城市雨水资源化功能划分及利用模式研究
No.13,,201i 现代商贸工业 Modern Business Trade Industry 201i年第13期
城市雨水资源化功能划分及利用模式研究
申玉霞 芈书贞
(1.济源职业技术学院,河南济源456560;2.华北水利水电学院职业技术学院,河南济源450011)
摘 要:在阐述城市雨水雨水资源化功能划分原则和方法的基础上,提出了城市与水资源开发利用的两种模式,既雨水开发
利用的宏观战略模式和微观技术模式并对城市雨水利用模式、利用潜力进行了探讨,提出了当前城市雨水利用中的建议。
关键词:雨水;功能;资源;模式 中图分类号:F2 文献标识码:A 文章编号:1672—3198(2O11)13-0067-02
为了把雨水利用和城市的发展建设紧密结合,和建设
节水型生态城市、和谐城市结合,通过实践和国内外的雨水
利用技术方法研究,总结了城市雨水资源化利用的功能区
划及若干技术模式。
I城市雨水资源化功能区域划分
1.I 雨水资源功能区域划分原则 雨水资源和其它水资源一样,在不同的环境、条件和状
态下,都有不同的应用方向。应该依据雨水资源的不同功
能特点进行功能区域划份,以保证城市雨水资源开发利用
的正确性和合理性。 城市雨水资源功能区域划分原则应包含四个方面:
(1)依据目标区对雨水需求的多少和质量要求进行区划。
(2)按照降雨周期、雨水汇集面积及可供应量的多少进
行区划。在规划设计中,雨水储水设施的储水量和目标需 求量不能超过降雨可收集量,即VA<∑VI,其中的VA是
雨水目标需求量,∑VI是区域降雨可收集利用量。
(3)依据雨水开发能力进行区划。目标区对雨水需求
的能力也是不断变化的,有些地区尽管有可利用的雨水资
源,但由于经济、社会和其他条件不具备,或者发展超前,可 不列入规划。
(4)坚持雨水功能区域划分的可变性。由于城市建设
不断变化,雨水利用的需求也不断变化,功能区划分也必须
跟着变化。
1.2城市雨水资源功能区划分方法 雨水资源开发利用的功能分区方法和类别很多,应当依
据雨水资源的运动规律和应用去向,进行综合性的宏观分
区,原则上可划分为开采收集区、补源回灌区、排泄调控区和
开发利用区四个类型。其中雨水开发利用区是研究重点。
1.2.1 雨水开发收集区 雨水资源的开发收集是指通过一定的方式、方法和手
段,直接把雨水收集或汇集到某些区域、地段,如城市沟塘、
湿地等,并且不需要任何雨水处理或深加工,即可完成收集
任务,达到保护湿地,形成景观的雨水利用目的。适宜这种 雨水汇集的区域,可称作雨水开发收集区。一般情况下,城 市河道、沟、塘、堤坝或湖泊的周边区,都可以作为雨水收集
区,通过斜坡、浅沟、河道等,将雨水直接引入上述水体,作
为城市景观用水或者保养城市湿地。
1.2.2雨水补源回灌区
补源回灌区是指在某些降雨区或雨水集中的地段,通
过制作渗沟、渗坑、渗渠、废井和渗井等,将雨水引渗到地 下,补充地下水。目前一些城市地下水位下降已经形成地
下水降落漏斗,属于超采区。利用雨水补源回灌就是消除
城市的地下水降落漏斗,是抬高地下水位的有效措施。另
外,通过建设透水路面对补源回灌地下水也是有效办法之
一,该方法的优势是补源区域广,回灌范围大,每一各街道 和广场都可以作为补源区域。
1.2.3雨水排泄调控区 排泄调控区是指在一些建筑老区,由于地面硬化造成
地表和地下水联通隔断,造成大量集雨,形成洪灾,而且近
期雨水收集比较困难,用水条件差,需要将雨洪水直接排泄
到地下雨水管网中,该地区称为排泄调控区。这些地区包
括环城公路、无草地广场、易积水居民街道区等。随着经济
条件和雨水开发利用技术的不断提高,这些雨洪水也可以
作为水资源进行开发利用。
1.2.4 雨水开发利用区
雨水开发利用区是城市雨水资源的重点开发地段或地
区之一,在这类地区,雨水资源容易开发利用,成本预期合
