雨洪利用技术

城市雨洪利用及技术一、 引言水是人类赖以生存的最基本自然资源，是其它任何资源所无法替代的，是工业的血液，城市的命脉。近些年来，随着城市化进程逐步加快，导致诸多城市出现水问题，主要表现在：城市水资源短缺问题严重，干旱灾害时有发生，严重制约社会经济发展；城市下垫面产汇流特征发生改变，城市洪涝灾害问题凸显；城市缺水导致城市生态景观用水被挤占，城市生态环境恶化问题严重，甚至造成一系列地质灾害。面对这一系列问题，人们将目光转向了雨洪资源。二、 城市雨洪利用的概念雨，即降水，尤其是暴雨。我国位于亚洲季风气候区，季风气候决定了我国雨季年内的高度集中。每当夏季风北上，西南、东南暖湿气流与西风带系统冷空气相遇，或者有台风影响，往往会产生强度很大的暴雨。洪，即洪水，尤其是平原区洪水。我国不仅年内降水高度集中，而且西高东低，平原中的平地大多位于江河洪水位以下，是洪水、洪灾易发区。滨海地区由于海平面以上地面沉降，又加剧了洪水位抬高，增加了洪水、洪灾发生的机率。而二者就属于雨洪资源。但是暴雨和洪水又都属于弃水。弃水，指的是具有足够数量和可用的质量，不能或不可能在某一地点为满足某种用途而被利用的自然水。[1]所谓，城市雨洪利用，就是要合理利用城市暴雨、洪水，具体说来就是调整城市雨洪在时间和空间上的分布，通过收集拦蓄，存储净化、调配利用等措施，将弃水变为益水，变灾害为资源的过程。⑵城市雨洪利用是一种多目标的综合性技术，城市雨洪的利用不仅提高水资源利用率，更具有减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等意义。三、 城市雨洪利用的发展状况1、国外发展情况近20年来，由于全球范围内水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁，美国、加拿大、默西哥、德国、印度、土耳其、必色列、日本、泰国、苏丹等40多个国家相继开展了雨洪利用的研究与实践，并召开过10届国际雨洪利用大会。⑶其中，德、日、美等经济发达、城市化进程发展较快的国家，将城市雨洪利用作为解决城市水原问题的战略措施，进行试验、推广、立法、实施。德国是欧洲开展雨洪利用工程最好的国家之一。目前，德国的雨洪利用技术已经进入标准化、产业化阶段，市场化已大量存在收集、过滤、储存、渗透雨洪的产品。，德国还制定了一系列法律法规，规定在新建小区之前，无论是工业、商业，还是居民小区，均要设计雨洪利用设施，若无雨洪利用措施，政府将征收雨洪排放设施费和雨洪排放费。⑷2、国内发展情况我国城市雨水利用设施以往主要局限在缺水地区，以水窖、塘坝等一些小型、局部的非标准性方式应用，也有许多问题有待研究。虽然，个别城市和地区已经进行了雨洪利用工程初步实施和推广。从总体上看，我国城市雨水综合利用目前还处于起步阶段。但随着城市水资源短缺的进一步加剧，雨洪利用作为城市水业一个新兴的领域，引起相关部门的重视。北京市在实践中，已经显示出良好的发展势头，证明这是一个符合中国国情，保证城市可持续发展，并具有巨大发展潜力的领域。北京城市雨水利用的研究和应用都发展非常迅速。1998年北京建筑工程学院和北京市城市节约用水办公室联合开展城市雨水利用的研究。从城市雨水水质、雨水收集利用方案及与中水系统的关系、雨水的渗透方案及渗透装置、雨水的污染控制及净化措施、雨水利用与小区生态环境等诸多方面进行系统研究。⑸总之，我国局部地区已开始对雨洪资源的初步利用，也取得了一定的效果，我国城市雨洪利用技术也正在迅速地发展。四、 城市雨洪利用的措施城市的发展，伴随着大量的土地被人工建筑设施覆盖，不透水面积增加。⑹土地利用结构的变化引起了城市水文循环的急剧变化，使地下水的垂直补给受阻，汛期暴雨洪水峰高、时短、量大，结果增加了城区下游河道的排水负担，引起城区积水及淹没等灾害。另一方面，与城市发展相伴随的工业发展、人口增加引起水需求的增加，致使某些地区城市地下水超采严重，采供失去平衡引起一系列的严重后果。而在某些地质条件下，由于城区地下水开采引起城乡交错区，郊区农业区地下水侧向补给城区而下降。因此，城市雨洪资源的利用及其向地下补给，在一定程度上也可以缓减城郊农业生产与生活用水供需矛盾。对于城市来说，潜在的集流区一屋顶与天然的滞蓄区一绿地，以及路面等设施是径流的形成区，在开展城市雨洪利用中，要统一布局与规划城市雨洪利用措施，加大向地下水源的补给份额，使有限的水资源拦蓄下来。所以城市雨洪利用的措施有如下几点：1、 在建筑密集的城区修建渗井群系统利用渗井群系统，将屋顶和庭院的汛雨引流人渗。引渗系统可采用回填砂砾料的渗沟输水，亦可采用透水花管输水，使分散与集中人渗相结合，整个系统建于城市铺装面以下，成为不影响景观的地下水渗水系统。