简述城镇雨水收集管理探讨

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摘要:目前乌鲁木齐市雨水没有专门的收集系统,基本上与污水合流,对雨水现状的收集利用没有统一的管理。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。

关键词:城市雨水;现状;收集;利用

前言

乌鲁木齐市排水采用不完全分流制,尚未设置雨水排除系统。1970年前后为排除局部地段积水,将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,导致地面径流系数也增加,再继续将雨水排入污水管道已不能满足雨水排除需要。人们习以为常的表情中透出深深的无奈。有关人士呼吁我们的城市需要新型雨水排放系统。面对日益严重的水涝灾害、地面沉降、水污染、水资源短缺等水系生态、环境问题,传统的雨水排放系统已经显得力不从心。近年来,各国相继开发了新的雨水排放系统,如德国MR雨水处理系统,美国的地下回灌系统,马来西亚立法安装新型雨水系统,英国的蓄水地面雨水贮存系统等等。那么我国城市的雨水排放系统的现状如何呢?

1城市雨水利用现状

雨水系统是一项被广泛应用的传统技术。据有关资料记载,雨水系统的利用可追溯到公元前6000多年的阿滋泰克(Aztec)和马雅文化时期。现代意义上的雨水排放系统是从20世纪80年代到90年展起来的。它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们的重视。我国城市雨水排放系统的研究起步较晚,目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。大中城市的雨水系统基本处于探索阶段。

我国大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段,北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究,已显示出良好的发展势头。由于缺水形势严峻,北京市开展的步伐较快。北京市水利局和德国埃森大学的示范小区雨水利用合作项目于2000年开始启动;北京市政设计院开始立项编制雨水利用设计指南;北京市政府66号令(2000年12月1日)中也明确要求开展市区的雨水利用工程等。因此,北京市的城市雨水利用已进入示范与实践阶段,可望成为我国城市雨水利用技术的龙头。通过一批示范工程,争取用较短的时间带动整个领域的发展,实现城市雨水利用的标准化和产业化,从而加快我国城市雨水利用的步伐。

乌鲁木齐市尚未建成完整的雨水排放系统,大部分路段形成雨污合流,虽然有些道路修建有雨水管线,但雨水没有最终出路,也进入下游污水管线内,造成积水、冒水。

乌鲁木齐市大部分路段道路采用不透水材料铺设,雨季路面积水无法及时下渗至下层土壤,造成道路积水;乌鲁木齐市目前没有雨水收集利用的措施,积存的雨水都白白浪费,造成水资源的流失。

2雨水的收集

雨水的收集利用,广义的范围内,包括了大型水库的建设,河川径流的取用等。雨水收集的方式有许多种型式,例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、气象条件(日照、温湿度等)以及降雨时间的长短等因素而有所差异。

建筑工程中的雨水收集有三种方式:如果建筑物屋顶硬化,雨水应该集中引入绿地、透水路面,或引入储水设施蓄存;如果是地面硬化的庭院、广场、人行道等,应该首先选用透水材料铺装或建设汇流设施,将雨水引入透水区域或储水设施中;如果地面是城市主干道等基础设施,应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。此外,居民小区也将安装简单的雨水收集和利用设施,雨水通过这些设施收集到一起,经过简单的过滤处理,就可以用来建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面,或供小区居民洗车和冲洗马桶,这样不但节约了大量自来水,还可以为居民节省大量水费。

3雨水的处理

雨水收集后的处理过程,与一般的水处理过程相似,唯一不同的是雨水的水质明显的比一般回收水的水质好,依据试验研究显示,雨水除了pH值较低(平均约在5.6左右)以外,初期降雨所带入的收集面污染物或泥砂,是最大的问题所在。而一般的污染物(如树叶等)可经由筛网筛除,泥砂则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。这些设备的组合与处理容量需在经济与集水区条件考量下来调整其大小。处理方法与装置则主要取决于:(1)集水方式;(2)雨水取用目的与处理水质的目标;(3)收集面积与雨水流量;(4)建设计划与相关的条件;(5)经济能力与管理维护条件。

4雨水的利用

自上世纪80年代以来,国外雨水利用得到了迅速发展,利用范围也从生活用水向城市用水和农业用水发展。进入90年代以来,由于水资源日益紧缺和国际雨水集流事业的不断推动下,我国逐步重视雨水利用和水资源持续发展的研究,一些省区发展较快,如甘肃的“121雨水集流工程”、内蒙古的“112集雨节水灌溉工程”、宁夏的“窖水蓄流节灌工程”等。其中,甘肃的“121雨水集流工程”获得了“特等奖”。这些省区雨水利用技术的研究与应用,取得了一批成果,产生了明显的经济效益、社会效益和生态效益,显示出强大的生命力,推动了我国雨水利用的发展。