理,社会经济效益和环境效益高。依据雨水具有绿地灌溉、
湿地和景观保养维护、消防雨水利用、雨水杂用(包括人工 景观用水)和补源回灌等5种功能,可以划分成5个功能区:
(1)绿地灌溉区;(2)生活杂用(包含消防用)雨水利用区;
(3)湿地保养和景观雨水利用区;(4)城市防洪和消防雨水
利用区;(5)城市雨水补源回灌区。
2城市雨水资源利用的不同模式
城市与水资源开发利用的模式很多,这里提出两种模
式,既雨水开发利用的宏观战略模式和微观技术模式。
2.1城市雨水资源利用的宏观战略模式
所谓雨水开’发利用宏观战略模式,是指在国家的国民
经济发展中,具有很重要的地位,甚至可以左右或决定国家
或一个地区的生存和发展,它和水资源的地位同样重要
在雨水利用实践中,一些缺水或多水国家,都在从战略的高
度开发利用雨水资源,为我们做出了榜样。雨水资源的开
发利用不仅仅是一项技术问题,也是从资源地位的重要性
和认知深度、国民经济发展的全局出发提出的战略措施,这
样的雨水开发利用称为宏观战略模式不为过。
结合国外的雨水利用研究,提出了以下几个雨水资源
开发利用的宏观战略模式,归纳成以下内容。
2.1.1普及型雨水科学利用战略模式
在雨水利用方面,在美国推行的是一桶雨水概念。该
战略模式包含以下内容:(1)国家有完善的雨水利用政策法
作者简介:申玉霞(1971一),女,河南人,本科学历,研究方向:检测技术、电子计算机、软件工程、水力工程。
一67
— No.13,2011 现代商贸工业 Modern Business Trade Industry 2011年第13期
规;(2)有普及广泛、容易推广、易于理解的成熟的雨水利用 技术;(3)在政府的大力宣传和引导下,全民雨水资源意识
与节水意识强,人人主动利用雨水资源;(4)雨水利用的经
济、社会和环境效益被社会认可。
2.1.2商品化高科技雨水利用战略模式 雨水商品化高科技开发利用模式在德国非常盛行,雨
水加工后,可以作为上等水资源出售。它的主要特点是: (1)雨水利用的技术含量高,在雨水开发利用的多个环
节上采用了高科技措施,例如水质自动检测技术、雨水的生
物、物理或化学处理以及雨水自动养护和调控技术等,很少
有人工参与处理加工;(2)在政策保障、市场管理和销售方
面,具备了市场化和商品化的运行机制;(3)高技术雨水开
发成本较高,雨水水质处理标准要求严格。但是经济效益
高,雨水价格能够被用户接受;(4)雨水的应用方向和目标
具有战略意义,使用雨水的对象是非常重要的建筑设施、设
备或专用场所;(5)人们重视雨水资源开发利用事业。德国
的商品化雨水利用、北京奥运场馆的雨水利用等,都属于商 品化高科技雨水利用战略技术模式。
2.1.3全方位雨水开发利用应急战略储备模式 在雨水利用方面,日本采用的是全方位雨水开发利用
应急战略储备模式。当发生火灾、地震或海啸时,雨水的利
用就特别具有国家层面的应急救助战略意义。这种全方位
的战略储备模式内容主要包含:
(1)国家对雨水资源的开发利用特别重视}(2)将储存
的雨水应用于特定目标,尤其用于国家面临火、旱、震、污染 等灾害危机状态下的应急救助;(3)在雨水资源的全面开发
利用中,也包括环境用水、日常生活用水等;(4)国家有完善
的雨水利用管理政策。
2.1.4利用雨水的战略调控模式 荷兰作为滨海低地国家,学会了利用雨水和风力作用
消除各种地质灾害和水灾害,保证国家低地不受海水的侵
蚀和污染。其实许多国家都存在类似的灾害问题,只是表
现形式不同而已。例如中国的沿海城市天津、青岛等,海水 内浸严重,威害极大,如果运用雨水利用战略调控模式,即
可消除灾害,解决我国存在的一些问题。
2.1.5应对水危机的节水战略模式
一些严重缺水国家,例如以色列和其它阿拉伯国家、澳
大利亚的西南部地区,水比黄金还重要。他们想方设法把