⑺2、 用透水砖铺设地面在大型广场，人行道、停车场等地方铺设透水砖，使雨水迅速下渗，从而不产生径流。这样既能使雨水下渗又能是地面不积水。3、 城近郊区可以充分利用绿地蓄雨城市绿地隐形蓄水系统是指在城市绿地范围内为了增加土壤和地下水含量，结合微地形改造和园林给排水工程而修建的一个地下蓄水系统，它是利用硬质材料，如废砖、水泥块和砂卵石等砌筑或堆积于地下而建成的渗蓄坑和渗水盲沟，这些渗蓄坑和盲沟是相互连通的，共同构成一个完整的地下蓄水系统。这个系统不是孤立存在的，还与现有或新建的城市地下排水和地表蓄水系统相连，构成城市绿地的蓄排水系统，以达到最大限度蓄积城区范围内天然雨水的目的。城市绿地隐形蓄水系统即是利用水易于渗透、流动和被土壤吸收并保持的特性，设法使之进入能够渗透的地下管坑系统而蓄积于管坑和土壤之中，并逐渐向地下深层土壤渗透。⑻4、 吸取国外经验制定城市开发建设中控制径流的雨洪管理条例。城市雨洪资源利用，遵循的是“以人为本，全面、协调、可持续”的科学发展观。⑼必须因地制宜制定有关建设项目雨洪利用设施建设管理办法及相应的法律、法规。明确雨洪利用的基本原则是“保证开发建设项目建成前后降雨径流系数不能增加”，规定新建小区，无论是工业，商业还是居民小区，均要涉及雨洪利用设施。同时尽快制定城市雨洪利用方面的规划、设计、施工、运行等配套技术标准。加强政策引导、加大资金扶持力度。雨洪利用是环保产业，利用雨洪可享受环保优惠政策。凡按标准建设雨洪利用工程并保证正常运行的新建小区，应免收防洪费。同时，政府应设立专项资金，扶持雨洪利用产业的发展。通过各种优惠政策和利益机制调动开发商和企事业单位的积极性。五、以中国农业大学东校区分析一下雨洪利用的措施作为中国一流的大学中国农业大学在雨洪利用方面做的还是相当不错的。作为中国农业大学的学生，我用我自己所看的来分析一下中国农业大学的雨洪利用措施。首先、校园里的道路都用的是多孔性沥青路面。多孔性沥青路面比普通的沥青路面孔隙率大雨水可渗入路面之中，由路面中的连通孔隙向路面边缘排走。学校操场采用的是暗沟集水。足球场下面埋有许多排水管，让雨水迅速地排到跑到内侧的暗沟里，这也是下雨时足球场上也没有积水的原因。并且排球场、网球场、篮球场旁边都有暗沟。雨水排到暗沟后会迅速的流到相应的集水井里。其次、在公主楼和主楼前有较大的空地，学校都采用新型的透水砖进行铺设。透水砖不仅美观大方而且能很快的使雨水下渗，不至于产生地表径流。在一脚旁边过的小花园里学校也用了下凹绿地蓄水。这样可以减少灌水量。六、雨洪利用的的效益1、城市雨洪利用可以减洪免涝我国城市洪涝灾害主要来自弃水，即市区暴雨和江河洪水。拦蓄、储存了雨水，就等于减少了暴雨汇流的速度和水量，避免或减少内涝发生机率和损失；拦蓄、分流了洪水，就等于减少了洪水的流速和流量，削减洪水，避免和减轻洪灾发生的机率和损失程度。［10］而城市雨洪利用的目的恰恰是拦蓄、储存和利用这一部分时空分布不均的弃水的部分水量，使之由弃水转化成资源水、产品水或商品水。尽管它的数量有限，但在某一时间差、空间差内还是可以起到错峰、调峰、削峰的作用，减轻洪涝灾害损失，尤其是内涝，不仅可以减轻，还可以避免。如果整个流域的城市都是如此，那么作用就更大了，不仅可以削峰，还可以避洪。2、 城市雨洪利用可以增水添优缺水和严重缺水的城市主要是资源型缺水、工程型缺水和污染型缺水。资源型缺水的原因是人口多，水资源少。这也可以说是我国的国情、水情。我国是个日大国，又是一个水资源贫国.现在人均占有水资源为2340m3，到本世纪下叶将降到1750m3。［in加之，水资源时空上的分布不均，更加重了资源型短缺。尤其是北方地区，不仅降水量偏少，而且高度集中在夏季，尤其是强度较大的暴雨。这就必然会导致大量的弃水，不仅难以利用，而且还会造成洪涝灾害。我们讲城市雨洪利用打的就是它的主意，利用工程性和非工程性措施加以拦蓄、储存，以丰补枯，以夏弥冬.变废为宝，化害为利。尤其是城市雨水利用，更是不可多得的良方3、 城市雨洪利用有利于生态景观城市雨洪利用，完全可以借鉴发达国家“堵疏结合，蓄泄并重”的防洪、避洪理念，“亲近自然河流”、恢复自然、美化环境、分水集雨的规划思想，利用“屋顶集雨”、“自然型护岸”、“滨水景观”等技术，因地制宜地拦蓄、储存、利用雨洪，改善城市生态系统和景观环境。［12］城市和流域水环境综合整治规划都要贯彻“以人为本”的思想.改变过去那种单一的防洪、单一的供水、重防轻管、重大轻小的工程性治理，统筹规划，综合整治，还河流优美、宜人、充满生机的原貌，营造一个安全、舒适、富于情趣的水生态环境。七、结语随着中国经济的飞速发展，中国城市水资源短缺问题将会更加突出，发展城