0 引言
我國是壹個水資源緊缺的國家,全國600多座大中城市中,有400多座缺水。據預測,到21世紀中葉,我國的貧水狀況將達到高峰。因此,如何最大限度地節流、開源,已越來越受到國內有關人士的關註。在這些思路中,人們普遍註意的是汙水回用,卻忽略了水資源的另壹個重要組成部分,那就是雨水資源。雨水回用不僅是水資源開源、節流的壹條有效途徑,而且對生態環境的改善、水汙染的控制等方面都具有重大意義。
1 國內外雨水利用情況
在壹些發達國家,已經認識到早期快速城市化對生態環境帶來的負面影響,20世紀80年代開始重視建築雨水資源化和雨水的收集利用,其經驗和方法對於中國不無借鑒意義。
1.1美國美國的雨水利用常以提高天然入滲能辦為目的。1993年大水之後,美國興建地下隧道蓄水系統,讓洪水迂回滯留於曾經被堤防保護的土地中,既利用了洪水的生態環境功能,同時減輕了地區的防洪壓力。美國的關島、維爾金島廣泛利用雨水進行草地灌溉和沖洗。美國不但重視工程措施,而且制定了相應的法律法規對雨水利用給予支持,如制定了《雨水利用條例》。其他重要條例規定了新開發區的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發前的水平,所有新開發區必須實行強制的“就地滯洪蓄水”。
1.2中國我國建築雨水利用雖具有悠久的歷史,而真正意義上的建築雨水利用的研究與應用卻從20世紀80年代開始,並於90年代發展起來。但總的來說技術還較落後,缺乏系統性,更缺少法律、法規保障體系。20世紀90年代以後,我國特大城市的壹些建築物已建有雨水收集系統,但是沒有處理和回用系統。比較典型的有山東的長島縣、大連的獐子島和浙江省舟山市葫蘆島等雨水集流利用工程。
我國大中城市的雨水利用基本處於探索與研究階段,北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開展研究,已顯示出良好的發展勢頭。由於缺水形勢嚴峻,北京市開展的步伐較快。北京市水利局和德國埃森大學的示範小區雨水利用合作項目於2000年開始啟動i北京市政設計院開始立項編制雨水利用設計指南;北京市政府66號令(2000年12月1日)中也明確要求開展市區的雨水利用工程等。
2 建築雨水資源回收
壹般模式是將屋頂雨水通過雨漏管收集,通過分散或集中過濾除去徑流中顆粒物質,然後將水引入蓄水池貯蓄,再通過水泵輸送至用水單元。壹般用於沖洗廁所或灌溉綠地等。
2.1雨水的收集建築工程中的雨水收集有三種方式:①建築物屋頂綠化,雨水應該集中引入綠地、透水路面,或引入儲水設施蓄存;②地面綠化的庭院、廣場、人行道等,應該首先選用透水材料鋪裝或建設匯流設施,將雨水引入透水區域或儲水設施中;③地面是城市主幹道等基礎設施,應該結合沿線綠化灌溉建設雨水利用設施。此外,居民小區也將安裝簡單的雨水收集和利用設施,雨水通過這些設施收集到壹起,經過簡單的過濾處理,就可以用來建設觀賞水景、澆灌小區內綠地、沖刷路面,或供小區居民洗車和沖洗馬桶,這樣不但節約了大量自來水,還可以為居民節省大量水費。
2.2雨水的處理雨水收集後的處理過程,與壹般的水處理過程相似,唯壹不同的是雨水的水質明顯的比壹般回收水的水質好依據試驗研究顯示,雨水除了pH值較低(平均約在5.6左右)以外,初期降雨所帶入的收集面汙染物或泥砂,是最大的問題所在。而壹般的汙染物(如樹葉等)可經由篩網篩除,泥砂則可經由沈澱及過濾的處理過程加以去除。這些設備的組合與處理容量需在經濟與集水區條件考慮下來調整其大小。處理方法與裝置則主要取決於:①集水方式;②雨水取用目的與處理水質的目標;③收集面積與雨水流量;④建設計劃與相關的條件;⑤經濟能力與管理維護條件。
屋頂集水壹般以下述程序來處理所收集的雨水:
集水→篩選→沈澱→砂濾→停留槽→消毒(視情況而定)→處理水槽(供水槽)
雨水的處理設備包括有篩網槽以及兩個沈澱槽。沈澱槽下方則設有清洗排泥管,用來方便槽底淤泥的清洗排除,維持沈澱槽的循環使用。