每一滴雨水收集起来,作为人们的日常生活用水和各式各
样的水源。目的是应对时时刻刻会出现的水危机。我国的
西北地区也是严重缺水地区,应该向这些国家学习,从城市
用水到乡村用水,从工业用水到农牧业用水,都要制定节水
战略,充分利用利用雨水资源应对水的危机出现。
2.2城市雨水资源利用的微观技术模式 所谓微观技术模式是指在雨水资源开发利用过程中,
针对某些具体地区的雨水开发利用规划、目标和方向提出
的技术措施和方法。例如绿地灌溉雨水利用技术方法、生
活杂项雨水利用技术方法等等,这样的技术方法称为雨水 利用的微观技术模式。这些技术方法具有很好的代表性、
普遍适用性和重要推广意义,这类模式灵活多样,适应性
强,成本较低,简便易行,容易实施和推广,也是本次讨论的
主要内容。
一68一 依据雨水需求和应用方向划分的微观技术模式有绿地灌溉
技术模式、生活杂用雨水利用技术模式、湿地保养和景观雨
水利用技术模式、城市消防雨水利用技术模式、补源回灌雨
水利用技术模式等。 2.2.1绿地灌溉技术模式 利用雨灌溉城市绿地是经常应用的方法。雨水绿地灌
溉模式所要解决的几个问题是:确定绿地面积和需水量;确
定雨水汇集面积、汇集雨水类型、可开发量和汇集方式;研
究雨水收集方式和储水池的布置;解决雨水净化处理方法、
灌溉方式和合理设置配套设施。 2.2.2 自然景观和湿地养护雨水利用技术模式
城市湿地是建设生态城市的基本保证,是保持城市居
民身心健康的基本措施,凡是湿地环境保护和建设高的好
的城市,社会和经济发展一定占有优势。 2.2.3消防雨水利用技术模式
把雨水用于消防是建设节水社会,开发利用水资源新
途径的有效措施之一。但是,消防对雨水的要求比较特殊,
雨水用于消防时,必须解决好水质污染处理问题。 2.2.4 回灌和道路渗透雨水利用技术模式
随着城市水资源的越来越紧缺,运用地表水或自来水
回灌已经成了高成本的花费项目,其它再生水的应用又有 较大的污染风险,因此,利用雨水进行补源回灌,已经成了 人们乐待其成的可取措施。利用人行道透水路面回灌地下
水是一种有效的补源回灌方法,一种三维透水砖的透水和
通水效果非常理想,不但透水迅速,而且能很快沿着砖的底
部形成通水网,流向人们希望到达的地方。
3雨水利用技术推广应用建议
从建立节水和生态型城市考虑,国内外提供的经验和 做法表明,不管是多雨城市、干旱城市、大中小城市,都可以
从中借鉴前面提出的雨水利用技术模式。
(1)建议从战略的高度研究我国雨水利用问题,例如天
津、青岛、烟台、上海、北京等城市,借鉴荷兰的雨水利用战
略调控模式,解决我国这些城市的海水内浸及不同水质的
含水层相互串水问题。
(2)推广全民普及雨水利用模式,完全可以用于我国城 市和乡村的千家万户,应该大力宣传雨水利用的重要意义。
(3)我国有不少大中城市处于地震频发带上,有些城市和
地区会遇上大旱之年,通过用储水池储蓄雨水,以备灾年。 (4)德国把雨水深加工,变成商品,出售给当地政府,日
本把加工好的雨水海运到阿拉伯国家,然后换回石油,一举
两得。应该借鉴这些国家雨水资源的商品化措施。
参考文献
[1]车武,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京:中国建筑工 业出版社,2006. [2]黄显锋,郡东国,魏小华.基于水量平衡的城市雨水利用潜力分析 模型口].武汉大学学报(工学版),2007,(2). [3]车伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京:中国建筑工 业出版社。2006. [4]陈伟伟.城市雨水利用初探rJ].中国水利水电市场,2008,(11). [5]王明远,黎颖露.美国城市雨水污染法律时策及其对我国的启示 [J].环境与资源。2009,(5).
