城市水资源利用策略与效益研究

来源:期刊VIP网所属分类:水利发布时间:2012-03-08浏览:

0  引言
全球气候变暖程度的加深,加快了水文循环的过程,全年降水总量和降水极值的总量和频率也受到很多影响。近年来,持续干旱、短历时强降雨、泥石流等强地质灾害明显增多,造成的巨大生命财产损失。另一方面,我国又是一个严重缺水的国家之一,尤其是随着城市化步伐的加快,城市用水极其紧张,如何趋利避害,合理利用雨洪资源,是城市水资源工作者需要高度关注的问题。
雨水是地球水循环中一个极其重要的组成部分,雨水在保持水土,调节气候方面具有不可替代性。而洪水是地表水的极端蓄积形式,处理得当,同样可以变害为宝,为人类造福。采取科学合理的措施对雨洪水资源进行集蓄利用,可有效缓解城市水资源紧缺的局面,是目前城市水资源的一种开源节流的有效途径。
目前我国的工业化、城市化以前所未有的速度发展,与此同时,水资源的短缺问题也日益加剧,水资源供需矛盾日益突出。随着城区面积的扩大,混凝土和沥青路面的增多,不透水面积增加,导致径流系数增大,暴雨汇流迅速,致使城区的排水管网承受力增大,使路面短时间汇聚大面积的积水,给城市交通以及人们日常生活带来诸多不便。因此,建立实用的雨洪控制与利用技术体系和推广应用体系,以充分利用雨水,缓解水资源危机、削减洪峰流量,确保城市防洪安全,是摆在我国城市发展面前的一项重要工作。随着建设节水型社会进程的加快,雨水资源化问题是建设节水型社会的有效途径之一。
1  雨水利用的现状和存在问题
目前我国雨水利用方面还未形成意识,缺乏对雨水资源利用的经验。雨水虽作为世界公认的水资源的新财富,但在城市规划、改造、建设时没能把雨水利用引起足够的重视。把解决普遍存在的城市缺水问题寄希望于外部调水或超采地下水。雨水回收利用就需要从城市建设规划之初就考虑雨水资源的回收利用。城市的迅速发展和人口高度集中决定了城市需要大量的水资源,而城市雨水利用本身就是一种节水措施。利用雨水作中水或中水补充水,也可用作城市消防或非常时期的补充水源,节约城市水资源。
2 雨水回收利用措施
2.1雨水的收集及储存技术措施
2.1.1 绿地雨水收集
在城市水资源消耗中,园林行业所占比重最大。对天然的雨水进行有效收集,再利用到园林灌溉上,将极大地缓解城市水资源短缺的现状。雨水经过绿地后,会有相当一部分被截留在绿地土壤中,但仍有一部分多余的雨水会以地面径流的方式浪费掉,而这部分水经过绿地后,得到大幅度的净化,有很高的利用价值,因此可以考虑收集起来加以利用。绿地的雨水收集可以采取建造雨水贮留设施的方法,雨水贮留设施可分为地面蓄水和地下蓄水两种:
地面蓄水设施可以就地势而建,最好能与城市网管相衔接,并配以适当的引水设施,能很好地蓄存雨水径流,而这些雨水可以直接用于园林绿化、道路及绿化带的喷洒等。地下蓄水则是把雨水就地入渗,使更多雨水留在城市境内并渗入地下以补充地下水。
2.1.2 雨水渗透措施
在雨水渗透方面,要视具体工程而定。在新建居民小区中,可将渗透地面、绿地、渗透池、渗透井和渗透管等组合成一个渗透系统。这个系统中各组成装置可发挥各自优势,取长补短。小区中的绿地除净化空气的作用外,在雨季来临时,可起到截留净化部分垃圾杂质的作用。当强降雨发生时,光靠绿地不足以消化渗透时,超出部分进入渗透池,集中把雨水储蓄起来,如果渗透池满,溢流雨水再通过渗井和滤管下渗,可以提高系统效率并保证安全运行。
