文/賀俊琪,開封市市政工程設計研究有限公司
海綿城市建設的城市雨水處理技術淺談
文/賀俊琪,開封市市政工程設計研究有限公司
海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的彈性,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。有些國家也叫做城市雨水管理。海綿城市對減輕城市內澇、防止沖蝕和保持水量平衡有著重要作用,同時對保護水生態、減輕城市防洪壓力具有一定作用。
海綿城市;城市雨水;處理技術
城市雨水利用將大大緩解城市水資源短缺的壓力,有效節約城市水資源,利用雨水處理設備有效的將雨水實施回收利用,提高了經濟效益。
要求:①區域雨水多年平均徑流總量控制率不低于80%;②年徑流污染削減率(一般以年SS總量去除率計)不低于50%;③單位不透水面積調蓄容積:對于政府投資的新建公共建筑,單體屋面正投影面積超過2000m2的,每1000m2不透水面積,應配建不小于25m3的雨水調蓄設施;④新建小區下沉式綠地率不宜低于50%;⑤新建小區,除機動車道以外的硬化地面,透水鋪裝率不宜低于75%;⑥新建小區建筑綠色屋面綠化率不宜低于20%。
隨著城市工業的迅速發展,水資源短缺問題已越來越明顯,而雨水收集、回收利用系統能幫助人們充分利用雨水,既可緩解城市對自來水依賴,又能解決水源污染,最終達到節能減排、低碳環保的目的。
將城市雨水收集、利用的效益顯著,可以大大減少城市地面雨水徑流量,控制城市雨水徑流污染和防治城市水土資源流失,減輕城市暴雨時對排水管網的排水壓力,減輕污水處理廠的負荷,提高污水處理廠的處理效率;可以滯納削減暴雨洪峰,減少城市徑流量,減緩城市徑流速度,減緩暴雨的匯流時間,滯蓄雨水,錯滯洪峰,有利于減輕城市洪澇災害的壓力,減少城市排水系統在暴雨期間的排水壓力。也減少由政府投入的用于建設大型污水處理廠、收集污水管線和擴建排洪設施的資金。
雨水回收利用可有效用于灌溉城市草坪、綠地、汁地,道路、車輛沖洗、城市景觀用水、消防用水、工業用水等。整套污水處理系統可埋設在地卜,增加城市綠地面積,有效利用城市空問,減少維護,維修的難度。雨水收集、回收利用系統的處理工藝是將全部雨水處理后進行分流排放及收集,徹底解決污染雨水二次轉移的問題。
將屋面上產生的降雨徑流通過雨水管道收集,經棄除初期徑流等適當的處理后流入雨水收集設施備用,雨水收集設施可以通過建造蓄水池、安裝儲雨桶等方式完成,根據水質情況可以通過自流或者微小型水泵用于灌溉綠地、洗車沖廁、噴灑路面、中央空調冷卻補水等多種回用方式。蓄水池等設置溢流口,降雨超過設計標準,將多余雨水溢流至景觀水體或市政管道。蓄水池可根據雨水的用途、綠地的分布確定位置、個數及容積。處理方法可依據回用水的水質要求選擇。該方式適合于每日有穩定用水量的情況,結合綠色屋頂技術可以使多年平均屋面雨水的利用率在75%以上,能夠增加較多的雨水使用量。同時,能減小市政雨水管道的排澇壓力。
鋪磚地面包括區域內的庭院、廣場、人行道、自行車道、停車場和車流量較少的非機動車道,其雨水利用模式主要包括以下措施。(1)透水地面下滲雨水。對地面采用透水鋪裝形式,將雨水通過透水性面層、墊層入滲到基層土壤。當鋪裝地面與綠地相連接時,鋪裝地面應高于周圍綠地5~10cm,坡向綠地超過下滲能力時所產生的地面徑流可流入綠地。(2)透水地面雨水收集利用。將不透水地面的超滲雨水徑流或滲透到墊層的雨水收集起來,經處理后流入蓄水池供回用。
綠地雨水利用技術也叫生物儲水。(1)下凹式綠地。對于土壤滲透性較好的綠地,采用下凹式綠地下滲雨水。綠地宜低于周圍地面5~10cm,特別在鋪裝地面與綠地連接處應下凹5~10cm,使硬化鋪裝地面雨水能自流入綠地。下凹式綠地的設計標準可采用2~5年一遇降雨,不僅綠地本身無徑流外排,還可消納相同面積不透水鋪磚地面的雨水徑流。這要求綠地土壤及下部地層的透水性良好,綠地內植物品種和布局要滿足耐淹等要求。綠地低洼處宜設置雨水口,其頂面標高應高于綠地20~50mm,以便超標準雨水排出。綠地入滲設有滯蓄容積,有效容積應能調蓄系統積水歷時內的蓄積雨水量。(2)下凹式綠地+增滲設施。對于土壤滲透性一般或較差的綠地可在下凹式綠地內建設增滲設施,使其同樣達到消納綠地本身和外部相同不透水面積的效果。增滲設施包括滲水槽、滲水井等。綠地可有適當起伏,在低洼處設置雨水口,將超過設計降雨的徑流或綠地內長草木耐淹范圍內積水引流至增滲設施或市政雨水管道。
(1)兩側透水人行道+下凹式綠地+環保型道路雨水口。將城市機動車道兩側的人行道鋪裝成透水人行道,坡向兩側的下凹式綠地,機動車主管道采用環保型雨水口,將機動車道的初期雨水和較大的污染物攔截后排入下游管道。(2)兩側透水人行道+下凹式綠地+綠地雨水口。人行道和綠化帶的做法同上,將雨水口做在綠地內。硬化路面的雨水排入綠地滯蓄和入滲后,超過標準的雨水在經綠地雨水口排入市政雨水管道。
海綿城市的建設沒有固定模式,要根據國情、城市地理環境、人口以及土地資源等因素綜合考慮,但總體的理念是一致的,就是在最大限度地不擾動原有的河湖、濕地、坑塘等原有“海綿體”的基礎上,通過滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,將雨水吸納、蓄滯、緩釋和利用,從而達到水質保護、防止沖蝕、保持水量平衡和減澇的目的。需要指出的是,海綿城市的內涵不應人為的擴大化,在解決因洪致澇、水體污染方面還需要輔以其他工程和技術措施來治理。
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