城市雨水利用作为公益事业,不仅具有环境生态效益和社会效益,还有潜在的直接或间接经济效益。雨水利用工程带来的经济效益主要体现在以下三个方面:

一是节省巨额市政投资。小区雨水利用工程可以减少需由政府投入的用于大型污水处理厂、收集污水管线和扩建排洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下,不仅可以减少雨季溢流污水,改善水体环境,还可以减轻污水厂负荷,提高城市污水厂的处理效果;雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。小区雨水利用实施后,可以节省市政收集污水管线和扩建排洪设施的部分资金。

二是节省市政和居民用水开支。雨水利用运行费用低廉,经济效益突出。

三是有良好的产业前景,能形成新的经济增长点,雨水利用的市场前景巨大。未来若干年内,雨水与中水利用设备产业可以吸引大量的民间资本进入,形成一个吸引民间资本的新产业。不仅城区可以形成这样的产业,郊区小城镇也可以采用相同的方式形成产业。这项产业在减少政府财政支出、促进经济增长、吸纳就业、促进小城镇建设等方面都会发挥出积极作用。

5乌鲁木齐雨水收集利用的一些可行方案

5.1在道路两侧设置一些下凹式绿地。

绿地是一种天然的渗透设施,分布广泛。下凹式绿地是在绿地建设时,使绿地高程低于周围地面一定的高程,以利于周边雨水径流的汇入。下凹式绿地透水性能良好,建设成本与常规绿地相近,对雨洪的拦截作用良好,可减少绿化用水并改善城市环境,对雨水中的一些污染物具有较强的截留和净化作用。因此,在绿地规划设计建设时应充分考虑建设下凹式绿地,以增加雨水渗透量和拦蓄量。下凹式绿地的下凹深度一般5～10cm为宜。

绿地下凹5cm:在单独绿地情况下,10年遇暴雨拦截率100%,20年遇暴雨拦截率85%。所接纳雨水1倍汇水面积情况下,1年遇暴雨拦截率100%,2年遇暴雨拦截率76%。

绿地下凹10cm:所接纳雨水1倍汇水面积情况下,5年遇暴雨拦截率100%,10年遇暴雨拦截率87%。

对于乌鲁木齐的一些重要道路,且道路两侧有比较宽的绿化带的道路可以利用这一方案。比如北京路、光明路可以将中央分隔带做成下凹式绿地;北京路、南湖路、苏州路、延安路等两侧绿化带较宽的道路,可以考虑将两侧绿化带做成下凹式绿地。对于一些新建道路,要严格要求,必须留出足够宽度的绿化带来做为下凹式绿地。

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种人工材料铺设的透水地面,如多孔的嵌草砖(俗称草皮砖)、碎石地面,透水砖、透水性混凝土路面等。人造透水地面能利用表层土壤对雨水的净化能力,可实施地点灵活,停车场、步行道、广场等均可采用这种利用方式,运行管理也较简单,因此,在条件允许的情况下,应尽可能多采用透水性地面替代传统的硬化地面来增加雨水的渗透。乌鲁木齐近几年已经在尝试这种做法,道路人行道,广场都利用透水花砖代替了混凝土路面,效果比较好。

5.3在居住小区和广场的绿地处利用渗透浅沟收集雨水。

当土壤渗透性能良好时,可直接在地面上布置渗透浅沟,渗透浅沟最好有良好的植被覆盖,因为植物根系和土壤中的昆虫有利于土壤渗透能力的保持和恢复。浅沟断面型式多采用三角形、梯形或抛物线形。乌鲁木齐市老城区现状绿化面积较少,在一些有条件的小区内可以采用渗透浅沟,在收集雨水的基础上,还占用不了太多的用地,可以解决老城区雨水都汇集到市政道路上的现象。渗透浅沟若有条件应尽量做成抛物线形,抛物线形浅沟受水面积更大,更有利于雨水的收集。

6结语

就目前情况看,城市雨水利用系统建设在全国尚处在起步阶段。但随着全国人民环保意识的增强,城市雨水利用会逐步发展起来,这一点已被西方发达国家所证实。城市雨水利用不仅可以解决部分城市的水资源短缺问题,也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。如果能在雨水收集利用、设备生产、设施建设、运行管理、中水利用等方面形成一个成熟的产业链,必将在全国产业发展多头并进的情况下,引出一个利润丰厚的朝阳产业。

参考文献:

[1]吴连伟.城市雨水利用,2004(11).

[2]城市雨水的收集和利用,2006(3).

[3]城市呼唤:新型雨水排放系统,2003(12).

[4]乌鲁木齐市雨水应急规划,2008(09).