城市排水规划中雨水资源化问题探讨
城市排水规划中雨水资源化问题探讨
摘要:目前世界范围内的能源资源短缺都在不断加剧,尤其是淡水资源更是严重匮乏。我国同样也面临着严重的资源危机。再加上我国的人口较多,对资源的需求量较大,使得加强节能减排,积极开发新能源成为了我国社会发展的主要任务。雨水作为一种较为丰富的自然资源,若能够将其进行资源化并应用在生活生产中,将会对节约用水和缓解水资源危机产生重大意义。现本文就针对城市排水规划中关于雨水资源化问题进行简要探讨,提出一些雨水资源化的措施建议。
关键词:城市规划;排水设计;雨水资源化;利用
城市用水紧张是目前我国城市建设发展中所面临的一个严峻问题。造成这一现象的主要因素除了城市人口不断增多以外,对水资源的利用效率较低而形成严重浪费也是造成水资源短缺的重要因素。为此,我们必须要不断采取措施来提高水资源的循环利用效率,做好给排水管道施工,对城市污水以及雨水等水资源进行收集处理,再进行有效的循环利用,实现水资源利用效率最大化。尤其是对雨水的资源化应用,更用该受到人们的重视。对雨水的合理收集处理与应用不但能够在很大程度上缓解城市用水紧张问题,而且对于防止道路积水,减少防洪工作负荷,保证城市稳定有序都具有很重要的意义。以下本文笔者就从水资源利用效率这一角度对雨水资源化问题作出一些探讨。
一、当前我国城市排水规划中的雨水资源化发展现状 城市现代化建设进程的加快使得城市的道路、房屋建设都有了很大发展,而这些道路与房屋表面大都是由不利于渗水的施工材料组成,这就使得城市的透水面积不断减少,单位时间内的城市渗水量不断减少,远远不能满足降水量较大时的排水防洪需求。为此,我国加大了城市排水规划建设力度,不断扩大排水管道的管径以更好的实现雨水排泄。目前我国的很多城市都已经建立了较为完善的城市排水系统,能够将雨水迅速收集起来并经由管道排出,需要注意的是,这也同时增大了城市防洪工程负担。事实上,很多城市规划设计单位并在进行排水规划时却没有意识到雨水是一种丰富的自然资源这一问题,大都是将雨水收集后以废水的形式排出,这不但增大了废水处理工作的负荷,也不利于雨水的资源化利用。
城市雨水管理规划中的降雨径流模型研究
城市雨水管理规划中的降雨径流模型研究
随着城市化的不断推进,城市面临着日益严重的雨水管理问题。城市排水系统的设计和规划是保障城市正常运行的重要环节,而降雨径流模型则是城市雨水管理规划中的关键工具。本文将探讨城市雨水管理规划中的降雨径流模型研究,介绍其原理、应用和发展趋势。
一、降雨径流模型的原理
降雨径流模型是一种用于模拟降雨事件中径流产生和径流过程的数学模型。它基于流域的地理、气候和土壤等特征,通过数学方程描述降雨过程中的水文过程,从而预测径流的产生、流量和洪峰。常用的降雨径流模型包括单位线模型、理论分布模型和分布函数模型等。
单位线模型是最简单的降雨径流模型之一,它假设降雨过程是单位线形状的重复叠加。单位线模型通常用于小流域的降雨径流模拟,其计算简单、易于理解,但对流域特征的要求较高,不适用于复杂的城市环境。
理论分布模型是基于统计学原理和降雨频率分析的降雨径流模型。它通过分析历史降雨数据,建立降雨频率分布函数,从而估计不同频率下的降雨量和径流过程。理论分布模型适用于中小流域的降雨径流模拟,但对数据的要求较高,需要大量的降雨观测数据和流量观测数据。
分布函数模型是一种基于统计学原理和流域特征的降雨径流模型。它通过分析流域的地理、气候和土壤等特征,建立降雨-径流关系的数学模型,从而模拟降雨事件中的径流过程。分布函数模型适用于大流域的降雨径流模拟,具有较高的准确性和可靠性,但对数据和模型参数的要求较高。
二、降雨径流模型的应用 降雨径流模型在城市雨水管理规划中具有广泛的应用。首先,降雨径流模型可以用于城市排水系统的设计和规划。通过模拟不同降雨事件下的径流过程,可以评估城市排水系统的排水能力和蓄水容量,从而合理设计排水设施和调整排水方案。
其次,降雨径流模型可以用于城市洪水预警和防洪规划。通过模拟大暴雨等极端降雨事件下的径流过程,可以预测洪峰流量和洪水淹没范围,为城市的防洪工作提供科学依据。同时,降雨径流模型还可以评估不同防洪措施的效果,优化防洪规划和管理策略。
雨水资源化利用探讨
2012年第10朝
雨水资源化利用探讨
魏志宏
(甘肃省泾川县水务局,甘肃泾川 744300)
摘 要:由于人口、经济的飞速发展,当今世界处处面临着水资源供需矛盾。当雨水作为一种用来满足人们生活
和生产活动的物质资料时,它就成为雨水资源。将雨水转为雨水资源化的过程定义为雨水资源化;间接利用雨水以
及其他形式的大气水的过程定义为广义的雨水资源化,雨水资源化过程中应用的集流、收集、存储系统称作雨水集
流系统。利用雨水收集系统对人畜饮水和农业灌溉以及生态建设起到至关重要的作用,同时也是缓解水资源严重紧
缺现状的完美措施 关键词:雨水;资源化;集流系统;探讨
中图分类号:TV213.9 文献标识码:A
1 雨水利用现状
雨水的蓄积利用在我国具有很久远的历史。农业生
产是我国最主要的生产活动.而雨水在农业生产中起到
十分关键的作用。本世纪以来.随着地下水开采技术的
发展速度推广,古代雨水利用技术逐渐走下坡路,雨水 利用仅仅存在于缺乏有效水的资源区。现代社会的污
