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城市雨水控制及利用的必要性

发布时间:2018-09-27浏览次数:2076

城市雨水控制及利用的必要性包括:

维护自然界水循环环境的需要。城市化造成的地面硬化(如建筑屋面、路面、广场、停车场等)改变了原地面的水文特性。地面硬化之前正常降雨形成的地面径流量与雨水人渗量之比约为2:8,地面硬化后二者比例变为8:2。地面硬化干扰了自然的水文循环,大量雨水流失,城市地下水从降水中获得的补给量逐年减少。以北京为例,20世纪80年代地下水年均补给量比20世纪六七十年代减少了约2.6亿m³。使得地下水位下降现象加剧。

(2) 节水的需要。我国城市缺水问题却越来越严重,全国600多个城市中,有300多个缺水,严重缺水的城市有100多个,且均呈递增趋势,以至国家花费巨资搞城市调水工程。

(3) 修复城市生态环境的需要。城市化造成的地面硬化还使土壤含水量减少,热岛效应加剧,水分蒸发量下降,空气干燥。这造成了城市生态环境的恶化。比如,北京城区年平均气温比郊区偏高1.1度~1.4度,空气明显比郊区干燥。6月~9月的降雨量城区比郊区偏大7%~13%。

(4) 抑制城市洪涝的需要。城市化使原有植被和土壤被不透水地面替代,  加速了雨水向城市各条河道的汇集,使洪峰流量迅速形成。呈现出城市越大、给水排水设施越完备、水涝灾害越严重的怪象。降雨量和降雨类型相似的条件下,20世纪80年代北京城区的径流洪峰流量是50年代的2倍。70年代前,市降雨量大于60mm时,乐家园水文站测得的洪峰流量才100m³/s,而近年来城区平均降雨量近30mm时,洪峰流量即高达100m'/s以上。雨洪径流量加大还使交通路面频繁积水,影响正常生活。

发达国家城市化导致的水文生态失衡、洪涝灾害频发问题在20世纪50年代就明显化。德国政府有意用各种就地处理雨水的措施取代传统排水系统概念。日本建设省倡议,要求开发区中引入就地雨水处理系统。通过滞留雨水,减少峰值流量与延缓汇流时间达到减少水涝灾害目的,并利用雨水作为中水的水源。

雨水控制及利用的作用:城市雨水控制及利用,是通过雨水入渗调控和地表(包括屋面)径流调控,实现雨水的资源化,使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。

城市雨水控制及利用有几个方面的功能:

一为节水功能。用雨水冲洗厕所、浇酒路面、浇灌草坪、水景补水,甚至用于循环冷却水和消防水,可节省城市自来水;

二为水及生态环境修复功能。强化雨水的雨水入滲增加土壤的含水量,甚至利用雨水回灌提升地下水的水位,可改善水环境乃至生态环境;

三为雨洪调节功能。土壤的雨水入渗量增加和雨水径流的存储,都会减少进入雨水排除系统的流量,从而提高城市排洪系统的可靠性,减少城市洪涝。
建筑与小区雨水控制及利用是建筑水综合利用中的一种新的系统工程,具有良好的节水效能和环境生态效益。目前我国城市水慌日益严重,与此同时,健康住宅、生态住区正迅猛发展,建筑与小区雨水控制及利用系统,以其良好的节水效益和环境生态效益适应了城市的现状与需求,具有广阔的应用前景。
城市雨水控制及利用技术向全国推广后,

第一,将推动我国城市雨水控制及利用技术及其产业的发展,使我国的雨水控制及利用从农业生产供水步入生态供水的高级阶段;

第二,将为我国的城市节水行业开辟出一个新的领域;

第三,将实现我国给水排水领域的一个重要转变,把快速排除城市雨洪变为降雨地下渗透、储存调节,修复城市雨水循环途径;

