【代理加盟网】近年来我国很多地区出现特大暴雨,洪涝灾害频发。短时内降雨大量聚集,缺乏有效的、及时的排水是造成城市排水系统瘫痪,发生城市内涝的根本原因。而在另一方面我国水资源短缺严重,大量的雨水在现有的排水系统中绝大部分被浪费缺乏充分利用。基于我国的市政排水现状和国家在相关方面的要求,本文提出了新型道路削峰雨水收集系统,通过与入水口等宽的透水路面,在发生洪涝时,迅速将道路两边积水收集储存并且将过量的雨水通过分级引排快速排出;同时在绿化带与道路交界处进行储水、排水设计,解决雨后一段时间内绿化带植物的需水量。做到既能削减洪峰、排走道路积水又能收集及综合利用雨水,达到水量调蓄与平衡的目的。
随着中国人均收入的增长、生活水平的提高以及市场的日趋成熟,人们有了对生存的环境有了越来越高的要求。而极度缺乏的水资源对人民的生活产生了极大地困扰。特别是在中国的北方地区,水资源的处理问题更加严峻。因此合理的利用雨水显然是重中之重。
1.雨水收集的概念
雨水收集,完整的说应该叫做“雨水收集与利用系统”,是指收集、利用建筑物屋顶及道路、广场等硬化地表汇集的降雨径流,经收集――输水――净水――储存等渠道积蓄、雨水收为绿化、景观水体、洗涤及地下水源提供雨水补给,以达到综合利用雨水资源和节约用水的目的。具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。
雨水收集利用建筑、道路、湖泊等,收集雨水,用于绿地灌溉、景观用水,或建立可渗式路面、采用透水材料铺装,直接增加雨水的渗入量。
2.雨水收集的重要性及现状
2.1雨水收集的重要性
雨水收集并非是新鲜事,我国早在秦汉时期就有修建池塘拦蓄雨水用于生活的记录,而西北地区水窖的修筑已有几百年的历史。国外收集利用雨水的记录也不乏其例。而真正现代意义上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收集利用是从20世纪80年代到90年代约20年时间里发展起来。随着城市化的进一步加速,城市缺水的矛盾也进一步加深,环境与生态问题也同步扩展。
为了解决缺水、环境、生态等一联串的矛盾,人们把注意力放到雨水的收集和利用。这一课题正好是解决了缺水、环境、生态这一联串的问题。国外对这一课题的研究起步较早,国内城市收集利用雨水起步较早的首推北京,而上海在收集利用雨水的问题上并没有引起足够的重视,原因是上海尽管水的质量不好但并不缺水。然而雨水的收集和利用解决的并不仅仅是水的问题,它还可以减轻诸如上海地区日显巨大的自来水的供水压力、路面积水等问题。对水土流失、河水污染等问题也有一定的缓解作用。
很多城市和地区的自来水供应已难以同步跟上城市化发展的步伐。城市的浇灌绿化、冲洗马路等公益用水及洗车等新兴的用水行业又进一步加重了自来水供应的负担。可是每年的暴雨季节,泛滥的雨水又给城市排水造成了极大的困难。而雨水的收集和利用正好解决了这一给城市建设带来的两大难题。
雨水的收集和利用可以为我们带来许多的好处,我们可以把收集来的雨水用于日常生活,如洗衣洗车、冲洗厕所。当然浇灌绿化、冲洗马路、消防灭火等等更是雨水利用的大户。雨水的收集和利用还可以减少城市街道雨水径流量,减轻城市排水的压力,同时有效降低雨污合流,减轻污水处理的压力。
有此可见,我们有必要把雨水收集起来并加以利用。
2.2我国的水资源缺乏的现状
据中国水利部消息,水利部部长汪恕诚在国际灌溉排水委员会第19届国际灌排大会暨第56届国际执行理事会上发表讲话指出,随着经济社会发展和人口增加,以及自然条件的变化,中国在水资源领域面临着五大严峻的挑战:
一是水旱灾害依然频繁,并有加重的趋势。中国水资源时空分布不均,与土地资源分布不相匹配,南方水多、土地少,北方水少、土地多。耕地面积的一半以上处于水资源紧缺的干旱、半干旱地区,约1/3的耕地面积位于洪水威胁的大江大河中下游地区,干旱和洪涝引发的自然灾害,是中国损失最为严重的自然灾害。由于气候变化等原因,中国的水旱灾害呈现加重的趋势。
20世纪70年代,中国农田受旱面积平均每年约1100万公顷,80-90年代约2000多万公顷,近5年来,平均每年受旱面积上升到3300多万公顷,因旱灾减产粮食约占同期全国平均粮食产量的5%左右。1950年~2000年的51年中,中国平均农田因洪涝灾害受灾面积937万公顷,而1990-2000年的十年间,年均受洪涝灾害面积为1580万公顷,因水灾减产粮食约占同期全国平均粮食产量的3%左右。
二是农业用地减少,农业用水短缺程度加剧。随着城市化和经济社会发展,土地被大量占用,非农业灌溉用水需求在急剧增加,农业与工业、农村与城市、生产与生活、生产与生态等诸多用水矛盾进一步加剧。尽管中国采取了最严格的耕地保护措施,但大量的农田和农业灌溉水源被城市和工业占用,耕地资源减少的势头难以逆转,水资源短缺的压力进一步增大。
从1980年到2004年的二十多年间,中国经济发展速度较快,全国总用水量增加了25%,而农业用水总量基本没有增加。全国农业用水量在总用水量中所占比例不断下降,由1980年的88%下降到2004年的66%。
三是中国水土流失尚未得到有效控制,生态脆弱。中国众多的山地、丘陵,因季风型暴雨,极易造成水土流失。同时,对水土资源不合理的开发利用,加剧了水土流失。目前,中国水土流失面积356万平方公里,占国土面积37%,每年流失的土壤总量达50亿吨。严重的水土流失,导致土地退化、生态恶化,造成河道、湖泊泥沙淤积,加剧了江河下游地区的洪涝灾害。由于干旱和超载过牧,导致草原出现退化、沙化现象。