染、资源、能源、人口、欠发达等许多问题都促进使用传
统技术。雨水收集的资源化可以说是时代的要求。雨水
资源化的基本内涵在强调把雨水(包括雪等其他形式的
降水)作为一种资源加以评价与利用,狭义雨水利用是
指雨水的直接收集.广益的雨水利用涉及雨水有关的大 气水分的人工催换增雨及通过人工或各种管理技术使
由雨水派生的各种形式赋予利用。 文章编号:1003—6997(2012)10—0042一O1
2雨水资源化的优点
雨水资源化技术的复活是应人口增加对水资源的
压力、乡村人口向城市转移、水源污染以及取水、治水成
本增加等需求而起兴,并且雨水集流家庭应运系统有许
多优点值得考虑和推崇。建造简单、使用方便;技术灵 活、容易维修;运行费用低;适应性强;能源消耗低、无污
染。1997年4月在伊朗首都德黑兰举行的一次雨水集
流系统协会上,参见该次大会的有40多个国家和地区
城市规划-5-城市雨水径流控制
5城市雨水径流控制与资源化利用
5. 1径流控制背景
近年来,伴随着城市化进程的加速,城市人口不断攀升,建筑密度 逐步上升,不透水性地面比例持续增加,汇流面积也日益增大,导致城市 雨水径流量增大,汇流时间极大缩减,洪峰流量大幅增加,同时水质污染 程度更加严重,显著增加城市排水负荷,给受纳水体乃至城市安全带来巨 大隐患。传统的雨洪控制思路是基于防灾为目的“防”与"排”,力求将 雨水在最短的时间内从城区输送至受纳水体。但是,随着城市化进程的发 展,“以排为主、单纯排放”的管理理念已经无法满足现代城市的雨洪管 理需求;而另一方面,受到历史、经济、社会等诸多客观条件的限制,绝 大多数城市短时间内很难对现有排水管道进行彻底的升级改造。在此背景 下,从20世纪90年代开始,越来越多的国家和学者开始认识到雨水调 蓄和综合利用在雨洪控制中的重要作用和意义,开始探索和应用新的雨洪 控制理念进行雨水的统筹管理调度和资源化利用,并通过灵活多样的工艺 措施储蓄、处理和利用雨水,缓解现有雨水管道的压力,同时减轻对城市 地表和地下水体的污染。
与此同时,近年来集中强降雨等极端天气增多,包括安庆市在内的 许多大城市在最近几年中相继遭受暴雨袭击,并且发生了严重的暴雨积 涝,造
成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便,已引起各级政府、 媒体与公众的普遍关注。为保障人民群众的生命财产安全,提高城市防灾 减灾能力和安全保障水平,加强城市排水防涝设施建设,国务院办公厅下
■ffl
发《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发(2013 ) 23
号),通知要求城市建设开发要“积极推行低影响开发建设模式,有效控 制地表径流”。安徽省住建厅也出台了《安徽省城市排水设施建设管理指 导意见》(建城(2012〕99号),更加明确指出'‘在城市开发建设 中,要体现低影响开发的重要理念,加强对暴雨径流进行控制”。“要 充分考虑蓄、渗、排、用并举,重点突出'两个确保、两个利用、一个推 广'"O
亳州市城市雨水综合利用初探
第3卷第2期 2011年2月 赤峰学院学报(科学教育版) Journal ofChifeng University(science&education) V01.3 No.2 Feb.201 1
毫州市城市雨水综合利用初探
尹学英
(亳州职业技术学院,安徽亳州 236800)
摘要:城市雨水资源化在改善城市生态环境、解决城市缺水困难、防洪减灾和绿化美化城市等方面,
具有重大的社会、经济和环境效益。根据宁波市水资源现状,对雨水资源化问题进行了分析和探讨;提出了
解决雨水资源化的途径;指出,雨水利用初期投资较大,回收期长,"-3政府财政资助有限时,可引进民间资
本的参与。
关键词:雨水资源化;雨水综合利用 中图分类号:X522 文献标识码:A 文章编号:1673—3231(2011)02—0086—03
一、国内外雨水利用现状 雨水作为一种极有价值的水资源,早已引起德
国、日本等国家的重视。国际雨水收集利用协会 (IRCSA)自成立以来,不断地促进国际间的交流与
合作,两年一度的交流大会使各国之间的雨水利用 技术和信息能够很快地传播。网络技术的发展也为 雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。其中,
发展较快的是德国和日本等国家,德国雨水利用技
术已经从第2代向第3代过渡。其第3代雨水利
用技术的特征就是设备的集成化,各项雨水利用
技术已达到了世界领先水平。国外雨水利用情况
见表l【l_。
表1国外雨水利用状况 目前,北京、上海、天津、深圳、大连、西安等许 多城市正在结合自身的具体情况开展了雨水收集
利用项目研究。2001年。国务院批准了包括雨水收
集利用规划内容的(2l世纪初期首都水资源可持续
利用规划》,同年,北京市开始在8个城区建立雨水
利用示范工程。截至目前,北京城区内已建成100
个集雨项目。能收集利用雨水200万m 。由中华人
民共和国建设部颁布的建筑与小区雨水利用工程
技术规范(GB 50400—2006)已于2007年4月1日
城市雨水利用技术与管理
城市雨水利用技术与管理
