王帅
摘 要:随着可利用水资源的口趋紧张,雨水以其处理成木低廉,处理方法简单等优点,而成为一种新的可利用水资源,文章从建筑小区雨水利用系统的概念入手,简单介绍了目前国内外几种主要的雨水利用系统,并指出加大建筑小区雨水利用对我国具有重大意义。
关键词:建筑小区;雨水利用;水资源
中国的城市开发建设进程不断加快,设计师和管理人员将更加重视城市的可持续发展和生态环境的改善,在提高城市居住舒适性的同时尽量减少资源消耗。最近几年,城市雨水的收集、循环利用愈来愈受到重视。雨水系统作为生态小区的一个子系统发挥着重要作用。雨水的生态循环和再利用,还有许多观念、技术和管理模式须推广采用。目前,我国城市中的排水设施均采用硬质渠化的措施,地面铺装和地下水排水管网均是以尽快汇集排除地面径流为目标,使降落的雨水尽快向城市中的各种河道聚集,来不及渗入地下。小区中硬质铺装多采用水泥混凝土和砌块砖铺砌而成,透水性差,雨水难以从硬质铺装下渗。而在现代小区中,应考虑雨水的污染控制、渗透、滞留和净化回用。
1 小区雨水回收利用的必要性
1.1 背景概述。随着城市经济的快速发展,城市用水量口益增大,其中绿地、种草栽花、植树造林、道路除尘、洗车、消防等用水,己经占据城市用水的很大比例,但这些用水对水质的要求并不高,全部采用自来水在很大程度上是一种严重的资源、人力、水的浪费。因此,小区雨水的回收利用是有效缓解城市生活供水压力的有效途径之一。
1.2 国内外雨水回收利用现状。我国自20世纪90年代以来,雨水回收和利用在部分地区得到较快的发展,产生了可观的经济效益和生态效益。尤其是北京市在城市雨水资源化利用方面己经有了切实可行的雨水回收利用方案。其他一些城市也在一定程度上取得了可喜的进展,比如:在南京,由银城房地产公司开发的银城东苑小区,该小区利用水循环处理的办法,成功地将雨水净化后形成了丰富的水景,绿化浇水、洗车等均使用处理后的雨水,年节约自来水12万。加上南京己启用的聚福园小区节水设施,和己开建的西堤国际雨水处理系统,南京目前己有3个雨水回收利用小区。
德国、美国、新加坡、月一麦、口木等国在雨水利用上都取得很好的成效,其成功经验很有借鉴价值。目前,德国城市雨水利用己进入标准化、产业化阶段。德国还制定了有关雨水利用的法律法规:新建小区,若无雨水利用措施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费;美国也制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持。
1.3 小区雨水回收利用的意义。小区雨水利用的意义主要表现在以下方面:(1)小区雨水资源就地利用,可减少暴雨径流,降低径流中携带的大量污染物排入水系统所造成的污染,削减洪峰流量,减轻防洪压力。(2)小区雨水利用可极大地促进雨水向地下水供给,有利于解决部分区域地面沉降问题。(3)雨水利用可与生态小区内的景观设计结合起来,提供设计所需消耗的水资源。
2 小区雨水利用的方式
2.1 雨水直接利用。雨水直接利用的用途一般首先考虑绿化、冲洗道路、停车场、洗车、景观用水、建筑工地用水等杂用水,有条件时还可作为洗衣、冷却循环、冲厕和消防等补充用水。在严重缺水的城市也可作为饮用水水源。雨水直接利用可以是建筑单体雨水利用系统,也可以是建筑群或园区雨水利用系统。雨水直接利用的净化工艺主要根据径流雨水的水质、水量和雨水处理后所要达到的程度而定。