一方面,尽可能减少封闭路面, 增加城市绿化植被面积。采用在绿色植被与土壤之间增设贮水层、 透水层等办法, 充分利用植物以及土壤的净化作用以及渗滤作用,减少雨水对城市地下水的污染,并可有效补偿地下水的过度开采。另一方面, 在排放雨水径流时, 将传统的非渗透雨水管改为渗透管或穿孔管, 管周围回填砾石。渗透管沟兼有渗透和排放两种功能,可以有效地涵养地下水。
采用各种雨水渗透设施,让雨水回灌地下,补充涵养地下水资源,是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝改善生态环境等多种效益。
2.2 雨水回收利用推广手段
2.2.1 新建小区工程
在城市新建居民小区,城市规划部门要积极发挥作用,做好统筹规划工作,要在规划设计阶段实施雨水利用的新理念,要与小区楼体建设同步进行雨洪利用系统项目建设。
一般的,居民小区雨洪利用工程主要有:楼房雨水管道架设和小区道路两旁雨水管道铺设,此间的雨水收集、处理后,主要用于小区内园林景观及绿化带补水和回灌地下水。部分车行道和人行道尽量改变传统的沥青混凝土原料,可改铺装为透水地面,增加雨水渗透面积。
居民小区雨洪利用系统基本流程为:楼房屋顶和楼前透水地面与部分不透水道路的雨水,经去除初雨、沉淀过滤后进入回灌井回补地下,同时在沉淀池内安装水泵,抽取沉淀后的雨水补充人工湖的耗水。超过设计标准的降雨径流,通过溢流堰溢流到外部的市政雨水管道。
2.2.2  城市公园工程
目前大多数公园建筑多以亭台楼阁、花坛假山、草坪绿地为主,公园雨洪利用也主要是围绕这些建筑展开设计。一般的,可在凉亭屋顶设计时,直接使雨水导入周围绿地回灌地下,并在绿地内加设渗井、渗沟等辅助设施增加入渗能力。同时可视实际情况,在假山等景点处依势设置起伏地形,人为的营造低洼面,再结合园路整体建设,适当加设渗透管沟,使雨水尽可能多的入渗。
公园的建筑物大多分散在广场周围,可结合实际情况可在广场一侧建设一套雨水处理与贮存系统,广场及周围建筑物所产生的径流通过雨水口进入雨水利用系统,然后汇入雨水处理与贮存系统。超过设计标准的雨水将排入市政管网。
3  效益分析  
3.1 社会效益
目前为满足城市的发展不断,我省很多城市纷纷超采地下水,造成地下水位不断下降。兴建雨水集蓄工程后,可充分利用汛期雨量较为充沛的有利条件,蓄集雨水,提高雨水利用水平,对衡水市区防洪减灾,保持水土、保护生态平衡都具有积极的推动作用。有利于当地社会经济的持续、快速、健康发展,为建设人水和谐的城市奠定基础。
3.2  经济效益
雨水集蓄利用工程适合我市集水工程分散特点,维护费用低,使用时间较长,使之能发挥最大的效益。工程项目实施后,城市及小区绿地用水得到解决,可为降低城市用水消耗,提高水资源利用效率有利于推进和谐城市的建设步伐。
3.3 生态效益
雨水集蓄工程有利于改善衡水的生态环境。修建蓄水池等节水工程之后,有了替代灌溉用水,提高了水资源的使用效率,促进人与自然和谐发展。蓄水池等节水工程有效地拦蓄径流,削减集中降雨形成的洪峰,减少因洪水而对城市造成的危害,从而减少损失,变有害为有利,是城市水土保持的一项有效措施。

4  结语

城市雨洪水资源的利用的理念与实施是改善城市水资源危机的有效手段。实施雨水集蓄利用工程,不仅可以缓解水资源短缺的压力,增加经济生活发展所需水资源量,而且降低了城市排水管网负荷,节约了市政建设投资。可以说雨水利用是增加城市水资源量、减轻城市排水和河道行洪压力,保证城市防洪安全和回补地下水的重要措施。

期刊VIP网,您身边的高端学术顾问

文章名称: 城市水资源利用策略与效益研究

文章地址: http://www.qikanvip.com/shuili/1246.html