国内外城市雨水利用发展现状分析

2017-01-22 11:01董春君黄阳阳赵怡超
中国资源综合利用 2017年5期
关键词:雨水利用

董春君,黄阳阳,赵怡超,陆 海

(1.吉林建筑大学 市政与环境工程学院,长春 130118;2.长春科技学院 建筑工程学院,长春 130022)

国内外城市雨水利用发展现状分析

董春君1,黄阳阳1,赵怡超1,陆 海2

(1.吉林建筑大学 市政与环境工程学院,长春 130118;2.长春科技学院 建筑工程学院,长春 130022)

本文介绍了城市雨水利用的发展概况,分析了德国、荷兰、美国、日本等发达国家在雨水利用法规建立、技术研究、工程应用等方面的先进经验,介绍了我国在城市雨水利用方面所取得的新进展,总结了我国在雨水利用方面存在的不足和今后的发展方向。

国内外;雨水利用;现状分析;雨水开发;雨水调蓄

1 城市雨水利用发展概况

雨水利用是一种古老的传统技术,数千年来一直为人们所采用,尤其是在缺水国家和地区更是得到了广泛的应用。随着人类社会的进步和技术发展,尤其是由于社会和城市化带来水资源紧缺和生态恶化的尖锐矛盾,雨水利用技术逐步受到重视并有了很大进步,对城市雨水利用更赋予了新的和广泛的含义,涉及到更多、更复杂的问题和技术。现代意义上的城市雨水利用不仅涉及到水资源的保护与利用,还与排水系统等基础设施的建设、城市生态环境、城镇与园区规划、建筑与园林景观等有着密切的联系,并因此出现雨水的直接收集利用与渗透间接利用、雨水的调蓄排放与洪涝的控制、雨水的污染控制与净化处理等技术领域。美国等一些发达国家形成了包括这些方面的一个学科领域——“城市暴雨管理”,并且方兴未艾[1]。

近20年来,城市雨水利用技术得到了迅速发展。以色列、非洲、印度、中国等国家,修建了数量众多的雨水收集利用系统。美国、加拿大、德国、日本、澳大利亚、新西兰等发达国家也开展了不同规模和不同内容的雨水利用研究和实施计划。许多国家开展了相关的研究并建成大量不同类型和规模的工程,包括住宅区、学校、公园、各种场馆及其他建筑群等场所汇集雨水的收集利用设施;各种削减、调节雨水径流、补充地下水资源的渗透设施和调蓄设施;雨水径流污染控制与净化设施等[1]。

2 国外城市雨水利用现状

德国是世界上城市雨水利用技术最发达的国家之一。早在1989年德国就出台了雨水利用设施标准,对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计、施工和运行管理、过滤、调蓄、控制和监测等方面制定了标准[2]。德国的城市雨水利用方式有三种模式:一是建立屋面雨水集蓄系统,收集的雨水经过处理达到杂用水水质标准后,出售给公共管理部门、企事业单位或家庭用作非饮用水,如街区公共厕所冲洗、公共场所和街道洒水、洗车和绿化等。二是建立雨水及截污处理和公共渗透系统。通过政策法规的约束,强调从城市分别排出的雨水和污水不能直接进入河道,必须由公司承包的处理系统对雨水和污水进行处理,然后将处理好的水排向河道,或者将处理好的雨水直接出售给企事业单位或个人用户。三是建设生态小区雨水利用系统。有的公司承包小区的湿地和草坪维护,并制定有相应的维护标准。沿着排水道,在小区修建渗透浅沟,表面种植草皮,供雨水径流流过时下渗,超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地,作为水景或继续下渗。

荷兰尽管雨量充沛,水资源丰富,但是人们普遍具有很高的水资源意识和环境意识,对雨水资源的开发利用非常重视,几乎所有大型建筑物都有雨水收集系统,利用雨水调控地下水位技术和雨水利用技术非常先进。荷兰对雨水的质量要求很高,在雨水收集利用的重点地区,不仅用机械方法净化雨水,而且经过生物化学处理获得高品质的雨水,其自动化程度和创新方法在发达国家中亦位于前列[2]。

美国是一个地域辽阔、资源丰富的国家,对水资源的保护极为重视,在雨水利用技术上,尤其重视利用雨水对地下水资源的开发利用和养护,并建立了大量屋顶蓄水和入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。为取得雨水利用的多种效益,美国的第二代“最佳管理法案”强调了自然条件和景观结合的生态设计,普遍建设植被缓冲带、植物浅沟、湿地等,以获得环境、生态、景观等多重效益。20世纪90年代初,美国提出了“低影响开发”雨洪控制管理理念,从源头进行降雨径流污染的控制和管理,其基本原理是通过分散的、小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染物的控制,并综合采用入渗、过滤、蒸发和蓄流等多种方式来减少径流排水量,使开发后城市的水文调节能力接近开发之前的状况。