2.2 雨水间接利用(渗透)。雨水渗透既是间接的雨水利用技术,也是雨水径流污染控制的有效方法之一。其目的包括减少径流雨水量,补充涵养地下水资源,改善生态环境,防止地面沉降,减轻城区水涝危害和水体污染等。相对来讲,我国北方大部分城市降雨量相对少而集中、蒸发量大、地下水利用比例较大,雨水渗透技术的优点更为突出。
2.3 园区雨水综合利用系统。雨水综合利用系统是利用生态学、工程学、经济学原理,通过人工净化和自然净化的结合,雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合的综合性设计,从而实现建筑、园林、景观和水系的协调统一,实现经济效益和环境效益的统一。这种系统具有良好的可持续性,能实现效益最大化,达到意想不到的效果。具体作法和规模依据园区特点而不同,一般包括屋顶绿化、水景、渗透、雨水回用、收集与排放系统等。有些还包括太阳能、风能利用和水景于一体的花园式生态建筑。
3 小区雨水系统优化设计
3.1 水量平衡分析。根据水量盈亏平衡情况对雨水收集利用、渗透、排放等进行合理分配,从而确定各部分的设计规模。水量平衡分析可以按年、月或雨季两场雨之间平均间隔天数等来分析算。由于我国地域广阔,不同地区降雨时空分布差异较大,故应根据当地多年降雨规律和该小区可调蓄容量等因素确定。水量平衡设计时应与小区景观等用水进行综合规划设计,雨水直接利用首先应满足绿化、喷洒道路、洗车等杂用水要求,并尽量提高循环利用水量。经过合理的规划设计,可实现设计重现期下雨水的零排放。
3.2 设计考虑充分利用雨水。现行小区道路的设计标高大多比绿地的标高要低,雨水从绿地流向硬地和排水道中,由于初期雨水携带泥沙量较大,致使排水设施容易淤塞,植物大多却要依靠自来水浇灌生长。导致目前城市中的植物不仅保持不了水土,相反却消耗了地下水。规划设计时可以考虑将草坪置于地面以下20cm左右的坑洼地中,树木植于地面以下30~50cm的坑洼地中,并尽量减少不必要的硬地。硬地表面的雨水流入绿地并下渗,使植物生长茂盛,地下水位得以提高。这样既可节约大量绿化用水,又可减少清洁的工作量。硬质铺装也应改变过去迅速疏导路面积水的做法,应用透水型铺装使雨水回渗地下。在德国与日本等国,透水型铺装已获得广泛应用,形成生产、施工、维护的一系列配套体系。在停车场、广场、人行道上广泛应用透水型铺装具有重要的意义。自然的植物环境是由乔灌草形成的生态群落,能够在很大程度上涵养水分、保持水土、减少地表径流、促进大气中水循环。然而,现在的绿地中过多的人工草坪,其根系浅,雨季不能吸收大量的降水,平时还要人工浇灌,浪费珍贵的水资源。因而,在绿地系统中应以乔灌草组成的群落为主,维护良好生态环境。
3.3 雨水净化工艺和规模的确定。研究表明,城市径流雨水水质因径流表面材料、气温、降雨量、降雨强度、降雨间隔时间等条件不同而变化;不同的用途也要求不同的水质标准和水量,故应根据收集雨水水质和用水水质标准以及相应水量要求来确定净化工艺和规模。
4 结语
通过上述小区雨水系统的运行及经济比较,证明实践中采用的雨水处理系统,在经济及实用性上具有可行性。雨水的收集利用在水资源日益缺乏的中国已是刻不容缓。我国在雨水收集利用与城市规划相结合方面的研究正在逐步深入。通过借鉴国外先进技术,与中国实际情况相结合,并着手解决出现的新问题是雨水收集利用研究与实践的当务之急。
参考文献
[1] 吴普特,黄占斌,高建恩,等.人工汇集雨水利用技术研究[M].郑州:黄河水利出版社,2002.
[2] 黄玉璋.北京城市小区雨水再生水利用研究与示范[C].2002年全国城市水利学术研讨套论文集,2002.