更新时间:09-8-4 14:47
一、城市雨水收集利用的必要性
随着人口剧增和经济高速发展,水的供求矛盾已成为制约我国工农业生产和城市发展的瓶颈。有专家指出—2010年后,我国将进入严重缺水时期;2030年,我国将缺水400亿立方米至500亿立方米,缺水高峰将会出现。因此把雨水作为重要水资源加以收集利用,实行综合治理已经成为一个重要的新兴课题。全国各级政府都很重视这方面的工作,各企业均有责任把这一“必修课”作好。
二、城市雨水收集利用的可行性
由于天然雨水具有硬度低,污染物少等优点,因此它在减少城市雨洪危害,开拓水源方面正日益成为重要主题。对于大型公用建筑、居住区、建筑群体等屋面及地面雨水,经收集和一定处理后,除用于浇灌农作物、补充地下水,还可用于景观环境、绿化、洗车场用水、道路冲洗、冷却水补充、冲厕及一些其它非生活用水用途。厂房雨水可根据生产工艺需要,将雨水进行适当处理后用于补充部分生产用水。因此,通过因地制宜的规划设计结合雨水收集、利用设备的实施,减少用于以上用途的自来水用量,可以节约水资源,大大缓解我国的缺水问题。
城市雨水的收集利用在国外的发达城市已有几十年的历史。其经验和方法,对我国城市特别是对北京市这样严重缺水的城市很有借鉴意义。 城市雨水的收集利用在我国古代也有典型的范例。
我国城市城区雨水利用的思想具有悠久的历史,是伴随着古都的建设和发展而产生的。面对北京北海公园团城古代雨水利用工程作一介绍,以期对现在雨水利用有所启迪。 团城地面高出周围地面4.6米,且由青砖铺装,但城内众多的古树却生长了几百年,最大树龄已高达800余年,仍枝繁叶茂。究其原因关键是城内具有独特的雨水收集、排放、利用系统。
团城是一个孤立、封闭的单元,地面高出北海湖水水面5.64米,因此,古树生长所需的水分很难从地下水得到补给,只有靠天然降水。
团城总面积5760平方米,按北京地区多年平均年降水量为595毫米计,每年可得到天然降水量3427立方米。除去无法控制的蒸发损失外,如何利用剩余的雨水量满足古树生长的需要,古人做了周密的考虑。
团城不像北京其他古建筑(如故宫、正阳门箭楼、鼓楼、长城及北海白塔等)一样设有地面排水明沟和在城墙上设置泄水石槽(吐水嘴),说明古人在建筑团城时就已有意将降水尽量留在城内。
团城的地面铺装与其他古建筑地面铺装不同。团城除建筑物、古树占去部分地面外,其余地面均由青砖铺筑而成。按形式和功能,青砖铺筑地面又分为两种:小部分由方砖和条砖铺成甬道,不渗水,供人行走;其余部分由梯形青砖铺成,铺装时大面朝上、小面朝下,砖与砖之间留有空隙,且不用灰浆勾缝用于拦蓄雨水并入渗补给砖下土壤水。
城内地下有一排水廊道,绕城布置,用青砖砌成,地面多余雨水通过9个雨箅子汇集到排水廊道。排水廊道也用青砖砌成,在水量较小时水会通过青砖慢慢渗入到廊道周围土壤,在水量较大时水会在城东南侧排出城外。
总之,团城地面采用铺装倒梯形青砖和设置地下排水廊道的做法,充分利用了天然降水,并为古树营造了适宜的生长环境。这一技术历史悠久,思路精巧,是人类利用雨水的工程杰作,也是先辈们的智慧结晶,现代人应该让其精髓发扬光大!
雨水回收的重要性
更新时间:09-8-4 14:29
世界上有很多地方,自远古时期就开始收集雨水,并修建了蓄水池,迄今还有些被保留下来。雨水利用曾经有力地促进了世界上许多古代文明的发展。自80年代以来,国外雨水利用得到迅速发展,不近少雨国家发展较快,且在一些多雨国家也得到发展,利用范围也从生活用水向城市用水和农业用水发展,一些工业发达国家(如日本,澳大利亚,加拿大,美国等)都在积极开发利用雨水。我国是一个水资源短缺的国家,人均水资源占有量排在世界109位,仅为世界平均水平的四分之一。被联合国列为世界13个贫水国家之一,而农业用水占全国总用水量的70%左右。因此雨水积蓄利用技术在我国也有很久的历史。我国西北干旱半干旱地区通过长期的生产实践,创造了许多雨水积蓄利用技术,建筑了如大窑,大口井等多种蓄水措施。对当地的农业的发展发挥了十分重要的作用。但由于生产力水平和技术条件的限制等原因,这些措施还不能从根本上解决降雨相对集中于作物需水期分散的矛盾。只能是被动的抗旱,农业生产仍未摆脱“靠天吃饭”的局面。50年代以后我国修建了大量的大型水利工程,修建了不少水库和灌区,解决了大面积农田的灌溉问题,从而有一段时间忽视了雨水积蓄的工作。进入90年代以来,由于北方干旱日益严重,水资源日益紧缺,在国际雨水急流事业的推动下,国家又开始了重视雨水利用和水资源持续发展的研究,一些省区发展较快。
淡水资源不足,水体污染和生态恶化已成为社会发展的主要制约因素,特别是经济的飞速发展与城市化进程的加快,淡水资源的匮乏问题更为突出。雨水收集处理系统作为一种成本低廉的节水系统,其推广与普及是解决水资源短缺,提高废水利用率的一种有效措施。绿化,景观用水的主要问题为用水成本问题,很多居住区都规划设计水景,一般在节假日使用,平时不开,主要原因是利用水费太高,使水景达不到规划设计的预期效果,如果用雨水补充其景观水师哥十分有效可行的途径。
国外雨水利用情况评述
更新时间:09-8-4 14:07
目前,在世界各大洲,都有收集雨水解决生活和生产用水的成功做法。国外一些发达国家在城市雨水资源化和雨水的收集利用方面的经验和方法,对解决我国缺水问题很有借鉴意义。
(1)美国的雨水利用。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。1993年大水之后,美国新建地下隧道蓄水系统,建立屋顶蓄水和入渗池,井,草地,透水地面组成的地表回灌系统,让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中,既利用了洪水的生态环境能力,同时减轻了其他地区的防洪压力。美国的关岛,威尔金岛广泛利用雨水进行草地灌溉和冲洗。美国不但重视工程措施,而且制定了相应的法律法规对雨水的利用给鱼支持,如制订了《雨水利用条列》。个条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平,所以新开发的地区必须实现强制的“就低滞洪蓄水”。