日本是亚洲重视城市雨水利用的典范,十分重视环境、资源的保护。日本不仅积极倡导农业方面的雨水利用,在一些大城市,利用屋顶设计雨水收集装置,供冲洗厕所、城市环保或绿化之用,节约水资源。全日本有数千项雨水利用实例,包括区域性雨水利用设施、学校、公园、事务所大楼、大规模运动场馆等公共设施、住宅区、单体住宅及其他类型的各种雨水利用系统。日本城市雨水利用主要有三种方式:调蓄渗透;调蓄净化后利用;利用人工或天然水体调蓄雨水,提供环境用水和改善城市、住区和公园等场所的水生态环境,三种方式都有很多成功的实例。

另外,北欧地区也一直在研究雨水的利用问题,并具有一定的成功实例。

3 国内城市雨水利用现状

我国现代城市的雨水利用技术研究和应用始于20世纪90年代末,近20年发展较快,许多大中城市的雨水利用技术和水平已经显示出良好的发展势头[3]。北京走在全国的前列,在全国较早启动“城区雨洪控制与利用示范工程”,如第十五中学雨水利用工程、北京西城区华嘉小学雨水与景观工程、北京东城区青年湖雨水利用与景观系统、海淀区政府大院雨水利用工程、丰台区工会雨水利用工程、奥运会场馆的雨水利用工程等。继北京之后,郑州、西安、深圳、天津、青岛、上海、南京、大连等许多城市也陆续开展了相关研究,济源市等一些小城市的雨水利用工程也正在逐步开展。

2014年,北京市完成了公园综合水利用改造、雨水收集池、透水路面、下凹式绿地等250余处城镇雨水利用工程,蓄水容积达到1.6万m3[4]。截至2014年底,北京市已建成城镇雨水利用工程967处,雨水综合利用能力达2 153万m3,2014年一年累计收集利用雨水量2 781万m3,相当于14个昆明湖的蓄水量;而陕西西安市也已建成雨水收集利用示范项目21个,年雨水收集量达27.7万m3,大致相当于西安护城河朱雀门至建国门段的蓄水量。

从总体来看,我国的雨水利用理论研究比较深入,但是雨水利用技术还处于初期阶段,雨水利用规模还没有形成,各地政府出台的雨水利用规划零星、分散、简单,全国性雨水利用的规章条例尚待完善,特别是积极开发利用雨水的重要性,还有待于人们进一步认识和提高。归纳起来,我国雨水利用方面存在四个方面的问题:一是雨水利用的政策法规缺失;二是雨水利用技术落后;三是人们的雨水资源意识淡薄;四是宣传教育的力度和广度不够[5]。

4 结论

综合分析比较国内外雨水的利用现状后发现,我国雨水利用意识还很淡薄,雨水利用技术还处于初步阶段,须向国外发达国家学习和借鉴宝贵经验。雨水利用技术的发展和雨水利用工程的建设,是一个循序渐进的过程,须结合新城区的建设和老城区的改造而逐步进行。

1 车 武,李俊奇.从第十届国际雨水利用大会看国内外城市雨水利用的现状与趋势[J].给水排水,2002,28(2):12-14.

2 汪慧贞,车 武.城区雨水渗透设施计算方法及关键参数[J].给水排水,2001,27(11):18-23.

3 车 武,刘 红,汪慧贞,等.北京市屋面雨水污染及利用研究[J].中国给水排水,2001,17(6):57-61.

4 车 武,李俊奇,等.对城市雨水地下回灌的分析[J].城市环境与城市生态,2001,14(4):28-30.

5 王 琳.城市水资源短缺与雨水收集利用[J].给水排水,2001,27(2):1-3.

Analysis on Current Situation of Urban Rainwater Utilization in China and Abroad

Dong Chunjun1, Huang Yangyang1, Zhao Yichao1, Lu Hai2
(1.School of Municipal and Environmental Engineering, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118, China; 2.Changchun Institute of Technology, Institute of Architectural Engineering, Changchun 130022, China)

The development of city rainwater utilization were introduced, analyzed the advanced experience of developed countries such as Germany, Holland, the United States and Japan, in the establishment of rainwater utilization regulations technology research and engineering applications, introduced in China in the progress of city rainwater utilization,summarizes the problems existing in the Chinese the rainwater utilization and the development direction in the future.

domestic and foreign; rainwater utilization; current situation analysis; rainwater development; rainwater storage

TV213.9

A

1008-9500(2017)05-0030-03

2017-03-10

本文系吉林省大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201610191133)的阶段性研究成果。

董春君(1995-),女,山东烟台人,本科在读,给排水科学与工程专业。

陆海,Email:haimm110@126.com

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