第四,将促进健康住宅、生态住区的发展,促进我国城市向生态城市转化,增强我国建筑业在世界范围的竞争力。

雨水控制及利用的可行性:建筑与小区占据着城区近70%的面积,并且是城市雨水排水系统的起始端。建筑与小区雨水控制及利用是城市雨洪利用工程的重要组成部分,对城市雨水控制及利用的贡献效果明显,并且相对经济。城市雨洪利用需要首先解决好建筑与小区的雨水控制及利用。对于一个多年平均降雨量600mm的城市来说,建筑与小区拥有约300mm左右的降水可以利用,而以往这部分资源被排走浪费掉了。
雨水控制及利用首先是一项环境工程,城市开发建设的同时需要投资把受损的环境给以修复,这如同任何一个大型建设工程的上马需要同时投资治理环境一样,城市开发需要关注的环境包括水文循环环境。

雨水控制及利用工程中的收集回用系统还能获取直接的经济效益。据测算,回用雨水的运行成本要低于再生污水-中水,总成本低于异地调水的成本。因此,雨水收集回用在经济上是可行的。特别是自来水价高的缺水城市,雨水回用的经济效益比较明显。

城市雨洪利用技术在一些发达国家已开展几十年,如日本、德国、美国等。日本建设省在1980年起就开始在城市中推行储留渗透计划,并于1992年颁布“第二代城市下水总体规划”,规定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。美国的一些州在20世纪70年代就制定了雨水控制及利用方面的条例,规定新开发区必须就地滞洪蓄水,外排的暴雨洪峰流量不能超过开发前的水平。德国1989年出台了雨水控制及利用设施标准(DIN1989),规定新建或改建开发区必须考虑雨水控制及利用系统。国外城市雨水控制及利用的开展充分证明了该技术的必要性和有效性。
1.0.2建筑与小区是指根据用地性质和使用权属确定的建设工程项目使用场地和场地内的建筑,包括民用项目和工业厂区。新建、扩建和改建的工程,其下垫面都存在着不同程度的人为硬化,加重了雨水流失,因此均要求按雨水规范的规定建设和管理雨水控制及利用系统。
雨水规范中的雨水回用不包括生活饮用用途,因此不适用于把雨水用于生活饮用水的情况。

1.0.3任何一个城市,几乎都会造成不透水地面的增加和雨水的流失。从维护自然水文循环环境的角度出发,所有城市都有必要对因不透水面增加而产生的流失雨水进行拦蓄,加以间接或直接利用。然而,我国的城市雨水控制及利用是在起步阶段,且经济水平尚处于“发展是硬道理”的时期,现实的方法应该是部分城市或区域首先开展雨水控制及利用。这部分城市或区域应具备以下条件:水文循环环境受损较为突出或具有经济实力。具体表现特征如下:

1)水资源缺乏城市。城市水资源缺乏特别是水量缺乏,是水文循环环境受损的突出表现。这类城市雨水控制及利用的需求强烈,且较高的自来水水价使雨水控制及利用的经济优势凸显。

2)地下水位呈现下降趋势的城市。城市地下水位下降表明水文循环环境已受到明显损害,且现有水源已经处于过度开采,尽管这类城市有时尚未表现出缺水。

3)城市洪涝和排洪负担加剧的城市。城市洪涝和排洪负担加剧,是由于城区雨水的大量流失而致。在这里,水循环受到严重干扰的表现为给城市居民的正常生活带来不便甚至损害。

4)新建经济开发区或厂区。这类区域是以发展经济、追逐经济利润为目标而开发的。经济活动获取利润不应以牺牲包括雨水自然循环的环境为代价。

因此,新建经济开发区,不论是处于缺水地区还是非缺水地区,其经济活动都有必要、有责任维护雨水自然循环的环境不被破坏,通过设置雨水控制及利用工程把开发区内的雨水排放径流量维持在开发前的水平。新建经济开发区或厂区,建设项目是通过招商引资程序进人的,投资商完全有经济实力建设雨水控制及利用工程。即使对投资商给予优惠,也不应优惠在免除雨水控制及利用设施的建设上。

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