我國(guó)缺水城市雨水利用技術(shù)的探討
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 1999-03-01 |
來(lái)源 | 《中國(guó)給水排水》1999年第3期 | ||
作者 | 車武 | ||
摘要 | 車武 (北京建筑工程學(xué)院城市建設(shè)工程系) 雨水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),對(duì)調(diào)節(jié)、補(bǔ)充地區(qū)水資源和生態(tài)環(huán)境起著極為關(guān)鍵的作用。我國(guó)許多缺水城市,一方面面臨著水資源的短缺;另一方面,城區(qū)不斷擴(kuò)大和完善,不透水面積逐年增加(徑流系數(shù)增大),雨水的匯集、排出時(shí)間縮短,高峰流 ... |
車武
(北京建筑工程學(xué)院城市建設(shè)工程系)
雨水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),對(duì)調(diào)節(jié)、補(bǔ)充地區(qū)水資源和生態(tài)環(huán)境起著極為關(guān)鍵的作用。我國(guó)許多缺水城市,一方面面臨著水資源的短缺;另一方面,城區(qū)不斷擴(kuò)大和完善,不透水面積逐年增加(徑流系數(shù)增大),雨水的匯集、排出時(shí)間縮短,高峰流量增大(如圖1所示),致使洪水風(fēng)險(xiǎn)增加,雨水大量流失,雨水的地下滲透量及地下水位下降,地面井泉枯竭,湖河常水量減少,水分蒸發(fā)量下降,空氣干燥,旱情加劇。
雨水的利用是一個(gè)大有可為的領(lǐng)域,它可以產(chǎn)生以下綜合效益:
① 節(jié)水。?
② 削減雨季峰流量。減輕雨水管系及合流管系負(fù)荷;防澇;減少雨季溢流污水,減輕污水廠負(fù)荷,改善水體環(huán)境。
③ 增加水分蒸發(fā),改善生態(tài)環(huán)境。
④ 地下水涵養(yǎng)。
⑤ 河川、湖泊水量維持。
⑥ 緩解地面沉降。
雨水利用是一個(gè)系統(tǒng)工程,必須全盤(pán)考慮,合理規(guī)劃。需要掌握當(dāng)?shù)厮Y源狀況、可利用的雨水資源及季節(jié)分配;城市規(guī)劃和給排水基礎(chǔ)設(shè)施,如不透水面積、城區(qū)發(fā)展、排水體制、污水處理廠、目前節(jié)水技術(shù)設(shè)施等;地下水位和地質(zhì)條件;雨水水質(zhì)及處理要求;水利設(shè)施及旱澇情況;雨水利用與現(xiàn)有水資源的合理調(diào)配等。這些必要的基礎(chǔ)研究和資料是合理開(kāi)發(fā)利用雨水的前提及技術(shù)保障。
1 雨水利用技術(shù)
城市雨水利用技術(shù)可分為雨水儲(chǔ)留設(shè)施和雨水滲透設(shè)施兩大類。雨水儲(chǔ)留設(shè)施有截留壩和調(diào)節(jié)池。前者在我國(guó)一些城市早有應(yīng)用,如北京1988年以來(lái)修建了50多座橡膠壩攔截雨水。但截留壩受地理位置等自然條件限制,難以在城區(qū)大量采用。
從雨水利用角度考慮,雨水調(diào)節(jié)池應(yīng)包括中水利用、防災(zāi)(消防等)、初期雨水處理等廣泛的含義。目前,我國(guó)這方面的研究和應(yīng)用都很少,可以借鑒國(guó)外的一些經(jīng)驗(yàn)。德國(guó)從80年代后期開(kāi)始,修建了大量的雨水調(diào)節(jié)池來(lái)處理和利用雨水,降低對(duì)污水處理廠的沖擊負(fù)荷和對(duì)水體的污染。日本對(duì)雨水的中水利用、防災(zāi)也做了較多的研究。?