(2)德国的雨水利用。德国的雨水收集利用技术是最先进的,基本形成了一套完整,实用的理论和技术体系。利用公共雨水管道收集雨水,采用简单的处理后,达到杂用用水水质标准,便可用于街区公寓的厕所清洗和庭院浇洒。另外德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国的新建小区之前,无论是工业,商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用设施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。
(3)丹麦的雨水利用。丹麦98%以上的供水时地下水,但是地下水开发利用率比较低,一些地区的汗水层已不诶过度开采。为此丹麦开始寻找可替代的水源,以减少地下水的消耗。在城市地区从屋顶收集雨水,收集后的雨水经过收集管道底部的预过滤设备,进入储水池进行储存。使用利用泵经进水口德浮筒式过滤器过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。
(4)日本的雨水利用。日本与1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的储洪池,许多城市的屋顶建有用雨水浇灌的“空中花园”,有些大型建筑物如相扑管,大会场,机关大楼,建有数千立方米容积的地下水池来存储雨水,以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能多的满足多种用途,如在调洪池内修建运动场,雨季用来蓄洪,平时用做运动场。近年来,各种雨水人渗设施在日本得到迅速发展,包括深井,渗沟,渗池等,这些设施占地面积小,可因地制宜的修建在楼前屋后。
雨水回收的方法及途径
更新时间:09-8-4 14:42
现代在新建生活小区,公园或类似的环境条件较好的城市园区,可将区内屋面,绿地和路面的雨水径流收集利用,达到更显著消减城市暴雨径流量和非点源污染物排放量,优化小区水系统,减少水涝和改善环境等有效果。因这种系统较大,设计方面更宽,需处理好初期雨水截污,净化,绿地与道路高程,室内外雨水收集排放系统等环节和各种关系。
集蓄积利用中水系统,建筑群或小区集中式雨水积蓄利用中水系统,分散式雨水渗透系统,集中式雨水渗透系统,屋顶绿化雨水利用系统,生态小区雨水综合利用系统等。 具体讲,雨水的利用包括下列方面:
(1)雨水的积蓄利用,用以缓解目前城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。
(2)雨水的间接利用,将雨水下渗会灌地下,补充涵养地下水资源,改善生态环境,缓解地面沉降和海水入侵,减少水涝等。
(3)雨水综合利用,利用城市河湖和各种人工与自然水体,沼泽,湿地调蓄,净化和利用城市径流雨水,减少水涝,改善水环境系统和城市生态环境。
此外,如果雨水利用技术发展成熟,不但可以缓解国内用水紧张的局面,还可以出口到其它严重缺水的国家,到目前为止,海水淡化的费用远高于进口水的费用,五一就爱你过会对国内经济建设的发展起到重要的推动作用
深圳市城市社区雨水利用
更新时间:09-8-4 16:19
1 深圳市水资源现状
水是城市生存和发展的命脉。深圳市水资源总量19.3亿立方米,人均占有量仅240立方米,约为全国平均水平的12%,属于全国严重缺水的七大城市之一。2005年的总需水量已超过16亿立方米,如按过去的发展模式,到2010年深圳缺水将达到3.6亿立方米,2020年缺水10.2亿立方米,2030年缺水14.1亿立方米。但深圳本地水源仅能满足需求量的1/5左右,且深圳的大小河流都有不同程度的污染,深圳总用水的70%要靠境外东江引入。缺水、水体污染、水安全保障成为深圳市面临的三大核心水问题。
同时深圳市又是一个降雨充沛,台风暴雨频繁的城市。多年平均径流深度981mm,远高于全国平均径流深度314mm,降雨时空分布极为不均,台风暴雨85%集中在每年的4-9月份。由于降水季节不均,深圳一方面常年“叫渴”,一方面暴雨洪涝灾害常有发生。深圳虽然是个丘陵地形,但由于濒临大海,又没有大江大河,雨水一下来,除了少数被拦截流到水库外,几乎全部流到海里了,真正留下来利用的并不多,再加上深圳的大小河流都有不同程度的污染,雨水一进河里也就很难再利用了。深圳多年年平均蓄水利用量只有5亿立方米,仅占年均降雨量的14.6%。每年约30亿立方米的雨水白白流失。
把雨水拦截并储存起来,留到用水高峰或者缺水季节利用,这既可缓解甚至解决深圳缺水难题,又可减轻乃至避免洪涝灾害,真可谓化害为利,变废为宝。从长远看,开发利用雨洪等非传统水源,对于深圳经济社会可持续发展具有重要意义。
2 国内外城市社区雨水利用的现状
城市社区雨水利用在发达国家已经有几十年的历史,一些国家和地区已有了城市雨水利用方面的成功经验。据介绍,在美国、日本、德国、印度等国家和我国台湾的不少城市,都已开始将屋顶、平台雨水收集起来,用于非饮用的生活用水,如冲洗厕所、草坪绿化、建设人工景观等。台湾甚至做出规定,在城市新建居民住宅楼,必须要修建集雨设施。在丹麦,每年
从居民屋顶收集的雨水,相当于居民总用水量的22%。
