李丞英 王恒璽
(臨沂市園林局,山東 臨沂 276001)
北方淡水資源匱乏,由于天然雨水具有硬度低、污染物少等優點,它在減少城市雨洪危害,開拓水源方面正日益成為重要主題。據悉,我國真正意義上的城市雨水的研究與應用開始于20世紀80年代,發展于90年代。總的來說技術還較落后,缺乏系統性,更缺少法律法規保障體系。隨著近年來我國城市綠化事業的不斷發展,綠地灌溉用水越來越緊張,充分利用雨水資源,研究并推廣其利用模式對建設節約型園林意義重大。
雨水作為一種寶貴的資源,在城市水循環系統和流域水環境系統中起著十分重要的作用。由于人類的活動造成植被減少或破壞,城市發展中不透水面積的增加,導致雨水流失量增加和水循環系統的平衡遭到破壞,并引發一系列環境與生態問題。我國許多城市水資源嚴重不足,而大量雨水資源卻白白流失,雨水利用率不到10%。國際上城市雨水利用研究比較廣泛。東南亞的尼泊爾、菲律賓、印度、泰國,非洲的肯尼亞、博茨瓦納、坦桑尼亞,以及日本、德國、澳大利亞、美國、新加坡、法國等國家都采取了多種技術開發和利用城市雨水。其中德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一。德國的城市雨水利用方式主要有三種:一是屋面雨水集蓄系統;二是雨水截污與滲透系統,道路用水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水。三是生態小區雨水利用系統。
臨沂市地處魯東南,多年平均降雨量為818.9mm,主要集中在6-9月,按現在的臨沂城區面積70平方公里計算,我市雨水資源總量為5732.3萬噸。多年平均徑流深267.0mm,接近降水量的1/3。我市的雨水資源十分豐富,應用潛力巨大。我市現有綠地面積約為70萬m2,每平方米綠地每年需水1噸以上,這樣估算我市每年的綠化用水量接近100萬噸。而且這個數字還在不斷增長,這么大的需求量如果都使用城市用水,勢必對城市造成巨大的用水壓力。合理、科學的疏導、收集雨水資源,完全可以滿足綠地景觀用水以及綠地養護用水,也可以提供其它城市公共用水需求。開展城市雨水利用途徑研究對城市建設事業—尤其城市園林綠化事業—意義重大。
城市道路雨水收集方式分為兩種,一種就是結合現有道路雨水系統將雨水過濾后引入人工湖、蓄水池等設施。蓄水池應統一規劃、合理布局,并設計溢流保護系統。另一種是沿著道路建設滲透淺溝,可以與道路綠化景觀相結合,供雨水徑流流過時下滲,超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地,作為水景或繼續下滲,淺溝表面或周圍栽植草皮、親水性植物,設置景石,形成特色道路景觀。
結合綠地尤其是大型綠地、游園的雨水收集系統,可以解決部分灌溉用水的需求,它主要分為兩種:一種是地上雨水收集系統,就是利用地形、園路、明溝、景觀水系等將雨水匯集于綠地設計的人工湖、水塘中,雨水一部分在徑流過程中自然滲入地下,另一部分流入水塘、人工湖,干旱時作為灌溉用水。另一種方法是在綠地用地緊張,不適于建設水塘、人工湖的情況下,將收集的雨水通過過濾后引入地下蓄水池,供旱時抽取使用。
利用屋頂做集雨面的雨水集蓄利用系統主要用于家庭、公共和工業等方面的非飲用水,如澆灌、沖廁、洗衣、冷卻循環等中水系統,可節約飲用水,減輕城市排水和處理系統的負荷,減少污染物排放量和改善生態環境等多種效益。
該系統又可分為單體建筑物分散式系統和建筑群集中式系統。由雨水匯集區、輸水管系、截污裝置、儲存、凈化和配水等幾部分組成。有時還設滲透設施與貯水池溢流管相連,使超過儲存容量的部分溢流雨水滲透。
在新建生活小區、公園或類似的環境條件較好的城市園區,可將區內屋面、綠地和路面的雨水徑流收集利用,達到更顯著削減城市暴雨徑流量和非點源污染物排放量、優化小區水系統、減少水澇和改善環境等效果。因這種系統較大,涉及面更寬,需要處理好初期雨水截污、凈化、綠地與道路高程、室內外雨水收集排放系統等環節和各種關系。
城市道路雨水徑流量大,而且利用成本相對來說最低,合理的收集利用道路雨水可以很好的補充城市淡水資源;在大型綠地、游園中設置雨水收集系統,要在綠地規劃之初就統籌考慮,系統規劃。以結合了地形、水景地上雨水收集系統為例,這一系統不會直接增加建設成本,而且可以補充水景用水、產生景觀效益。以上兩種雨水利用方式可行性高,利用成本低,對我市現有設施進行改造即可實現。屋面雨水收集系統和小區雨水收集系統相對成本較高,它的推廣使用主要適合在新建生活小區、環境條件較好的城市園區,而且應該在小區或園區基礎設施建設時同步完成,屋面雨水收集系統和小區雨水收集系統更注重長遠的經濟效益和生態效益。是今后城市住宅園區、現代化工業園區的節水利用趨勢。
對雨水利用途徑的研究一直是近年來的熱門,主要是因為城市水資源緊張以及人們意識到了雨水利用的巨大潛力,現階段我市對雨水的主要利用途徑包括:結合城市道路的雨水滲透、收集系統;與綠地地形及水景設計相結合的雨水滲透、收集系統;屋面雨水收集系統;小區雨水綜合收集系統等。我們應該通過研究,繼續尋找更好、更先進、更完善的雨水利用技術,以提高雨水利用率,同時還要在全社會推廣雨水集蓄利用的觀念、方法和先進經驗,讓雨水利用系統成為城市建筑、道路、公共綠地等基礎設施配套的建設項目,形成全面開展雨水集蓄利用的大好局面,這也將會帶來巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。開展雨水集蓄利用研究無論對節約型城市園林建設以及節約型社會建設都具有十分重要的意義。
現代城市雨水利用是一項涉及多學科的、復雜的系統工程,在選擇雨水利用系統方案時,要特別注意地域及現場各種條件的差異,即使在同一個城市,由于項目間各種因素和條件的不同,宜采用的方案也可能完全不同。
中國是一個城市化快速發展的國家,雨水問題是城市水環境和水資源的主要制約因素,為了實現建立生態城市的目標,必須選擇可持續發展的道路。城市雨水利用是解決城市水資源短缺、減少城市洪災的有效途徑,同時城市雨水徑流污染控制也是改善城市生態環境的重要組成部分,應完善相關政策法規,將雨水利用與雨水徑流污染控制、城市防洪、生態環境的改善相結合,應堅持技術和非技術措施并重,因地制宜,擇優選用,兼顧經濟效益、環境效益和社會效益,標本兼治,促進城市水資源和水環境的可持續發展。
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