2.3雨水的供應雨水的使用,在未經過妥善處理前(如消毒等),壹般建議用於替代不與人體接觸的用水(如衛生用水、澆灌花木等)為主。也可將所收集下來的雨水,經處理與儲存的過程後,用水泵將雨水提升至頂樓的水塔,供廁所的沖洗使用。另外,如與人接觸的用水,仍以自來水供應。雨水除了可以作為街廁口洗用水外,也可作為其它用水如空調冷卻水、消防用水、洗車用水、花草澆灌、景觀用水、道路清洗等均可使用。
通常利用雨水貯留滲透的場所壹般為公園、綠地、庭院、停車場、建築物、運動場和道路等。雨水回收利用的主要措施是結合降水特點及地形、地質條件,采用雨水滲透利用方案,設計出壹種從“高花壇”、“低綠地”到“淺溝滲渠滲透”逐級下滲雨水的利用模式。采用的滲透設施有滲透池、滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、浸透側溝、調節池和綠地等。還可直接在城市壹些的建築物上設計收集雨水的設施,將收集到的雨水用於消防、植樹、洗車、沖洗廁所和冷卻水補給等。某雨水回收利用示意圖見圖3。
3 發展雨水收集回用系統存在的問題
我國現行的法規政策,用水體制還不完善,雖然小區雨水收集回用系統開發利用的潛力很大,但是目前發展雨水收集回用系統還存在不少問題,它對緩解北方缺水城市的用水矛盾起不到根本改善的作用。同時,人們目前對雨水收集利用的認識還存在著許多誤區,需要大力加強雨水收集的宣傳工作。具體來說,不足主要體現在以下幾方面:
3.1政策不完善,缺乏激勵機制我國目前的水法還不夠完善,它對於雨水的利用規定不夠詳細,沒有提出明確的實施細則和目標措施,在現行的水資源評價中,也忽略了雨水的作用,只把地表水和地下水作為水資源看待,同時,政府缺乏相應的雨水利用獎勵機制,不能充分調動人們利用雨水資源的積極性,我們只有在政策上加以相應完善,組織好我們的獎勵機制,才能從根本上解決這壹問題。
3.2認識存在誤區,缺乏科技資金投入目前,民眾對建築雨水的認識還存在著許多的誤區,他們還把雨水當做壹種有害的東西,認為它會增大建築排水管網的負擔、危害建築防洪安全。殊不知,將建築的雨水資源化,不僅可以降低人們對有限的地表水和地下水的依賴性,還能減輕建築防洪壓力,緩解建築用水緊張的局面。同時,在政府這壹方面,對雨水利用方面缺乏必要的資金支持和科技投入,對其沒有足夠的重視,使我國的雨水利用研究還停滯在起步階段
3.3現有城市小區布局限制雨水收集回用系統的發展我國現有城市小區布局對雨水收集存在諸多不利的因素,妨礙雨水收集,具體有以下幾個方面:高層建築越來越多,人均雨水利用量比低層建築減少。高層建築物的項部狹小,造成雨水收集面有限,雨水收集困難;區內的綠地大部分都是高於不透水的硬化地面,這樣就造成了雨水不易滲透,收集起來比較困難,利用綠地作為雨水的下滲途徑還需要改造:目前大部分小區的樓頂覆蓋滯水系數特別大,主要是采用油氈和瀝青壹類的具有化學汙染性的材料。
4 建議
針對以上存在的問題,建議盡快完善關於雨水利用的各項政策法規,把雨水作為壹種寶貴的資源看待,消除把雨洪資源看成是城市壹大危害觀點,把雨水利用納入水資源的統壹管理體系之中。建立利用雨水可享受環保優惠政策的激勵機制,對於發展雨水收集回用,充分利用雨水資源的居民區或單位,應免征其防洪費和水汙染費等費用。由政府出臺相關雨水利用建築的管理辦法,明確今後的小區建設和建築物設計要服從雨水收集回用系統需要;對於已建成的小區或單位,采用政府投資、地方集資和用戶投入的辦法進行改造。在雨水利用研究上加大科研投入力度,提供專項資金支持,使研究成果盡快轉化,提高雨水綜合利用程度。要加大雨水收集回用的宣傳教育,強化人們的節水意識。
5 結束語
隨著全國人民環保意識的增強,雨水利用正朝著壹個利潤豐厚的朝陽產業的方向發展,就目前情況看,建築雨水利用的重要性正逐漸被大家所認識,雨水的收集利用、設備生產等各方面工作正在形成壹個成熟的產業鏈,它為水資源的長期可持續發展提供了壹個有效途徑。在西方壹些發達國家,建築雨水應用早已被當做壹個成熟的產業來發展,雨水資源的高效利用,為國家節約了大量的物力、財力。建築雨水利用不僅可以解決部分城市的水資源短缺問題,還為國家的環境保護工作出了壹份力,值得我們長期來發展這項工作。
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