簡(jiǎn)述城鎮(zhèn)雨水收集管理探討
時(shí)間：2022-02-18 04:30:00
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摘要:目前烏魯木齊市雨水沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的收集系統(tǒng),基本上與污水合流,對(duì)雨水現(xiàn)狀的收集利用沒(méi)有統(tǒng)一的管理。雨水的收集和利用解決的并不僅僅是水的問(wèn)題,它還可以減輕日顯巨大的自來(lái)水的供水壓力、路面積水等問(wèn)題。對(duì)水土流失、河水污染等問(wèn)題也有一定的緩解作用。
關(guān)鍵詞:城市雨水;現(xiàn)狀;收集;利用
前言
烏魯木齊市排水采用不完全分流制,尚未設(shè)置雨水排除系統(tǒng)。1970年前后為排除局部地段積水,將地面雨水引入污水管道。1990年后,由于降雨量增加,地面、屋面大量使用不透水材料,導(dǎo)致地面徑流系數(shù)也增加,再繼續(xù)將雨水排入污水管道已不能滿(mǎn)足雨水排除需要。人們習(xí)以為常的表情中透出深深的無(wú)奈。有關(guān)人士呼吁我們的城市需要新型雨水排放系統(tǒng)。面對(duì)日益嚴(yán)重的水澇災(zāi)害、地面沉降、水污染、水資源短缺等水系生態(tài)、環(huán)境問(wèn)題,傳統(tǒng)的雨水排放系統(tǒng)已經(jīng)顯得力不從心。近年來(lái),各國(guó)相繼開(kāi)發(fā)了新的雨水排放系統(tǒng),如德國(guó)MR雨水處理系統(tǒng),美國(guó)的地下回灌系統(tǒng),馬來(lái)西亞立法安裝新型雨水系統(tǒng),英國(guó)的蓄水地面雨水貯存系統(tǒng)等等。那么我國(guó)城市的雨水排放系統(tǒng)的現(xiàn)狀如何呢?
1城市雨水利用現(xiàn)狀
雨水系統(tǒng)是一項(xiàng)被廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)技術(shù)。據(jù)有關(guān)資料記載,雨水系統(tǒng)的利用可追溯到公元前6000多年的阿滋泰克(Aztec)和馬雅文化時(shí)期。現(xiàn)代意義上的雨水排放系統(tǒng)是從20世紀(jì)80年代到90年展起來(lái)的。它主要是隨著城市化帶來(lái)的水資源緊缺和環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題而引起人們的重視。我國(guó)城市雨水排放系統(tǒng)的研究起步較晚,目前主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。大中城市的雨水系統(tǒng)基本處于探索階段。
我國(guó)大中城市的雨水利用基本處于探索與研究階段,北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開(kāi)展研究,已顯示出良好的發(fā)展勢(shì)頭。由于缺水形勢(shì)嚴(yán)峻,北京市開(kāi)展的步伐較快。北京市水利局和德國(guó)埃森大學(xué)的示范小區(qū)雨水利用合作項(xiàng)目于2000年開(kāi)始啟動(dòng);北京市政設(shè)計(jì)院開(kāi)始立項(xiàng)編制雨水利用設(shè)計(jì)指南;北京市政府66號(hào)令(2000年12月1日)中也明確要求開(kāi)展市區(qū)的雨水利用工程等。因此,北京市的城市雨水利用已進(jìn)入示范與實(shí)踐階段,可望成為我國(guó)城市雨水利用技術(shù)的龍頭。通過(guò)一批示范工程,爭(zhēng)取用較短的時(shí)間帶動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)城市雨水利用的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化,從而加快我國(guó)城市雨水利用的步伐。
烏魯木齊市尚未建成完整的雨水排放系統(tǒng),大部分路段形成雨污合流,雖然有些道路修建有雨水管線(xiàn),但雨水沒(méi)有最終出路,也進(jìn)入下游污水管線(xiàn)內(nèi),造成積水、冒水。
烏魯木齊市大部分路段道路采用不透水材料鋪設(shè),雨季路面積水無(wú)法及時(shí)下滲至下層土壤,造成道路積水;烏魯木齊市目前沒(méi)有雨水收集利用的措施,積存的雨水都白白浪費(fèi),造成水資源的流失。
2雨水的收集