圖2是中水系統(tǒng)中利用雨水的流程示意。應(yīng)用這種系統(tǒng),水量的平衡和控制是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。此外,我國(guó)缺水城市污染也很嚴(yán)重,雨水水質(zhì)和相應(yīng)的處理措施也是需要認(rèn)真考慮的因素。像北京地區(qū)發(fā)生的泥雨現(xiàn)象,處理不好,可能導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行困難甚至破壞。
雨水滲透設(shè)施是采用透水性管、井或透水地面,使地面的雨水能直接滲入地下。雨水滲透設(shè)施的種類及作用見(jiàn)圖3。
日本從80年代初開(kāi)始雨水滲透技術(shù)的研究,十多年來(lái)取得很大的發(fā)展,已從實(shí)驗(yàn)研究階段進(jìn)入推廣實(shí)施階段,納入國(guó)家下水道推進(jìn)計(jì)劃并制定雨水滲透設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)。在政策上給予支持,如對(duì)采用雨水滲透設(shè)施的下水道工程國(guó)家給予資金補(bǔ)助。到1996年初為止,僅東京都就采用滲透檢查井33450個(gè),滲透管溝286km,透水地面鋪裝495000m2。
日本的研究和應(yīng)用表明,滲透設(shè)施涵養(yǎng)雨水、抑制暴雨徑流的作用十分顯著。采用滲透設(shè)施可使雨水流出率削減到1/6,而且經(jīng)過(guò)十多年的運(yùn)行,抑制效果沒(méi)有下降。東京、橫濱還對(duì)雨水滲透現(xiàn)場(chǎng)的地下水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),未發(fā)現(xiàn)對(duì)地下水構(gòu)成污染。
深井滲透是讓雨水直接滲入地下含水層。考慮對(duì)地下水的影響尚不明確,維護(hù)也較困難,目前應(yīng)用較少。
雨水利用尤其雨水滲透技術(shù)是一種投資少、見(jiàn)效快、能發(fā)揮綜合效益的節(jié)水型排水設(shè)施。對(duì)必須改造和新建的下水道工程,一次性采用滲透設(shè)施,更能達(dá)到節(jié)省投資一舉多得的目的。我國(guó)正處于城市快速發(fā)展、供水矛盾不斷尖銳的時(shí)期,應(yīng)該有超前的意識(shí),加快雨水利用技術(shù)的應(yīng)用研究。滲透設(shè)施的構(gòu)造、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工管理應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件(如地質(zhì)條件、地下水位等)試驗(yàn)確定。還應(yīng)考慮大氣、地面污染對(duì)雨水水質(zhì)的影響。
2 管理機(jī)構(gòu)、法規(guī)和政策的配套
城市雨水利用應(yīng)屬于水資源的開(kāi)發(fā)與管理范疇,具體實(shí)施又涉及到城市建設(shè)、市政管理、節(jié)水、道路園林等許多部門(mén)。因此,如何有效地進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)和利用是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜又必須處理好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和政策問(wèn)題。除了上述雨水利用硬件技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)外,管理機(jī)構(gòu)、法規(guī)及政策等軟件條件的研究也必須同步進(jìn)行。要打破部門(mén)之間的界限,避免推諉扯皮或重復(fù)性研究。要納入當(dāng)?shù)厮Y源綜合開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃,統(tǒng)一管理,制定相應(yīng)的法規(guī)、政策及鼓勵(lì)措施。可以在城區(qū)設(shè)立示范小區(qū),以利研究推廣。
參考文獻(xiàn)
1 車武 聯(lián)邦德國(guó)污水處理 給水排水,1990;16(6):31~37
2 蟲(chóng)明功臣 都市の水循環(huán)系の改善における雨水貯留浸透技術(shù)の役割と課題 用水と廢水,1996;38(10):7~13
3 Geiger W, Dreiseitl H. Neue Wege Für Das Regenwasser in Baugebieten. 1995
作者通訊處:100044 北京建筑工程學(xué)院給水排水教研室
(收稿日期 1998-10-20)
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