近几年来,城市社区雨洪利用在我国许多城市取得了进展。例如,北京在全国较早地启动“城区雨洪控制与利用示范工程”,并出台了多项政策措施,稳步推进雨洪利用的研究和开展,如今,已取得了显著成绩。目前北京市城区共建成雨洪利用工程51处,通过铺设透水路面、集雨灌溉、洗车、冲厕所、冲操场等方法,每年可收集雨水90多万立方米。去年冬季,北京市海淀区双紫园小区告别了用自来水供暖的历史,送进家家户户暖气中的热水全部都是当年汛期小区里蓄集下来的雨水,一个冬天就能节约自来水400多吨。在北京市委、市政府大院,去年就建了一个地下蓄水池,利用汛期蓄积了大量雨水。据介绍,工程建成大半年来,大院中2万多平方米绿地都是用雨水浇灌的,节约了自来水1200多吨。而继北京之后,天津、青岛、上海、大连、南京等许多城市也陆续开展了相关研究。
3 应大力开展城市社区雨水综合利用
如何让深圳多“喝”雨水“解渴”?在我们建设现代化国际性城市的今天,把雨水看作是一种资源加以综合利用,以促进城市生态系统的建设,显得非常有意义。按照这样的思路,深圳应确立“雨水是资源、综合利用在前、排放在后”的指导思想,大力开展以社区为单位的雨水综合利用,减少雨水排放径流。
结合深圳市自身的实际情况,笔者认为可通过以下途径来实现对雨水的综合利用:
3.1在学校、小区、大型公共场所等单位里面和道路两侧,兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池。减少地面积水总量,并将积蓄的雨水用作喷洒路面、灌溉绿地、消防、水景景观用水等城市杂用水,也可回灌补充地下水,努力实现社区雨水零排放。这些设施大多建在地下,以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途,如在调洪池内修建运动场,雨季用来蓄洪,平时用作运动场。
3.2改变绿化带的模式,使其具备收水功能。推广下凹式绿地,提高绿地草坪的雨水入渗能力
3.3建设屋面雨水集蓄与回用系统。从屋顶收集后的雨水经沉淀和过滤等简易处理后主要用于公共场所、企业和家庭的非饮用水(如冷却循环水、地面冲洗用水、绿化用水、厕所冲洗水等)。深圳振业城的建筑,每个房顶屋檐处的瓦片有个非常醒目的断接部分,不少购房者以为是少放置了一层瓦片,其实不然,这些屋檐边上的小沟,是雨水收集系统,它可以收集从屋顶落下的雨水,再通过管道导入整个水系统中,通过雨水收集系统可以为人工湖区补充干净的水。
3.4修建各种雨水入渗设施,包括渗井、渗沟、渗池等,这些设施占地面积小,可因地制宜地修建在楼前屋后。在新建、改建、扩建的道路中,铺设雨水管道一律采用下渗管道,道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水;人行道面采用透水砖铺设,一可下渗补充地下水,二则可以减少泄洪径流、减轻管道压力,可谓一举有多得。
3.5制定了一系列有关雨水利用的法律法规。新建的工业、商业和居民小区,均要设计雨水利用设施,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。在这方面,国外的立法屡见不鲜,如美国的科罗拉多州、佛罗里达州和宾夕法尼亚州分别制定了《雨水利用条例》,我国其他城市已有相关做法,例如我国山东的长岛县1995年出台了雨水利用的地方规定,有力地促进当地的雨水利用项目的实施与推广;北京出台了《关于加强建设项目节约用水设施管理的通知》,通知中要求,各类建设项目均应采取雨水利用措施。同时北京还加快建立雨洪利用标准与规范,正加紧编制《北京市雨洪利用技术导则》和《北京市雨水利用技术规程》。 4 结语
雨洪利用,已经成为我国发展循环经济的重要内容之一。加强城市雨洪利用已被纳入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》,成为节约资源优先发展的战略。而且,在水资源成为制约我国经济社会发展巨大障碍的今天,加强城市社区雨水利用,无疑对我们加强城市水循环利用、节约水资源具有很好的示范和推动作用。
屋面雨水收集利用与建筑中水系统联合运行
更新时间:09-8-5 10:34
随着城市化进程加快,水资源匮乏、生态环境恶化等问题的出现,城市雨水作为水资源利用迅速在世界各地得到发展。许多发达国家如日本、澳大利亚和德国等都很关注雨水的利用,如日本结合已有的中水工程,在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”,在楼房中设置雨水收集装置与中水道工程共同发挥作用;德国在八十年代末就把雨水的管理与利用列为九十年代水污染控制的三大课题之一,修建了大量的雨水收集装置来截流、处理及利用雨水,并尽可能利用天然地形地貌及人工设施来截流、渗透雨水,削减雨水的地面径流,减轻城市洪涝。我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源量仅为世界人均占有量的1/4,而且我国水资源分布存在显著时空不均。因此近年我国为缓解北方严重缺水的局面正着手进行南水北调工程,该项目工程量大、工期长。作为缺水地区不能坐等外源调水,应充分开发和回收利用当地一切可能的水资源,其中城市雨水就是长期忽视的一种水资源。目前我国对城市雨水的利用率很低,与发达国家相比,可开发利用的潜力很大。总之,通过雨水的合理收集与利用,补充地下水源,削减城市洪峰流量,有效控制地面水体的污染,对改善城市的生态环境、缓解水资源紧张的局面有重要的现实意义。
1雨水利用的方法
雨水利用主要有以下两种方法: 1)间接利用
渗透回灌以补充地下水是雨水的间接利用方法。一些国家的雨水设计体系已把渗透和回灌列入雨水系统设计的考虑因素。但目前我国城镇雨水的设计体系仍是“直接排放水体”的模式,无法获得削减径流量、减轻污染负荷、补充地下水源、改善生态环境等综合效益。
2)直接利用
将雨水收集处理后直接利用。主要用于城市的绿地浇灌、路面喷洒、景观补水等,可有效地缓解城市供水压力。本文主要探讨雨水用作中水补充水源与建筑中水系统联合运行的存在问题。
2雨水水量及水质特点 2.1雨水水量分析
我国地域辽阔,降雨存在时空分布不均,不同地区降雨量及降雨历时差异较大,且同一地区不同年份降雨形成的径流量也有较大的出入。我国北部地区特别是西北地区,土地辽阔,总