四是污染负荷急剧增加,加重了水体污染。2003年全国废污水排放总量达680亿吨,比1980年增加了1倍多。大量的工业和生活污水未经处理直接排入水中,农业生产中化肥和农药大量使用,使得部分水体污染严重。水污染不仅加剧了灌溉可用水资源的短缺,成为粮食生产用水的一个重要制约因素,而且直接影响到饮水安全、粮食生产和农作物安全,造成了巨大经济损失。
五是农村水利基础设施还不完善。中国约占55%的耕地还没有灌排设施,农村有3亿多人饮水不安全。全国灌溉面积中有1/3以上是中低产田,已建的灌排工程大多修建于上世纪五、六十年代,受当时的经济和技术条件的限制,一些灌排工程标准低、配套不全,经过几十年的运行,很多工程存在工程老化严重、效益衰减等问题,灌溉用水效率低,节约用水和提高土地粮食生产率的潜力还很大。,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
3.有哪些先进的雨水收集系统
雨水收集这个事情并不难,技术要求也不高,经济上的投入也不大,关键是转变观念,在规划指出就考虑如何处理雨水。
3.1屋面雨水收集
对于高密度建筑的城市,屋面雨水收集可以大幅度的提高雨水收集利用的比例。
3.2场地雨水收集。
方式一.下凹式绿地集水
下凹式绿地集水通过草沟等形式收集场地中的径流雨水,当雨水流过地表浅沟,污染物在过滤、渗透吸收及生物降解的联合作用下被去除,植被同时也降低了雨水流速,使颗粒物得到沉淀,达到控制雨水径流的目的。
方式二.地面渗透集水
地面渗透的目的包括将雨水回灌地下,补充涵养地下水源,改善生态环境,缓解地面沉淀、减少水涝等。
方式三.透水铺装集水
道路铺装大量选用渗水材料,车行道与人行道交界处采用混凝土立道牙、人行道与道路绿化种植带交界处采用混凝土平道牙。
3.3道路雨水收集。
将道路两侧的绿化和雨水收集口相结合,通过绿化过滤道路径流进行雨水收集回用。
4.雨水收集系统的应用案例。
国外已有许多雨水收集利用的成功范例。
日本最早实施"雨水利用"工程。东京都墨田区把降到各家屋顶的雨水通过导水管收集到水箱中,然后用于冲厕所、浇庭园和洗车等。这项和居民合作来普及雨水利用的工程,获得了国际环境自治团体协商会的第一届环境奖。目前,越来越多的日本地方政府响应在首都中心建立"微型水库"的号召,对费用提供补助,已先后在国技馆、日本电视台和上智大学图书馆等1000多个场所建立了微型水库。这对防止排水不及而造成的城市道路积水也起到了有益的作用。
德国Ludwigshafen已经运行十年的公共汽车洗车工程利用1000O屋面雨水作为主要的冲洗水源;法兰克福苹果轧汁厂将绿色屋面雨水作为冷却循环水源等等特别是1992年建于柏林市的某小区雨水收集利用工程,将160栋建筑物的屋顶雨水通过收集系统进入三个容积为650立方米的贮水池中,主要用于浇灌,将溢流雨水和绿地、步行道汇集的雨水进入一个仿自然水道,水道用砂和碎石铺设,并种有多种植物。之后进入一个面积为1000O、容积为1500立方米的水塘(最大深度3m)。水塘中以芦苇为主的多种水生植物,同时利用太阳能和风能使雨水在水道和水塘间循环,连续净化,形成植物鱼类等生物共存的生态系统。遇暴雨时多余的水通过渗透系统回灌地下,小区基本实现雨水零排放。
柏林Potsdamer广场Daimlerchrysler区域城市水体工程也是雨水生态系统成功范例。该区域年产雨水径流量2.3万立方米。采取的主要措施:建有绿色屋顶4ha;雨水贮存池3500立方米,主要用于冲厕和浇灌绿地(包括屋顶花园);建有人工湖12ha,人工湿地1900O,雨水先收集进入贮存池,在贮存池中,较大颗粒的污染物经沉淀去除,然后用泵将水送至人工湿地和人工水体。通过水体基层、水生植物和微生物等进一步净化雨水。此外,还建有自动控制系统,对磷、氮等主要水质指标进行连续监测和控制。使该水系统达到一种良性循环,野鸭、水鸟、鱼类等动植物依水栖息,使建筑、生物、水等元素达到自然的和谐与统一。
5.总结
我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段,没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展,雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程,在选择雨水利用系统方案时,要特别注意地域及现场各种条件的差异。即使在同一个城市,由于项目间各种因素和条件的不同,宜采用的方案也可能完全不同,切勿生搬硬套。规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水质、给水排水系统、建筑、园林道路、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件,充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件,通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案,力求达到雨水收集最佳效果。