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基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究

 论文永利娱乐网投F永利网投网址栏目:建筑工程论文永利娱乐网投F永利网投网址     更新时间:2018-07-05   浏览

 【摘要】如何让“冲冲”而来的雨水变“害”为“宝”?如何留住宝贵的雨水让其变为可用的资源?这对水质型缺水、雨水却很丰沛的我国东部季风气候区是一个必须面对的课题。城市的大面积硬化使雨水成“灾”。随着城市建设的发展,土地硬化面积不断增大,降雨中的大部分雨水被柏油、水泥等硬化地面阻隔,很难直接渗入地下补充地下水。比较“纯”的绿地,其径流系数是0.2左右,如果地面铺上了水泥或是沥青,径流系数一般在0.9左右,这就意味着雨水落在硬质地面上,只有10%可以渗透到地下,而剩下90%的雨量要完全靠市政排水管网排出。也就是说,面积相同的绿地和硬地,其自身的排水能力相差8倍。

【关键词】海绵城市;雨水资源化

一、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,在城市中对雨水还属于小尺度的应用,以工程设施的探讨为主,而在更大尺度上的考虑,也仅仅限于雨水的储存排除和利用的水平。而设计者往往不愿意更多从城市整体的建设的角度去思考,而政府部门又由于种种原因不能做出正确的判断,或者难以给出一个合理有效的方案,因此我国在建设海绵城市方面还没有一个整体的系统的理论和实践的经验或指导思想,还停留在一个概念的阶段。但是也有地方的成功案例令人眼前一亮,这里的成功经验是指在治理的过程中引入新的理论和实践。陕西西咸新区沣西新城在推行雨水综合利用上迈出了坚实的一步,该地区在城市绿地建设上采取了下沉式绿地的做法,他们称此为“植生滞留槽”,即在城市道路边低几公分区域种植灌木花草,铺上粗砂砾石,再把我们平常看到的下水道格栅设置在灌木花草间,保证所有道路范围内绿地都能有效收集到雨水。在房屋建筑上,采用雨水花园、生态绿地等工艺,用人工挖掘的浅凹绿地,汇聚吸收来自屋顶或地面的雨水;在景观绿地内,采用生态湿地、生态雨洪系统等工艺,将临近的市政道路、小区的雨水汇流至绿地内。

二、城市雨水资源化系统特点

城市在形成和发展过程中有复杂性、动态性等特征,雨水在 资源化利用过程中又有作为资源的部分特点。因此,城市雨水资源化系统有以下特点。

(一)尺度性

尺度性即指区域性。城市从兴起到现在,不同的城市职能不同,同一城市各个分区又具备不同的功能,因此正确把握研究尺度、合理选择研究区域至关重要,从而为不同区制定不同的可行性方案,特别是对典型区、特殊区的利用研究。

(二)综合性

雨水的降落具有不稳定性,时空差异性。城市的下垫面又分为不透水地面和透水地面,不同的降雨过程在不同的城市区 域往往会形成不同的径流和下渗,所以综合考虑不同功能区如居民区、工业区、文教区的土地利用和建筑特点才能对雨水的利用作出合理的规划,达到雨水利用最大的目的。如日本于1992 年颁布了“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分,要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。

(三)效益性

(1)经济效益。雨水的收集能够在工业、农业、日常生活中产生巨大的经济效益。工业方面,收集的雨水经简单净化后可用作设备冷却循环水,提高经济效益,增加国民收入;农业方面,雨水可直接引入农田,同时建立雨水集蓄系统解决干旱时节农作物灌溉问题,从而提高粮食产量,增加农民收入;日常生活方面,可将收集的雨水并入中水系统,用于家庭洗车、冲厕等,这样间接减少了对地下水的开采,达到采补平衡。

(2)社会效益。城市雨水利用是城市防洪的重要内容。雨水利用能够调节洪峰时的径流量,减少洪涝灾害。美国加州富雷斯诺市的LeakyAreas地下回灌系统,在1971- 1980年期间, 回灌总量为1. 338亿立方米,回灌量占该市年用量的1/5大幅减少了城市雨水径流量[4]。

(3)生态效益。雨水资源可用作城市园林绿化区的生态用 水,同时下渗的雨水又可弥补下降严重的地下水,缓解地下“漏斗”区和地面沉降。此外,对雨水利用程度的提高相应地会减轻对周边水的污染,改善水循环系统和城市生态环境。

三、利用雨水的重要意义

雨水收集后不仅可以减轻暴雨期间城市的排水压力,减少水污染,还可以节省优质自来水,从而解决城市水资源短缺,把资源利用、预防洪涝、城市景观和环境改善等功能融为一体,一方面雨水利用可以减缓洪涝灾害、改善生态环境。通过建立完整的雨水利用系统(由河流水系、坑塘、湿地、绿色水道和下渗系统共同构成),就可以有效调节雨水径流的高峰流量,待最大流量下降后,再将雨水慢慢排出,大大减轻城市排水管网的压力,减缓洪涝灾害的发生,同时还可减少排水设施投资,而且采用雨水渗透设施,使雨水渗透至地下,不仅涵养了地下水,还可增加浅层土壤的含水量,调节气候,从而遏制城市热岛效应、干岛效应;建立分散式或集中式雨水集蓄渗透设施,如集雨深井等,将雨水回灌地下,可缓解地下水位下降,避免因地下水过度开采而导致地面沉降等的发生;一方面雨水利用可以减少污染物排放。雨水冲刷屋顶、路面等硬质铺装后,其污染比较严重,通过坑塘、湿地和绿化通道等沉淀和净化,再排到雨水管网或河流,就会起到拦截雨水径流和沉淀悬浮物的作用;一方面雨水利用能实现雨水资源化。通过保护河流水系的自然形态、增加坑塘湿地等下渗系统,可以保障地表水和地下水的健康循环和交换,可以间接地补充城市水资源;而且通过净化之后的雨水,也可以直接补充水资源用于非饮用水。

四、结束语

为缓解我国城市水资源紧缺的现状和解决水涝现象严重的问题,需制定科学、合理的城市雨水利用规划,实现投入资金的合理安排和使用。同时鼓励采用高效率的雨水利用系统和技术创新 ,进一步促进雨水利用工程技术的相关规范、标准的制定和管理制度的建设,推动雨水利用产业的发展。

五、参考文献:

[1]曹永强、田富强、胡和平 雨水资源综合利用研究[J] 中国农村水利水电,2004, 11 , 45.

[2]董蕾、车伍、李海燕、李俊奇、何建平、汪宏玲、孟光辉 我国部分城市的雨水利用规划现状及存在问题[J] 中国给水排水2007,11,22.

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