面积占全国的4O%,但水资源不足全国的lO%,且降雨年内分配不均,多集中在6~9月,并以暴雨的形式出现,造成水土流失。南方地区虽降雨较多,但降雨分配也不均。雨水在实际利用时还要受到许多其它因素的制约,如气候条件、降雨季节的分配、雨水水质、地形地质条件以及特定地区建筑的布局和构造等。因此,在雨水利用时要根据利用的目的,通过合理的规划,
在技术和经济可行的条件下使降雨量尽可能多地转化为可利用雨量对于城区雨水主要有屋面、道路、绿地三种汇流介质。研究表明,屋面可利用雨水径流量大、水质较好、便于收集利用,其利用价值最高。建筑屋面可利用雨量可按下式计算: Q=f•a•h•A•(H•10-3)
式中:Q一屋面年平均可利用雨量(1T1);f__径流系数(取0.9); h -季节折减系数;初期弃流系数;A——屋面水平投影面积(m2); H——年平均降雨量(n1m)。
其中季节折减系数a考虑了当地气候、季节等因素的影响。初期弃流系数j3根据当地降雨和水质资料确定。对北京可分别取0.85和0.87。
2.2屋面雨水的水质概况
通过对北京部分屋面雨水水质分析测定,发现屋面径流污染也比较严重。这里仅以COD随降雨历时的变化规律为例。
图1为2000年北京某院校部分屋面径流雨水COD随降雨历时的变化情况。由图可见,每场降雨的水质出入较大。雨水水质不仅与降雨强度有关,也与屋面材料、空气质量、气温、
两次降雨间隔时间等因素有关。而且从图可以看出初期径流水质较差,水质浑浊、色度大。故雨水利用时应考虑初期弃流,初期弃流量可定为二mn:同时通过对屋面雨水水质的可生化性分析,一般BOD/COD的值在0.1--0.15,由此可见,屋面雨水可生化性较差,宜采用物化处理。
3屋面雨水用作中水补充水源与建筑中水系统联合运行存在问题分析3.1中水水源水质分析对住宅小区而言,中水水源一般可分为生活污水、杂排水(除冲厕之外的其它生活污水J、洗浴发水三种,其水质逐次渐好:目前实际工程中中水源主要是后两种水源。对以大型公共建筑为主{本的城市建筑小区设置中水系统,可优先采用集中的洗浴污水做水源:我国及日本不同中水水源的水质情况详见表l:3.2现行中水系统运行情况分析
八十年代以来,我国在建筑中水工程方面也做了大量研究与工程实践。现有建筑中水系统采用的处理流程分别以生化、物化两种方法为主,其中又以根据已有研究表明,中水设施的建设与运行仍存在着许多问题,并已影响到中水回用技术的推广。这些问题包括:
1)水量平衡计算不合理,从而使设计与实际处理规模相差较大,运行成本高。 2)调节池容积偏小,在运行中必须交替进行中水溢流和自来水补充。
3)水质不达标,所选工艺流程的处理能力有限,使出水不理想。其中水量平衡是目前中水系统设计与运行不佳的一个主要问题.
3.3屋面雨水用作中水补充水源存在问题分析雨水用作中水补充水源、纳入中水系统与其联合运行从技术上是可行的,但实际操作时,仍存在以生化处理工艺居多。中水常用的工艺流程见图2和图3。其中图2多用于杂排水为水源时,图3多用于洗浴污水为水遇到以下问题。
1)加剧中水系统的水量波动。如上所述,水量平衡计算不合理是中水设施设计与运行不佳的主要问题之一,而且由于目前中水工程的使用对象主要是宾馆、饭店等大型建筑,中水的来源随着客流量和时间的分布明显不同,常有较大集中来水和完全断流的情况。使水量平衡的难度增加。而雨水的季节波动性和随机性也很大,如将雨水与建筑中水系统联合运行,将会加剧中水系统的水量波动。
2)在联合运行的情况下,要使系统正常运行,必须增大调蓄设施以容纳雨水,同时大部分缺水地区的雨量少且相对集中,所以扩容后的系统在旱季通常不能满负荷运行,降雨时,系统又很难把所有的雨水收集处理,雨水进入中水系统往往造成中水原水的溢流,从而造成雨水代替中水,并未真正增加水资源量。
3)对大多数宾馆饭店而言,由于有效的建筑屋顶面积有限,可收集的屋面雨水量与中水水量相比也有限,雨水进入中水系统使系统的复杂性和投入相对增加,意义不大。同时宾馆或饭店因本身占地有限,主体建筑多为高层塔楼,中水系统常建在拥挤的地下设备层,采用庞大的调蓄和处理设备通常有一定困难。
4)因屋面雨水可生化性较差,而中水系统又以生化处理为主,联合处理会影响中水生化系统的正常运行:既使以洗浴污水为中水水源时多采用物化处理方法,两者联合运行也会存在稳定性问题。综上分析,屋面雨水不宜与建筑中水系统联合
运行:但是对占地面积相对较大,尤其是建筑屋面较为集中的住宅小区或其它大型公共建筑,可利用的屋面雨水量较多,应进行充分的收集利用,并进行不同方案比较或考虑设置独立雨水收集利用系统。
4独立的雨水收集利用系统根据初期弃流后的屋面雨水水质的情况和实验结果,采用以下处理流程,其出水水质可满足《生活杂用水水质标准》要求。屋面雨水一雨落管一初期弃流装置一贮水池一泵一加药装置一滤池一中水池一消毒装置一中水利用在流程中,屋面雨水经雨落管进入初期弃流装置:经初期弃流后的雨水通过贮水池收集,贮水池容积大小根据当地的暴雨强度公式,绘出不同历时的雨量曲线来确定。处理后的雨水可用于小区各种生活杂用水,如绿化、喷洒路面等。
5小结
1)在目前水资源紧张、水污染加重、城市生态环境恶化的情况下,城市雨水作为补充水源加以开发利用,势在必行。
2)在不同介质汇流的雨水中以屋面雨水利用价值最高。但屋面初期径流雨水污染较重,收集利用时应考虑初期弃流,初期弃流量约为2mm。根据实验研究结果表明屋面雨水水质可生化性较差,宜采用物化处理。
3)不同中水水源采用工艺及投资不同。现行建筑中水系统自身仍存在诸多问题。 4)考虑到雨水水量水质以及建筑中水系统的特点,雨水不宜与建筑中水系统联合运行,宜单弛收当然,小区雨水利用过程应包括雨水的收集、处理和利用相对独立的三个部分,同时考虑到雨水的季节和时间波动性很大,且往往无法预测。因此既要考虑尽可能充分地利用雨水,又应兼顾经济可行.并对不同方案做技术经济分析。同时中水回用以及雨水利用要与区域性水资源利用结合起来,与域市规划及其景观设置统筹考虑,通过全面规划、合理布局达到协调统一,避免重复投资,体现规模效益。