雨水的收集利用,廣義的范圍內(nèi),包括了大型水庫(kù)的建設(shè),河川徑流的取用等。雨水收集的方式有許多種型式,例如屋頂集水、地面徑流集水、截水網(wǎng)等。其收集效率會(huì)隨著收集面材質(zhì)、氣象條件(日照、溫濕度等)以及降雨時(shí)間的長(zhǎng)短等因素而有所差異。
建筑工程中的雨水收集有三種方式:如果建筑物屋頂硬化,雨水應(yīng)該集中引入綠地、透水路面,或引入儲(chǔ)水設(shè)施蓄存;如果是地面硬化的庭院、廣場(chǎng)、人行道等,應(yīng)該首先選用透水材料鋪裝或建設(shè)匯流設(shè)施,將雨水引入透水區(qū)域或儲(chǔ)水設(shè)施中;如果地面是城市主干道等基礎(chǔ)設(shè)施,應(yīng)該結(jié)合沿線(xiàn)綠化灌溉建設(shè)雨水利用設(shè)施。此外,居民小區(qū)也將安裝簡(jiǎn)單的雨水收集和利用設(shè)施,雨水通過(guò)這些設(shè)施收集到一起,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理,就可以用來(lái)建設(shè)觀賞水景、澆灌小區(qū)內(nèi)綠地、沖刷路面,或供小區(qū)居民洗車(chē)和沖洗馬桶,這樣不但節(jié)約了大量自來(lái)水,還可以為居民節(jié)省大量水費(fèi)。
3雨水的處理
雨水收集后的處理過(guò)程,與一般的水處理過(guò)程相似,唯一不同的是雨水的水質(zhì)明顯的比一般回收水的水質(zhì)好,依據(jù)試驗(yàn)研究顯示,雨水除了pH值較低(平均約在5.6左右)以外,初期降雨所帶入的收集面污染物或泥砂,是最大的問(wèn)題所在。而一般的污染物(如樹(shù)葉等)可經(jīng)由篩網(wǎng)篩除,泥砂則可經(jīng)由沉淀及過(guò)濾的處理過(guò)程加以去除。這些設(shè)備的組合與處理容量需在經(jīng)濟(jì)與集水區(qū)條件考量下來(lái)調(diào)整其大小。處理方法與裝置則主要取決于:(1)集水方式;(2)雨水取用目的與處理水質(zhì)的目標(biāo);(3)收集面積與雨水流量;(4)建設(shè)計(jì)劃與相關(guān)的條件;(5)經(jīng)濟(jì)能力與管理維護(hù)條件。
4雨水的利用
自上世紀(jì)80年代以來(lái),國(guó)外雨水利用得到了迅速發(fā)展,利用范圍也從生活用水向城市用水和農(nóng)業(yè)用水發(fā)展。進(jìn)入90年代以來(lái),由于水資源日益緊缺和國(guó)際雨水集流事業(yè)的不斷推動(dòng)下,我國(guó)逐步重視雨水利用和水資源持續(xù)發(fā)展的研究,一些省區(qū)發(fā)展較快,如甘肅的“121雨水集流工程”、內(nèi)蒙古的“112集雨節(jié)水灌溉工程”、寧夏的“窖水蓄流節(jié)灌工程”等。其中,甘肅的“121雨水集流工程”獲得了“特等獎(jiǎng)”。這些省區(qū)雨水利用技術(shù)的研究與應(yīng)用,取得了一批成果,產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益,顯示出強(qiáng)大的生命力,推動(dòng)了我國(guó)雨水利用的發(fā)展。
城市雨水利用作為公益事業(yè),不僅具有環(huán)境生態(tài)效益和社會(huì)效益,還有潛在的直接或間接經(jīng)濟(jì)效益。雨水利用工程帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
一是節(jié)省巨額市政投資。小區(qū)雨水利用工程可以減少需由政府投入的用于大型污水處理廠、收集污水管線(xiàn)和擴(kuò)建排洪設(shè)施的資金。將地面雨水就近收集并回灌地下,不僅可以減少雨季溢流污水,改善水體環(huán)境,還可以減輕污水廠負(fù)荷,提高城市污水廠的處理效果;雨水蓄水池和分散的滲渠系統(tǒng)可降低城市洪水壓力和節(jié)省封閉路面下的排水管網(wǎng)負(fù)荷。小區(qū)雨水利用實(shí)施后,可以節(jié)省市政收集污水管線(xiàn)和擴(kuò)建排洪設(shè)施的部分資金。
二是節(jié)省市政和居民用水開(kāi)支。雨水利用運(yùn)行費(fèi)用低廉,經(jīng)濟(jì)效益突出。
三是有良好的產(chǎn)業(yè)前景,能形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),雨水利用的市場(chǎng)前景巨大。未來(lái)若干年內(nèi),雨水與中水利用設(shè)備產(chǎn)業(yè)可以吸引大量的民間資本進(jìn)入,形成一個(gè)吸引民間資本的新產(chǎn)業(yè)。不僅城區(qū)可以形成這樣的產(chǎn)業(yè),郊區(qū)小城鎮(zhèn)也可以采用相同的方式形成產(chǎn)業(yè)。這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)在減少政府財(cái)政支出、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、吸納就業(yè)、促進(jìn)小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面都會(huì)發(fā)揮出積極作用。
