念。在“生態(tài)海綿”區(qū)域要求更改以往的排除雨水的方式，使用與自然相近的雨水治理辦法，盡量讓雨水不往外排，充分地讓雨水分散積蓄以及初步凈化。所有規(guī)劃的區(qū)域就像海綿一樣，短暫地將進(jìn)入的雨水儲(chǔ)藏起來(lái)，讓雨水慢慢下滲或者再利用，強(qiáng)調(diào)雨水可持續(xù)利用，把雨水“排水量零增長(zhǎng)”的形式表達(dá)出來(lái)，這就是規(guī)劃生態(tài)海綿地區(qū)的理念，這種理念符合保護(hù)生態(tài)環(huán)境、低碳發(fā)展的要求 。

2.2技術(shù)體系

由雨水凈化系統(tǒng)、雨水蓄集利用系統(tǒng)以及雨水滲透系統(tǒng)創(chuàng)建“生態(tài)海綿”地區(qū)的技術(shù)體系。以綠地改造利用技術(shù)是規(guī)劃方案的核心，結(jié)合別的以綠地為關(guān)鍵區(qū)域的雨水綜合利用技術(shù)，從而達(dá)到雨水生態(tài)海綿的吸收與滲透。

屋頂：以綠化屋頂和改造屋頂花園為主。廣場(chǎng)道路：以透水鋪裝改造為主。綠地：主要以雨水花園、低勢(shì)綠地等生物停留系統(tǒng)為關(guān)鍵，并且聯(lián)結(jié)滲透溝、植物溝渠滲入整個(gè)系統(tǒng)；生態(tài)濕地、景觀池等這些公共綠地的雨水集中利用于設(shè)施改造方面，并配備好對(duì)應(yīng)的蓄水池；采取綠色街道的改造建設(shè)作為道路綠化帶的建設(shè)。后面詳談規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)算，將根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算和分析。

3、計(jì)算方案的設(shè)計(jì)

3.1 方案

將深圳的環(huán)境、地質(zhì)、水文和氣象等條件進(jìn)行研究分析，下滲補(bǔ)充地下水是雨水利用的主要途徑，一部分用來(lái)補(bǔ)充景觀水系。宏觀上，按照目前的水域與綠地把整個(gè)規(guī)劃區(qū)分布為南邊和北邊，不一樣的匯水面雨水通過(guò)前期截污的辦法后可以先下滲填補(bǔ)地下的水資源，剩下多余的雨水將以重力流方法匯集到南邊、北邊的水系當(dāng)中。北邊使用目前的晾水池作為調(diào)蓄池接收還沒(méi)有滲透的雨水，南邊將已有的景觀湖泊作為調(diào)蓄池，并在水系周邊搭建親水平臺(tái)，利用公共綠色生態(tài)濕地建造景觀，既可以改變水質(zhì)又可以美化生活環(huán)境達(dá)到雙重功效。下大暴雨的時(shí)候，既可以貯存一部分雨水又可以經(jīng)過(guò)防洪渠排除多余的雨水。

3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

3.2.1 綜合滲透系統(tǒng)

在綜合商業(yè)用地上規(guī)劃，匯水面由屋面、綠地、道路和廣場(chǎng)組成示范區(qū)1，示范區(qū)要做到無(wú)景觀補(bǔ)水需求，因此本區(qū)雨水利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)為“屋頂綠化+透水鋪裝+低勢(shì)綠地+滲透溝+高位本花壇植被淺溝、”的雨水綜合滲透利用系統(tǒng)。屋面綠化截留凈化屋面徑流經(jīng)過(guò)的雨水后再流經(jīng)高位花壇實(shí)行凈化滲透。

具體優(yōu)化方案結(jié)合參考文獻(xiàn)分析如下：

（1）考慮屋頂綠化和設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響來(lái)計(jì)算固定綠地改造和鋪裝改造比例分別為 20% 和30%，提升屋頂綠化改造的比例，而且改造比例越大經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也會(huì)對(duì)應(yīng)增大，但是對(duì)提升地塊零排放降雨量的效果不顯著，因而從節(jié)約成本上考慮必須適當(dāng)降低屋頂綠化比例。

