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国外雨水利用的经验及对我们的启示

2015-04-10周强建

四川水泥 2015年2期
关键词:内涝雨水德国

周强建

(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川 成都 610042)

国外雨水利用的经验及对我们的启示

周强建

(中国建筑西南设计研究院有限公司,四川 成都 610042)

雨水的处置是我国当前城市化进程中亟需解决的问题之一,然而由于起步比较晚,目前我国在这一领域发展水平还比较低,因此需要学习其他国家在这方面的成功经验。本文从技术以及政策等方面对德国、日本、美国等国的雨水处置情况进行了介绍,以期能对我国的雨水处置领域的研究应用及政策的制定提供参考和启发。

雨水 下渗 回用

一、前言:

雨水是一把双刃剑,如果善加利用,是一种宝贵的资源,而如果处理不当,则会带来严重的后果。近年来,国内很多城市都饱受内涝的困扰,据统计,2012年我国有184个县级以上城市遭受了不同程度的内涝灾害,并因此带来了不小的经济损失[1]。而事实上,我国是一个严重缺水的国家,人均水资源占有量只有世界平均水平的1/4。如果能将雨水进行妥善处置,不仅能有效缓解国内严重的水资源短缺问题,还能对解决城市的内涝问题起到很大的作用。

德国、日本、美国等国对于雨水资源利用的研究起步较早,目前已经形成了比较完善的体系,从法律层面、技术层面和管理层面等方面都取得了比较丰富的实践经验。而我国这方面起步较晚,国内的研究、应用及相关的制度很多时候都是借鉴了国外的先进经验。

二、国外雨水利用的经验

当前国际上雨水资源利用方面比较成熟的国家都特别重视雨水的多重利用以及多角度调控,通过各种技术手段加强雨水下渗回灌和进行回用,最大限度地减少进入城市排水系统的雨水量,在技术、法规、经济等方面形成了相对较完善的雨水资源利用管理体系,尤其强调雨水的资源性,促进雨水资源的可持续利用,保持城市水文生态过程良性循环,维护区域水文循环过程[2]。

德国很早就开始进行雨水利用,其雨水利用产业经过了多年的发展,积累了丰富的应用经验。在政策及市场的刺激下,德国的很多企业开发出了各种用于雨水处置的成套设备并广泛用于各类工程。在上个世纪初期德国就已经对雨水处置进行了明确的规定,雨水在进入污水管道之前必须先作入渗处理,或收集后进行回用,只有超过下渗能力的和受污染较严重的雨水才能通过污水管进行排放。由于下垫面情况对雨水的水质影响较大,在德国,不同下垫面条件的雨水处置方式各异,比如:对屋面雨水稍加处理即可用于厕所冲洗、绿地灌溉或用作景观水等对水质有一定要求但要求并不高的场合;而对于来自机动车路面的雨水,尤其是初期雨水,由于其重金属、COD、氨氮等污染物含量较高,则必须经过污水厂处理达标后才能进行排放。

在德国,新建小区(无论是工业,商业,居民区)均要设计雨水利用设施,否则,政府将会征收雨水排放相关的费用。德国的市政道路上均设置有湿地过滤沟系统(MR系统),通过这个系统强大的蓄水能力可以截留相当一部分雨水并逐步渗透到地下,只有超量的雨水才会通过雨水管排放;其他地方如私人开放空间、屋顶和铺装地面的雨水也通过各种方式进行截留和渗透;而在居住小区,则通常是把雨水引入池塘等开放水体,既美化了居住环境,也让雨水得到了妥善的处置。

日本是亚洲研究雨水利用最早的国家,早在1963年就开始修建雨水蓄洪池,1980年就开始推行雨水贮留渗透计划。根据日本的“第二代城市下水总体规划”,雨水渗透沟、渗透塘及透水地面都应当作为城市总体规划的组成部分,日本规定新建和改建的大型公共建筑必须设置配套的雨水渗透设施。在日本,一般在公园、绿地、庭院、停车场、运动场和道路等设置有雨水贮存渗透设施,并有多种多样的渗透设施可供选择,包括渗透池、渗透管、渗透井、透水性铺装、渗透侧沟、调节池和绿地等,日本还广泛采用具有透水功能的材料进行道路铺装,并对透过的雨水进行收集利用。