【篇一:城市雨水利用工程技术规程】
ics
p
备案号:xxxxx—2009 db
市地方标准 db11/t xxx—2009 北京
城市雨水利用工程技术规程
engineering technical code on rainwater harvesting and
utilization in urban area
(征求意见稿)
北京市质量技术监督局 发布
db11/t xxx—2009 目 次
前 言 ....................................................................... i 1 范围 ........................................................................ 1 2 规范性引用文件 ........................................................... 1 3 术语和定义 ................................................................ 1 4 基本资料 ................................................................... 4 5 规划 ........................................................................ 4 6 工程设计 ................................................................... 6 7 工程施工与设备安装 ..................................................... 15 8 工程验收与运行管理 ..................................................... 16 9 工程效果监测与评价 ..................................................... 16
城市雨水资源化浅析
毯 盎 竺
水是生命的源泉.是人类最宝 贵的财富 我国的水资源相对短 缺.且时空分布不均。雨水作为一 种宝贵的淡水资源.对缓解我国水 资源紧张、改善城市水环境具有重 要意义 一、水资源状况分析 我国是一个水资源短缺的国 家.人均水资源占有量仅为2700 立方米.是世界人均水资源占有量 的1/4.居世界第88位.被联合国 列为世界l3个贫水国之一 我国 现有缺水城市近400座.且水资源 分布极不均衡.全国水资源的8l% 集中在长江及其以南地区.而淮河 及其以北地区的水资源量仅占全 国的l9% 由于我国城市化进程的 加快和国民经济的高速发展.水资 源短缺日趋严重 目前.许多城市 由于水资源不足影响了当地的社 会经济发展.全国每年因为水资源 短缺造成的经济损失高达2000多 亿元 造成水资源紧张的主要原 因.一是水资源总量先天不足:二 是水质日趋恶化.不能满足正常使 用要求。据报道.目前全国城市水 源只有30%符合卫生标准:全国七 大水系有一半以上河段被污染:流 经42个大中城市的44条河流中 有93%被污染 二、国内外雨水资源的利用 情况 随着城市化进程的发展.水资 源短缺、环境污染、生态环境破坏 等问题不断加剧.现代城市雨水利 用从20世纪80年代开始已经引 起世界各国的关注.雨水集流系统 等得到迅速发展.雨水利用范围也 从生活用水向城市用水、农业用水 发展。在德国、美国、日本和澳大利 亚等一些发达国家.城市雨水的资 源化和雨水的收集利用已有较长 历史 以色列等少雨国家的雨水利 用发展较快.其降水资源利用率已 达到98%以上.东南亚等一些多雨 国家也十分重视雨水的利用 我国雨水利用也有着悠久的 历史.黄土高原等干旱半干旱山区 和塬区人民在同干旱作斗争的过 程中,创造了许多雨水利用技术. 如修建水窖、大El井、坎儿井和蓄 水塘等设施:改进修筑梯田等传统 的就地蓄雨措施:一些家庭修建地 下蓄水池收集雨水再利用的方法. 也取得了明显的效果 国内的一些 大中城市如北京、上海、大连、哈尔 滨、西安等许多城市相继开展雨水 利用研究.北京市的研究步伐较 快.其城市雨水利用已进入示范与 实践阶段 我国雨水资源丰富.年降水量 达6190亿立方米。近年来.暴雨强 度增大,频率增加。然而我国大部 分缺水城市不但没有合理利用雨 水资源.相反.在暴雨时甚至造成 积水.产生洪涝灾害;或在雨季丢 弃排走.在旱季严重缺水。因此.我 国一方面水资源极度紧缺.另一方 面又未能有效利用宝贵的雨水资 源.造成了水资源的浪费 合理利用雨水资源.一方面可 以缓解我国部分地区水资源紧张 的状况.另一方面可以减少雨水收 集系统的建设规模.既节省了城市 有限的地下空间.又节省了雨水收 集系统的建设费用 城市雨水的利用是一种新的 综合性技术.涉及城市雨水资源的 科学管理、雨水径流的污染控制、 中水水源的直接收集利用、雨水回 灌地下的间接利用以及生态环境 建设等方面 三、实现雨水资源化的几种工 程途径 I 童 !:!