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城市雨水利用的现状与趋势
更新时间:09-8-6 14:04
城市雨水的利用是一个方兴未艾的广阔领域,它涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、雨水作中水等杂用水源的直接收集利用、用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生活小区水系统的合理设计及其生态环境建设等方面,是一项涉及面很广的系统工程。
笔者近年来围绕城市雨水径流水质及其净化、雨水的中水利用、雨水的渗透、小区雨水利用系统的合理方案等,对北京城区雨水利用技术进行了系统的研究,被北京城市节水办公室列为2001~2002年的重点推广项目。《给水排水》杂志对大部分研究内容做了系列报道,并引起了业内的广泛关注。
2001年9月10日至14日,笔者出席了在德国中部城市曼海姆举行的第十届国际雨水收集利用大会(10thIRCSAConference)。来自68个国家和地区各种组织机构的400多位代表出席了会议。大会就雨水收集利用技术与规范,雨水回用于工业、商业和农业,雨水利用与建筑中水,城市雨水的收集利用,雨水利用与生态环境,雨水水质控制,湿润与干旱地区的雨水利用,雨水利用与屋顶花园,发达国家与发展中国家的雨水利用,雨水利用的法律与法规,雨水利用的市场化,教育与意识的培养等十多个专题进行了广泛的交流与讨论。
基于此,本文就国内外城市雨水利用的现状与趋势做简略的论述与分析。 1从研究与示范工程向标准化、产业化发展
现代意义上的雨水利用尤其是城市雨水的利用是从20世纪80年代到90年代发展起来的。它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们的重视。许多国家开展了相关的研究并建成一批不同规模的示范工程[6~7]。在此基础上,城市雨水的利用首先在发达国家逐步进入到标准化和产业化的阶段。1989年德国就出台了雨水利用设施标准(DIN1989),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,储存,控制与监测4个方面制定了标准。到1992年已出现\"第二代\"雨水利用技术。又经过近10年的发展与完善,到今天的\"第三代\"雨水利用技术,新的标准也正在审批中。
会议期间,大会还组织了雨水利用技术博览会,数十家专业厂商和设计咨询公司展示了他们的雨水利用设备装置与系统,引起与会代表的极大兴趣和赞扬。中国城市雨水利用起步较晚,目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。比较典型的有山东的长岛县、
大连的獐子岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程。大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段,但已显示出良好的发展势头。北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究。由于缺水形势严峻,北京的步伐较快。2001年国务院批准了包括雨洪利用规划内容的\"21世纪初期首都水资源可持续利用规划\"。北京建筑工程学院和北京城市节水办公室从1998年开始立项研究,并于2001年4月通过鉴定,开始在城区以示范工程来推广应用;北京市水利局和德国埃森大学的示范小区雨水利用合作项目也于2000年开始启动;北京市政设计院开始立项编制雨水利用设计指南;北京市政府66号令(2000年12月1日)中也明确要求开展市区的雨水利用工程。因此,北京城市雨水利用已进入示范与实践阶段,可望成为我国城市雨水利用技术的龙头,随着水管理体制和水价的科学化、市场化,通过一批示范工程,争取用较短的时间(5~10a)带动整个领域的发展,实现城市雨水利用的标准化和产业化。值得一提的是德国污水联合会(ATV)和1995年成立的非盈利的雨水利用专业协会(fbr)在管理城市雨水的排放和处理,组织协调雨水利用技术的研究开发,制定相关的技术指南、法规、政策,以及促进雨水利用的规范化、标准化和产业化方面起到了非常积极的作用,使德国的城市雨水利用技术几年上一个台阶,这一经验很值得我国借鉴。
2城市雨水利用技术的集成化与国际化
第十届国际雨水利用大会表明,今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。国际雨水收集利用协会(IRCSA)于1991年在台湾正式成立以来,不断地促进国际间的交流与合作,两年一度的交流大会(第11届大会将于2003年在墨西哥召开)使各国之间的雨水利用技术和信息能很快地传播。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。会上代表建议发达国家专业厂商应更多地利用互联网来展示他们的技术和产品。中国入世后会有更多的市场开放,不少专业公司和厂商都表示了对中国市场的浓厚兴趣。
德国\"第三代\"雨水利用技术的特征就是设备的集成化。从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
3城市雨水利用向多目标和综合性技术发展
与缺少地区农村雨水收集利用工程不同,城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义[8]。因此,城市雨水利用是一种多目标的综合性技术。目前应用的技术可分为以下几大类:分散住宅的雨水收集利用中水系统;建筑群或小区集中式雨水收集利