（2）結(jié)果表明，和屋頂綠化一樣 ，提升透水鋪裝改造比例，而且改造比例越大經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也會(huì)對(duì)應(yīng)增大，但是對(duì)提升地塊零排放降雨量的效果不顯著?？紤]透水鋪裝和設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響，固定綠地改造和屋頂綠化比例 分別為20%和10% 。

3.2.2 以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)

在公共綠地和商業(yè)綜合用地上規(guī)劃區(qū)內(nèi)有景觀水體，因此規(guī)劃建造“以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)”。屋頂綠化截留凈化屋面雨水后再過(guò)建筑物周?chē)魅胗晁▔仍O(shè)備實(shí)行滲透凈化。凈化后的雨水再流經(jīng)設(shè)置于景觀水池中的人工濕地 ，經(jīng)濕地處置后排入景觀水池，人工濕地處置出來(lái)的水質(zhì)可以達(dá)到景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。多余的雨水經(jīng)過(guò)綠地滲透系統(tǒng)實(shí)行下滲補(bǔ)充地下水。

采用同樣優(yōu)化方法來(lái)分析最好方案，和綜合滲透系統(tǒng)一樣 ，得出的結(jié)論與綜合滲透系統(tǒng)相同：綠地是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的雨水利用場(chǎng)所，提升屋頂綠化和透水鋪裝改造的比例不但不能提升零排放降雨量而且加大經(jīng)濟(jì)成本 。

綜合以上分析 ，綠地改造為11%左右、設(shè)計(jì)零排放降雨量為40mm左右是最佳雨水利用改造方案，符合“以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)”規(guī)劃。

利用綜合成本變化曲線（圖1）

3.2.3 規(guī)劃區(qū)綜合方案計(jì)算

通過(guò)規(guī)劃全區(qū)雨水利用的方案，按照雨水利用強(qiáng)度來(lái)劃分等級(jí)，以示范區(qū)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)論為依據(jù)，并提出了4種方案，具體見(jiàn)表1。

使用這一指標(biāo)系統(tǒng)實(shí)行規(guī)劃方案的綜合效益分析，4種規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性分析 ，規(guī)劃區(qū)可滯留98mm降雨量都可被“海綿”吸收，雨水利用率可達(dá)90%最佳方案3。本文已經(jīng)對(duì)構(gòu)建了“生態(tài)海綿”地區(qū)作出了評(píng)價(jià)指標(biāo)。

方案3實(shí)行后可節(jié)約水資源量達(dá)到202.47萬(wàn)m3，雨水通過(guò)綠地滲透和生態(tài)濕地等雨水利用設(shè)施凈化后，結(jié)合全區(qū)水域的調(diào)蓄和滲透補(bǔ)充地下水，很大程度上減輕了雨水中污染物對(duì)環(huán)境的污染 ，預(yù)計(jì)方案3 實(shí)行后可以減少101萬(wàn)噸COD向外排放量，這是依據(jù)深圳雨水污染物濃度的監(jiān)測(cè)得出的監(jiān)測(cè)值，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境作出重大意義。

4、結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)可以借鑒“生態(tài)海綿”地區(qū)構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步落實(shí)雨水利用規(guī)劃的政策和法規(guī)創(chuàng)新雨水利用規(guī)劃關(guān)念，盡量把雨水綜合利用規(guī)劃由非傳統(tǒng)規(guī)劃變成為法定規(guī)劃，讓社會(huì)了解雨水利用的重要性，加強(qiáng)有關(guān)研究和實(shí)踐的投入，從法律、經(jīng)濟(jì)和教育等多方面提供保障，創(chuàng)造適合我國(guó)雨水利用的藝術(shù)與生活。

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