一种新型城市道路雨水收集与利用系统的研究与设计
2011年9月第9期 城市道桥与防洪 科技研究 219
一种新型城市道路雨水收集与利用系统的研究与设计
佾佳 (上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海市200092)
摘要:结合工程实际,介绍了集汇水、过滤、灌溉、储水和自动排水功能为一体的道路雨水资源收集与利用系统的设计,有关 经验可供相关专业人员参考。 关键词:道路雨水资源收集与利用;雨水过滤;绿化带灌溉;绿化带储水;自动排水 中图分类号:U417.3 文献标识码:A 文章编号:1009—7716(2011)09—0219—04
0 引言
我国是一个非常缺水的国家,也是一个水患
频频发生的国家。 . 目前我国的人均水资源的占有率仅是全球人
均水资源占有率的1/4,全国范围内有300多个城
市是缺水城市。
与此同时,由于我国城市化迅速发展,道路、
建筑群等不透面积不断的扩大。大量的道路等硬
化地面减弱了雨水的渗透,雨季降雨量大时容易
形成洪峰,径流迅速汇集造成地面积水,甚至进而
演化成为城市局部洪灾。城市绿化面积的增加又
使水资源短缺形势严竣,加上地下水的严重超采, 使得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、生态等一连串的矛盾, 人们开始把注意力放到雨水的收集和利用上。
道路雨水收集与利用就是在城市道路新建或
者改建的过程中,通过对道路横断面布置的调整,
结合原有道路排水系统,增设雨水收集设施,对道
路范围内降雨后自然产生的径流,进行收集、调
节、分配以及再利用的过程。只需要在原先道路施
工的基础之上,增加修建一些简单的雨水收集设
施,就可将雨水资源化,将雨水用于城市道路绿化
系统的灌溉。
1 设计思路
一套成熟的道路雨水资源收集与利用系统,
应当在设计上尽量保证道路汇水、雨水过滤、渗流
灌溉、自动溢流、旱季储水、雨季排水等功能的完
善,避免雨水对路基稳定性带来的副作用,同时兼
顾建设的经济性以及维护的便捷性。
城市市区屋面雨水利用研究
用 城市屋面雨水利用是城市雨承资源化的重夏组成部丹。 学校、企业、居民小区、大型公共场所为单位.建设大小不等 的蓄水池和渗透设施,利用积蓄的雨啦作为中水使用或回渗地 下,实现雨水的零排放,是增加可用水资源量、缓解缺承状况 的有效措施。 1.初期雨水往流弃流装置 屋面雨水径流中含有一定的污染物.特别是初期径流。据 数据统计,对降雨量小于lOmm的降雨,污染物总量的70%以上 包含于最韧2n矾降雨形成的韧期径流中。当降雨量大干l5rnn删,污 染物总量的30%~40%包含于鼎初2ram降雨形成的初期径流中。 因此 有必要清浊分流 将初期2ram降雨量形成的屋面径流分 离出来,排人市政污水管道,队利雨水的利用。 图1为一种初期弃漩装置示意图。在弃流装置内设有浮球阀。 随水位升高.浮球阀逐渐关闭。当收集到屋面2mm降雨量形成 的径流后 浮球阗完全关闭。弃流后的雨水沿旁通管流至屋面 雨水收集管道,收集利用。对已收集的初期弃j癍.降而结束后, 可以打开放空管上的阀门.使其流人污水管道。弃流装置的容 积可根据下式计算: V—C×A×2×10 c:径流系数,可取0.9 A:匣面的水平投影面积 2入渗设施计算 人渗设施有多种计算方法,如图解法 推理法等。它们均 水量平衡为基础,即渗透设施的进水量等于渗透水量与贮存 水量之和 所不同的仅是一些参数的选择与处理。通过实践, 普遍认为图解法相对准确,安全系数较大,现简,卜如下: 2.1渗透设施的设计进水量V v 的近似值可据下式计算: 热V【 J^ ∞ tV… Ⅵ:设计重现期一定.降雨降雨历时为T的降雨总径流量 (m ) q.设计重现期一定。