用中水系统;分散式雨水渗透系统;集中式雨水渗透系统;屋顶花园雨水利用系统;生态小区雨水综合利用系统(屋顶花园、中水、渗透、水景)等。
上述系统几乎都涉及雨水的污染控制、截污和储存,这也是各系统的技术关键。德国的技术标准(DIN1989)和集成化技术主要限于前两类。雨水渗透和净化只有类似行业标准的ATV技术手册与指南。生态小区雨水利用系统根据小区的总体布置、面积的大小、园林、道路、建筑与水景设计等,很难有统一的标准。德国已建或在建的一批生态小区雨水利用系统都各具特色。日本和德国的建筑师还设计建造出集太阳能和雨水利用为一体的花园式生态型建筑,这也代表建筑界的一个新方向。城市雨水利用将和城市环境及生态建设更紧密地结合,北京城市雨水利用也基本是向多目标的综合性技术趋势发展。
4因地制宜,注重地区和项目的特殊性
城市雨水的利用要特别注意国家与国家之间、城市与城市之间各种条件(气候、地质、水资源、雨水水质、建筑等)的差异。甚至在一个城市内的不同区域或项目之间,各种因素和条件的不同都能决定应采用完全不同的方案。
德国目前采用的屋面雨水收集利用系统和标准就不太适用于北京。第一,虽然有接近的年均降雨量(600mm左右),但德国的降雨在一年中分配均匀,其储存容器较小。而北京的降雨多以暴雨形式集中在6~9月份,导致储存容积过大,而整个系统的设备在一年中的大部分时间里闲置,代价太高。第二,德国的屋面雨水经过截污装置和简单的过滤就能满足杂用水的要求。北京的屋面雨水水质用这种系统就很难达到回用标准。包括中国在内的发展中国家应特别重视雨水的污染与控制。笔者比较了北京和德国城市的雨水水质,无论屋面雨水还是路面雨水都有很大的差别。这也决定了我国城市雨水利用的复杂性和风险性。笔者考察了柏林某设计公司的几个小区雨水利用工程,都采用了完全不同的方案。在北京某中学运动场雨水利用工程中,笔者采用了储存、自然净化后再利用的方案,而在另外的小区则可能采取水景和渗透设施等综合性雨水利用方案。总而言之,城市雨水利用技术应避免生搬硬套,应该充分体现因地制宜、针对性强、灵活多样的特点。正确的设计思想往往比技术本身更为重要。
5制定相关的法规与政策
这次大会对雨水利用的相关法规和政策进行了专题讨论,交流了一些发达国家与发展中国家的经验。少数国家或地区建立了有关法规和政策。但更普遍的是缺乏相关法规政策,这对城市雨水利用的推广是很大的阻碍。
德国目前没有城市雨水利用的统一法规或政策,各州的发展也不平衡。汉堡是最早(1988)颁布对建筑雨水利用系统的资助政策,在以后的7年里有1500多个私有住宅的雨水利用系统得到州政府的资助。1992年黑森州开始征收地下水税,并以此资助包括雨水利用在内的节水项目。1993年又颁布了新的建筑法规,给市政当局或地方团体以权利来强制性地推行雨水利用。接下来巴登州、萨尔州、不莱梅、汉堡等都修改了他们涉及到雨水利用的建筑法规。这被称为城市规划与建设的一个新纪元的开始。到90年代后期,又有一些州或市政府出台了对雨水利用的资助和鼓励政策。这些都有利地促进了德国城市雨水利用技术的应用与发展。日本也有不少地方政府对雨水利用设施给予财政资助。如果新的欧共体饮用水指令(EuropeanDrinkingWaterDirective)从2003年1月1日开始成为法律,其中就包括私人住宅雨水利用的有关条款。可见,无论从技术或法律角度,城市雨水利用近年来在欧洲水工业领域都是一个很热门的话题。对一项新的技术或一个新的领域,像非市场化的城市雨水利用技术,初期的鼓励政策和资助,以及相关的法规尤为重要。笔者了解到,山东的长岛县1995年出台了雨水利用的地方规定,有力地促进了当地的雨水利用项目的实施与推广。北京也正在组织制定雨水利用的相关文件。
6教育与民众的参与
大会对此方面也进行了专题讨论,介绍了一些成功的经验。与节水措施和垃圾分类一样,城市雨水的利用与市民的生活息息相关,也必须有民众的广泛参与和支持才可能取得成效。因此,需要通过各种方式进行教育,来提高人们的理解和自觉的参与意识,如组织对示范工程的参观、公益性广告、展览及社区活动等。
7存在的主要问题
(1)城市雨水利用与城市雨水管理(污染防治、防涝和排放等)的关系与对策; (2)城市雨水利用与城市供水(地表水与地下水)的关系及统一管理; (3)城市雨水利用与城市环境和生态建设的关系;
(4)城市雨水利用与建筑、城市规划的关系及其对策; (5)缺少相关法规与政策的支持; (6)缺乏技术规范与标准;
(7)不同地区自然条件下的城市雨水利用战略与技术路线;
(8)观念的转变。尽管城市雨水利用近20年来有了很大的发展并逐步形成水工业的一个分支领域和市场。但在许多方面还不成熟,需要更多的关注和深入研究,在应用中不断总结
完善。
“雨水利用”在国外称“雨水管理”
2009-04-29 12:44:00 来源: 北京日报 跟贴 0 条 手机看新闻
“雨水利用”在国外通常称为“雨水管理”。许多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准。
由于全球范围的水资源紧缺和暴雨水灾频繁,近年来美国、加拿大、法国、印度、以色列、日本等40多个国家在城市开展了形式多样的雨水利用研究。一项调查表明,澳大利亚使用雨水的居民比用城镇集中供水系统的多。
德国利用公共雨水管收集雨水,简单处理后,用于厕所冲洗和庭院浇洒。屋面雨水集蓄利用主要用于家庭、公共场所和企事业单位的浇灌、冲厕、洗衣洗车、冷却循环等。道路雨水经下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。
美国的雨水利用以提高天然入渗能力为目的,兴建地下蓄水系统,建立屋顶蓄水,既利用了雨水的生态环境功能,同时减轻了防洪压力。