作为一个资源紧缺的国家,日本还大力发展雨水回用技术。和德国类似,日本会在一些城市的建筑物上设置雨水收集设施,将收集到的雨水用于消防、绿化、洗车、冲厕等,甚至进行深度处理后用作居民饮用水。据统计,日本目前已拥有100多座设置有雨水利用设施的建筑物,屋顶集水面积20多万m2,这些设施的修建每年为日本节省了大量的用水,带来了良好的经济和环境效益。江户东京博物馆通过收集雨水进行回用,可满足其60%的用水需求。

美国在上世纪七八十年代也经历了类似我国现在所经历的城市化进程,城市化引起了一系列问题,其中就包括了河道下游洪水泛滥的问题。针对这个问题,美国各州都陆续制定了各自的雨水管理条例[3]。美国环保总署在 1999年出台了雨水的最佳管理方案(Best Management Practices),作为雨水监测、收集、处理的依据。美国的雨水利用着重于提高天然入渗能力,各州普遍推广屋顶蓄水和由入渗池、入渗井、绿地、透水性路面等组成的一整套回灌系统,其中加州佛雷斯诺市年回灌量占该市年用水量的1/5。芝加哥市兴建了著名的地下隧道蓄水系统,可同时解决城市内涝和雨水利用的问题。

三、国外雨水利用对我们的启示

1、推广雨水下渗措施,研究新型雨水处理技术

德国、日本、美国等国家对雨水的处置都把就地下渗作为一个很重要的环节,此举不仅能显著地减少地面径流,降低洪峰流量,还能有效地补充地下水,有利于区域水资源的平衡。当前我国很多城市都在大力兴建经济开发区,这类大规模的城市建设会破坏植被,显著改变原有的水文条件,若不采取有效措施,必将导致对雨水的涵蓄能力减弱,暴雨洪峰提前,洪峰流量增加。一方面使得城市更易遭受内涝的困扰,还白白浪费了宝贵的资源。因此,在新区规划时就应该把雨水的蓄留作为一项重要的考虑因素,学习国外的先进做法,采取多种措施加强雨水的下渗。

发达国家对于雨水的收集利用经历了多年的技术研究与实践,不仅将传统的污水处理工艺用于雨水的处理与回用,而且不断的将水处理领域的新工艺用于雨水处理,使得对于雨水的处理高效化、节能化、模块化,使得用地面积和投资都有所降低,这也应该成为我们未来的研究方向。

2、完善并落实相关法规及规范

新技术的推广利用离不开政策法规的支撑,而我国对于雨水处置相关的法规还比较欠缺,应该根据各地的气候及水文现状制定适宜的雨水处置相关的法规并严格执行,同时要因地制宜编制合适的规范应用于新建工程的设计,鼓励缺水地区将雨水进行收集处理后作为杂用水进行回用,才能切实保障对雨水的处置能落到实处。

3、开发成套的设备,实现产业化

应该鼓励国内相关企业通过引进国外先进技术或者进行自主研发,开发成套的雨水处理回用的设备,同时在政策的鼓励下进行推广应用,必要时可采取行政补贴的方式予以推广,降低雨水利用的设计和安装复杂程度,降低使用门槛,使对雨水的处理和利用实现产业化。

[1]车伍,杨正,赵杨等.中国城市内涝防治与大小排水系统分析[J]. 中国给水排水, 2013, 29(19): 13~15.

[2]程江, 徐启新, 杨凯等. 国外城市雨水资源利用管理体系的比较及启示[J].中国给水排水, 2007, (12): 68~72.

[3]张艳红. 城市雨水利用的趋势、现状和措施探讨[J].南水北调与水利科技,2005,3(3):27~29.

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1007-6344(2015)02-0249-01

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