降雨历时 竹的暴雨强度,L/{s・h ) 平均径流系数 A:设施的服务面积【hm ) Ao:设施直接承受降雨的面积,可忽略不计(hm ) T:降雨历时(mh1) 为简化计算,可采用下式: F 60 。】I 瑞典的S]oberg和Martensson在大量数据统计的基础上.得 到修正系数,认为将上式乘以【.25后.计算结果与实际较相符。 因此有: a 1.23x60可 ) 2.2渗透设施的设计渗水量 人渗设施在降雨历时t时段内的渗透量Vn可按下式计算: V- =60tKJA 式中: 墨 ;设计渗透量(m ) K:土壤渗透系数(m/s).通常为1O ~L0 J:水力坡度,若地下水垃较低,J=1 A :有效渗透面积(m ) 具体计算时,渗透系数K要乘以0.3~0.,的安全系数 固渗 透淘、管 渠的底面积易堵塞. 面积不计人有效渗透面积 . 且侧面积也仅按其0.5it,这是因为渗透管、淘.渠中水位上下 浮动,取1/2的水位作为平均水位。 2 5渗透设施的设计存蓄空间V 对某一降雨的重现期,人渗设施中应有一定的空间以存蓄未 能及时入渗的进水量,存蓄空间应为设计进水量与设计渗透量 之差的最大值 V=max(Vt Vp) 为求得所需渗透管、淘 渠的长 宽、高,并使之经济、安 全.可按下式计算: 设B—q-'AI Ao,D- E: 比渗透量fL/s.hen-') D=—ma—x—(V t—Vp)比存贮空问(m /hm ),比存贮空间最 大值所对虚的存蓄空间即为设计存蓄空间 人渗设施的多种计算方1去虽然原理相同.但安全性,精确 性多有差异。迭代法中渗透系数乘上安全系数0.3~0.5,有效 渗透面积台去底面积而仅取1/2侧面积 此外,对进水量叉进行 了1.25倍的修正,使其比其他方法更为安全、精细。考虑在设 计水量中扣除了污染性极强的初期径流及上游渗透设施的渗透 量,对公式修正如下: v 0.075q(VA A0)t一60KJA ̄t一△J—A-"
城市雨水资源化系统模式探讨
《水资源研究》第31卷第4期(总第117期)2010年12月
城市雨水资源化系统模式探讨
张 杰,王文华
(山东师范大学人口资源与环境学院,山东济南250358)
摘要:工业化的发展,城市化进程的加快,导致水资源成为城市发展的重要障碍,城市雨水资源成为缓解水危
机的重要途径。在城市雨水利用理论的基础上,提出了以“集蓄一利用一处理一评价”为指导思想的系统的城 市雨水资源化研究模式,目的在于更加合理、有效地利用水资源,实现城市的整体可持续发展。
关键词:城市雨水;资源化;系统化
我国是一个水资源相对匮乏的国家,根据“世界水日”公布
的有关资料,我国人均水资源占有量不足世界水平的1/4,有11
个省、市的lOO多座县级以上城市供水短缺,其中严重缺水城市
占56%,有3亿多人存在饮水不安全问题…。特别是近年来,
随着工业化、城市化进程的不断推进,大量超采地下水,城市缺
水问题已经成为制约当地经济发展的重要“瓶颈”,另一方面城 市面临水资源恶化、污染,洪涝灾害日趋严重的局面。城市面积
的不断扩大、生活方式的改变,使得水资源的环境承载力骤然下
降,直接影响了城市的可持续发展。为了缓解水危机,国家也相
应实施了南水北调等跨流域调水工程和制定了“谁污染,谁治
理”、排污权交易等政策性法规,这些措施在实践中都发挥了重
要作用。但基于城市下垫面、基础设施建设、产业结构的特殊 性,加强对城市雨水的收集、利用,发展城市雨水资源化系统模
式已成为缓解水资源危机和防洪防涝的一项有效措施。
1城市雨水资源化系统的提出及内涵
改革开放以来,随着工业化程度的不断提高,社会经济迅速
发展,大批农村剩余劳动力向城市转移、定居,城市规模、人口、
结构发生变化,城市化进程发展迅猛,随之而产生的负面效应如
交通拥挤、环境恶化、生态破坏等严重制约着城市发展和社会进
步,其中水资源问题表现尤为突出。20世纪90年代以来,水资
源短缺、水环境污染、洪涝灾害已成为城市水循环的“三大杀