丹麦从城市地区屋顶收集雨水,然后经过收集管底部的预过滤设备,进人贮水池进行储存,过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。
日本兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池,在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”,有些大型建筑物建有大型地下水池来储存雨水。
加拿大、瑞典等国家,采取修建小型水池、水仓、塘坝、淤地坝等工程措施,拦蓄雨水进行灌溉。 吴文
从第十届国际雨水利用大会看城市雨水利用的现状与趋势
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来源:给排水在线 发布者:admin
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提要: 基于北京市城区雨水利用技术的研究和第十届国际雨水收集利用大会
的交流,从标准化、产业化、国际化、集成技术、法规和政策、综合性技术等6个方面对国内外城市雨水利用的现状与趋势进行了论述与分析,并指出目前存在的8个方面的主要问题。
关键词: 城市雨水利用 产业化 标准 法规 北京市
0 引言
城市雨水的利用是一个方兴未艾的广阔领域,它涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、雨水作中水等杂用水源的直接收集利用、用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生活小区水系统的合理设计及其生态环境建设等方面,是一项涉及面很广的系统工程。
笔者近年来围绕城市雨水径流水质及其净化、雨水的中水利用、雨水的渗透、小区雨水利用系统的合理方案等,对北京城区雨水利用技术进行了系统的研究,被北京城市节水办公室列为 2001~2002年的重点推广项目。《给水排水》杂志对大部分研究内容做了系列报道[1~5],并引起了业内的广泛关注。2001年9月10日至14日,笔者出席了在德国中部城市曼海姆举行的第十届国际雨水收集利用大会(10th IRCSA Conference)。来自68个国家和地区各种组织机构的400多位代表出席了会议。大会就雨水收集利用技术与规范,雨水回用于工业、商业和农业,雨水利用与建筑中水,城市雨水的收集利用,雨水利用与生态环境,雨水水质控制,湿润与干旱地区的雨水利用,雨水利用与屋顶花园,发达国家与发展中国家的雨水利用,雨水利用的法律与法规,雨水利用的市场化,教育与意识的培养等十多个专题进行了广泛的交流与讨论。
基于此,本文就国内外城市雨水利用的现状与趋势做简略的论述与分析。
1 从研究与示范工程向标准化、产业化发展
现代意义上的雨水利用尤其是城市雨水的利用是从20世纪80年代到90年代发展起来的。它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们的重视。许多国家开展了相关的研究并建成一批不同规模的示范工程[6~7]。在此基础上,城市雨水的利用首先在发达国家逐步进入到标准化和产业化的阶段。1989年德国就出台了雨水利用设施标准(D IN 1989),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,储存,控制与监测4个方面制定了标准。到1992年已出现\"第二代\"雨水利用技术。又经过近10年的发展与完善,到今天的\"第三代\"雨水利用技术,新的标准也正在审批中。
会议期间,大会还组织了雨水利用技术博览会,数十家专业厂商和设计咨询公司展示了他们的雨水利用设备装置与系统,引起与会代表的极大兴趣和赞扬。
中国城市雨水利用起步较晚,目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。比较典型的有山东的长岛县、大连的獐子岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程。大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段,但已显示出良好的发展势头。北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究。由于缺水形势严峻,北京的步伐较快。2001年国务院批准了包括雨洪利用规划内容的\"21世纪初期首都水资源可持续利用规划\"。北京建筑工程学院和北京城市节水办公室从1998年开始立项研究,并于2001年4月通过鉴定,开始在城区以示范工程来推广应用;北京市水利局和德国埃森大学的示范小区雨水利用合作项目也于2000年开始启动;北京市政设计院开始立项编制雨水利用设计指南;北京市政府66号令(2000年12月1日)中也明确要求开展市区的雨水利用工程。因此,北京城市雨水利用已进入示范与实践阶段,可望成为我国城市雨水利用技术的龙头,随着水管理体制和水价的科学化、市场化,通过一批示范工程,争取用较短的时间(5~10 a)带动整个领域的发展,实现城市雨水利用的标准化和产业化。
值得一提的是德国污水联合会(ATV)和1995年成立的非盈利的雨水利用专业协会(fbr)在管理城市雨水的排放和处理,组织协调雨水利用技术的研究开发,制定相关的技术
指南、法规、政策,以及促进雨水利用的规范化、标准化和产业化方面起到了非常积极的作用,使德国的城市雨水利用技术几年上一个台阶,这一经验很值得我国借鉴。
2 城市雨水利用技术的集成化与国际化