5.1在道路兩側(cè)設(shè)置一些下凹式綠地。
綠地是一種天然的滲透設(shè)施,分布廣泛。下凹式綠地是在綠地建設(shè)時(shí),使綠地高程低于周?chē)孛嬉欢ǖ母叱?以利于周邊雨水徑流的匯入。下凹式綠地透水性能良好,建設(shè)成本與常規(guī)綠地相近,對(duì)雨洪的攔截作用良好,可減少綠化用水并改善城市環(huán)境,對(duì)雨水中的一些污染物具有較強(qiáng)的截留和凈化作用。因此,在綠地規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮建設(shè)下凹式綠地,以增加雨水滲透量和攔蓄量。下凹式綠地的下凹深度一般5～10cm為宜。
綠地下凹5cm:在單獨(dú)綠地情況下,10年遇暴雨攔截率100%,20年遇暴雨攔截率85%。所接納雨水1倍匯水面積情況下,1年遇暴雨攔截率100%,2年遇暴雨攔截率76%。
綠地下凹10cm:所接納雨水1倍匯水面積情況下,5年遇暴雨攔截率100%,10年遇暴雨攔截率87%。
對(duì)于烏魯木齊的一些重要道路,且道路兩側(cè)有比較寬的綠化帶的道路可以利用這一方案。比如北京路、光明路可以將中央分隔帶做成下凹式綠地;北京路、南湖路、蘇州路、延安路等兩側(cè)綠化帶較寬的道路,可以考慮將兩側(cè)綠化帶做成下凹式綠地。對(duì)于一些新建道路,要嚴(yán)格要求,必須留出足夠?qū)挾鹊木G化帶來(lái)做為下凹式綠地。
5.2用人造透水地面代替硬化地面。
人造透水性地面是指各種人工材料鋪設(shè)的透水地面,如多孔的嵌草磚(俗稱(chēng)草皮磚)、碎石地面,透水磚、透水性混凝土路面等。人造透水地面能利用表層土壤對(duì)雨水的凈化能力,可實(shí)施地點(diǎn)靈活,停車(chē)場(chǎng)、步行道、廣場(chǎng)等均可采用這種利用方式,運(yùn)行管理也較簡(jiǎn)單,因此,在條件允許的情況下,應(yīng)盡可能多采用透水性地面替代傳統(tǒng)的硬化地面來(lái)增加雨水的滲透。烏魯木齊近幾年已經(jīng)在嘗試這種做法,道路人行道,廣場(chǎng)都利用透水花磚代替了混凝土路面,效果比較好。
5.3在居住小區(qū)和廣場(chǎng)的綠地處利用滲透淺溝收集雨水。
當(dāng)土壤滲透性能良好時(shí),可直接在地面上布置滲透淺溝,滲透淺溝最好有良好的植被覆蓋,因?yàn)橹参锔岛屯寥乐械睦ハx(chóng)有利于土壤滲透能力的保持和恢復(fù)。淺溝斷面型式多采用三角形、梯形或拋物線(xiàn)形。烏魯木齊市老城區(qū)現(xiàn)狀綠化面積較少,在一些有條件的小區(qū)內(nèi)可以采用滲透淺溝,在收集雨水的基礎(chǔ)上,還占用不了太多的用地,可以解決老城區(qū)雨水都匯集到市政道路上的現(xiàn)象。滲透淺溝若有條件應(yīng)盡量做成拋物線(xiàn)形,拋物線(xiàn)形淺溝受水面積更大,更有利于雨水的收集。
6結(jié)語(yǔ)
就目前情況看,城市雨水利用系統(tǒng)建設(shè)在全國(guó)尚處在起步階段。但隨著全國(guó)人民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),城市雨水利用會(huì)逐步發(fā)展起來(lái),這一點(diǎn)已被西方發(fā)達(dá)國(guó)家所證實(shí)。城市雨水利用不僅可以解決部分城市的水資源短缺問(wèn)題,也為水資源的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展提供了一個(gè)有效途徑。如果能在雨水收集利用、設(shè)備生產(chǎn)、設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行管理、中水利用等方面形成一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,必將在全國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展多頭并進(jìn)的情況下,引出一個(gè)利潤(rùn)豐厚的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。
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