第十届国际雨水利用大会表明,今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。国际雨水收集利用协会(IRCSA)于1991年在台湾正式成立以来,不断地促进国际间的交流与合作,两年一度的交流大会(第11届大会将于2003年在墨西哥召开)使各国之间的雨水利用技术和信息能很快地传播。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。会上代表建议发达国家专业厂商应更多地利用互联网来展示他们的技术和产品。中国入世后会有更多的市场开放,不少专业公司和厂商都表示了对中国市场的浓厚兴趣。
德国\"第三代\"雨水利用技术的特征就是设备的集成化。从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
3 城市雨水利用向多目标和综合性技术发展
与缺少地区农村雨水收集利用工程不同,城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义[8]。因此,城市雨水利用是一种多目标的综合性技术。目前应用的技术可分为以下几大类:分散住宅的雨水收集利用中水系统;建筑群或小区集中式雨水收集利用中水系统;分散式雨水渗透系统;集中式雨水渗透系统;屋顶花园雨水利用系统;生态小区雨水综合利用系统(屋顶花园、中水、渗透、水景)等。
上述系统几乎都涉及雨水的污染控制、截污和储存,这也是各系统的技术关键。德国的技术标准(DIN1989)和集成化技术主要限于前两类。雨水渗透和净化只有类似行业标准的ATV技术手册与指南。生态小区雨水利用系统根据小区的总体布置、面积的大小、园林、
道路、建筑与水景设计等,很难有统一的标准。德国已建或在建的一批生态小区雨水利用系统都各具特色。
日本和德国的建筑师还设计建造出集太阳能和雨水利用为一体的花园式生态型建筑,这也代表建筑界的一个新方向。
城市雨水利用将和城市环境及生态建设更紧密地结合,北京城市雨水利用也基本是向多目标的综合性技术趋势发展。
4 因地制宜,注重地区和项目的特殊性
城市雨水的利用要特别注意国家与国家之间、城市与城市之间各种条件(气候、地质、水资源、雨水水质、建筑等)的差异。甚至在一个城市内的不同区域或项目之间,各种因素和条件的不同都能决定应采用完全不同的方案。
德国目前采用的屋面雨水收集利用系统和标准就不太适用于北京。第一,虽然有接近的年均降雨量(600 mm左右),但德国的降雨在一年中分配均匀,其储存容器较小。而北京的降雨多以暴雨形式集中在6~9月份,导致储存容积过大,而整个系统的设备在一年中的大部分时间里闲置,代价太高。第二,德国的屋面雨水经过截污装置和简单的过滤就能满足杂用水的要求。北京的屋面雨水水质[2]用这种系统就很难达到回用标准。
包括中国在内的发展中国家应特别重视雨水的污染与控制。笔者比较了北京和德国城市的雨水水质,无论屋面雨水还是路面雨水都有很大的差别。这也决定了我国城市雨水利用的复杂性和风险性。
笔者考察了柏林某设计公司的几个小区雨水利用工程,都采用了完全不同的方案。在北京某中学运动场雨水利用工程中,笔者采用了储存、自然净化后再利用的方案,而在另外的小区则可能采取水景和渗透设施等综合性雨水利用方案。
总而言之,城市雨水利用技术应避免生搬硬套,应该充分体现因地制宜、针对性强、灵活多样的特点。正确的设计思想往往比技术本身更为重要。 5 制定相关的法规与政策
这次大会对雨水利用的相关法规和政策进行了专题讨论,交流了一些发达国家与发展中国家的经验。少数国家或地区建立了有关法规和政策。但更普遍的是缺乏相关法规政策,这对城市雨水利用的推广是很大的阻碍。
德国目前没有城市雨水利用的统一法规或政策,各州的发展也不平衡。汉堡是最早(1988)颁布对建筑雨水利用系统的资助政策,在以后的7年里有1 500多个私有住宅的雨水利用系统得到州政府的资助。1992年黑森州开始征收地下水税,并以此资助包括雨水利用在内的节水项目。1993年又颁布了新的建筑法规,给市政当局或地方团体以权利来强制性地推行雨水利用。接下来巴登州、萨尔州、不莱梅、汉堡等都修改了他们涉及到雨水利用的建筑法规。这被称为城市规划与建设的一个新纪元的开始[9]。到90年代后期,又有一些州或市政府出台了对雨水利用的资助和鼓励政策。这些都有利地促进了德国城市雨水利用技术的应用与发展。日本也有不少地方政府对雨水利用设施给予财政资助。如果新的欧共体饮用水指令(European Drinking Water Directive)从2003年1月1日开始成为法律,其中就包括私人住宅雨水利用的有关条款。可见,无论从技术或法律角度,城市雨水利用近年来在欧洲水工业领域都是一个很热门的话题。
对一项新的技术或一个新的领域,像非市场化的城市雨水利用技术,初期的鼓励政策和资助,以及相关的法规尤为重要。笔者了解到,山东的长岛县1995年出台了雨水利用的地方规定,有力地促进了当地的雨水利用项目的实施与推广。北京也正在组织制定雨水利用的相关文件。
6 教育与民众的参与
大会对此方面也进行了专题讨论,介绍了一些成功的经验。与节水措施和垃圾分类一样,城市雨水的利用与市民的生活息息相关,也必须有民众的广泛参与和支持才可能取得成效。
因此 ,需要通过各种方式进行教育,来提高人们的理解和自觉的参与意识,如组织对示范工程的参观、公益性广告、展览及社区活动等。
7 存在的主要问题
(1)城市雨水利用与城市雨水管理(污染防治、防涝和排放等)的关系与对策; (2)城市雨水利用与城市供水(地表水与地下水)的关系及统一管理;
(3)城市雨水利用与城市环境和生态建设的关系; (4)城市雨水利用与建筑、城市规划的关系及其对策; (5)缺少相关法规与政策的支持; (6)缺乏技术规范与标准;
(7)不同地区自然条件下的城市雨水利用战略与技术路线; (8)观念的转变。
尽管城市雨水利用近20年来有了很大的发展并逐步形成水工业的一个分支领域和市场。但在许多方面还不成熟,需要更多的关注和深入研究,在应用中不断总结完善。
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