水是人類賴以生存的不可代替的生命資源,也是社會發展的重要經濟資源。地球上70%的面積是海洋,因而水資源總量中97.5%是不可能直接利用的海水,淡水資源只占2.5%,而可以直接利用的的淡水資源,僅為淡水資源總量的0.26%。其中農業用水占淡水用水總量的70%,工業用水占20%,生活用水占7%,且需求量仍在上升。面對水資源的緊缺局面,開源節流是根本的解決辦法。在開源方面,我國實施的南水北調工程,工程量和耗資巨大,工期長,遠不如節流的效果明顯。如農業上實施節水灌溉技術,工業上治理污染并利用廢水,國家調節供水政策。就城市而言,充分利用雨水資源則是切實可行的辦法。
從20世紀80 年代開始,我國城市雨水再利用真正意義上步入了研究與應用階段。與國外相比,天然降雨能夠再次利用的比例在我國只有10%,所以還有很大提升利用率的空間。縱觀全國,只有少數城市能夠做到將雨水資源的再利用從工程實施推進到應用推廣的階段。90年代開始,像大連、山東、浙江等大省份和大城市已經建有了雨水收集系統,而北京,由于地下已成漏斗狀,缺水形式極其嚴峻,更是加快了城市雨水再利用的步伐,進入了示范與實踐階段。北京在周邊城區和郊縣范圍內已經建成了完備的集雨設施,年利用雨水資源己達35萬m3。通過鋪設透水路面收集的雨水可以用來沖廁所、洗車、沖操場等。下一步,將通過開展一批示范工程,爭取向雨水資源再利用的縱深領域延伸,爭取規范城市雨水再利用的標準化和產業化,從而推動我國城市雨水資源再利用迅猛發展。
利用集水工程等多種人工手段強化雨水滲透是城市雨水利用的重要途徑之一。研究表明,雨水滲透涵養地下水、抑制暴雨徑流的作用十分顯著,雨水入滲量與植物覆蓋率的增加成幾何倍增長,如何增加雨水的滲入量是問題核心所在:
(1)改造城市綠化用地,現有的綠化地都包括在內,使居民區和城市道路的雨水都都流向綠化地,盡可能多的滲入雨水。城區內的街道、廣場、人行便道、建筑物外圍都可以鋪設透水地面,如鋪設透水磚,磚下設置回填砂石,用這樣的方法增加雨水滲透量。
(2)如果遇到新建或者必須拆改的下水道,為了達到增加雨水入滲量的目的,可以采用完備的滲透設施,這樣既能省錢,又能延緩暴雨的流速、流量,從而留住更多的雨水。
城市市區范圍內大到城市廣場、運動場、城市道路,小到草坪、庭院、建筑屋頂等都可以作為收集雨水的有效界面。其中建筑屋頂因普遍存在并利于改造,對于城市雨水的收集起著至關重要的作用。城市雨水收集利用應將屋頂上的雨水通過落管下引首先進入樓寓周圍的綠地,經過天然土壤滲入地下,再通過過濾系統后儲存于蓄水池內以供使用。或者直接導入附近儲水池中,通過過濾、殺菌及沉淀等措施使得水質得以凈化,以供使用。大部分城市為實現地面徑流的收集都會選擇依靠雨污分流和地面透水材料。對城市而言,建造獨立的城市雨水系統才能做到雨污分流。目前,將污水管網和雨水管網合并還是很多城市的主流選擇,我們稱之為傳統的合流制的排水系統。這種排水系統有兩個弊端:
(1)同一個排水系統同時排放了雨水和污水,雨水污水沒有分開,被當做污水直接排掉了,并且都排入到同一條河道和海域。在暴雨多發季節,這種合流制的管網往往因為無法在排污的同時又泄洪而造成內澇。
(2)雨水的水質相較污水要清潔的多,而合流制管網將雨水和污水混合排放,白白浪費和流失了較清潔的雨水資源。因此,建議在城市規劃中,設計兩套管網進行雨污分流,一套用來排污,另一套則專門用來排雨,讓下雨時形成的地面徑流通過雨水管網排到雨水收集利用系統內。
因為雨水屬于較清潔的水資源,污染并不嚴重,經過簡單的處理是可用于日常生活當中的,如生產生活中的的洗滌用水、城市清潔、灌溉綠地、工業用水、維持城市水體景觀等,使城市雨水成為資源并實現資源化利用。例如,在貯留池基礎上建造美麗的音樂噴泉,可解決噴泉用水和綠地用水的矛盾。在歐洲某些國家,有一種叫做“屋頂花園”的雨水收集利用系統,具體做法就是在屋頂上培土種植植物,建立配套的雨水收集和排水系統,很好的利用了雨水,同時美化環境,降低了城市熱島效應。當然,不同的雨水利用方式,對雨水處理的水質要求也不同。要求的是作為生活用水,一般都是用于洗滌的過濾水,很少是飲用水。其次是工業生產用水和用于城市綠地灌溉的用水,水質要求比生活用水要低一層次。雨水有一個很重要的特質就是鈣鹽含量較低,屬于軟性水,可用于工業冷卻,因此雨水用于工業生產比較常見。如此多的途徑利用城市雨水,雨水的資源化利用并不是空想。
我們可以借鑒發達國家的經驗,制定一系列城市雨水再利用的政策法規和條例,保證雨水資源得到合理、充分的再利用,使城市供水壓力得到有效緩解,回補地下水資源、保證城市的防洪安全并改善生態環境。這些政策法規可以包括在城市各項規劃中,要求切實提高雨水的收集利用率;規定在報建城區建設工程時,必須要有對雨水利用設施的設計方案,包括工廠范圍內的庭院、商鋪周圍、商業步行街和住宅小區的綠地,否則不予審批或按面積征收雨水排放費。 4.2 合理布局
城市雨水再利用之所以需要納入城市整體布局規劃,是因為它的目的是造福子孫后代,是一項需要有高技術要求的極其復雜的系統工程。因此我們不僅從宏觀上把握城市發展,還要將城市雨水利用與市容建設、環境保護、水資源優化配置相結合。如道路系統、給水排水系統、建筑系統、園林系統以及污染控制系統等應進行綜合的充分的考慮,統一規劃。建議將城區內的沿街綠化帶、公園、小區綠地標高降低,既不增加成本又使其成為很好的雨水匯流入滲場地,還能節約綠化用水,會從整體上為控制解決城市規劃中的雨水資源利用問題帶來許多便利和成效。
盡管我國部分城市的雨水利用工程開展的比較早,但目前各地的雨水利用技術還處于摸索階段,雨水利用的科學技術研究相對落后,缺乏系統的科學分析和技術性的指導,目前雨水利用的客觀需求無法得到滿足。今后政府科研部門應先行一步,加大投入和科研力度,在借鑒國外先進經驗和技術的基礎上,根據不同地區的降雨特點、自然和社會環境的差異,對符合南北方城市的雨水利用技術進行深入和廣泛的研究,積極探索城市雨水資源利用的技術和方法,開展可操作性強,有示范效應的應用工程,切實推行雨水利用項目的實施和發展。
城市雨水利用是造福一方的工程,是利國利民的環保產業,政府應加大資助力度,積極推廣效果明顯的雨水利用技術,推動城市雨水利用技術實現產業化。政府應制定各種有利于推廣雨水資源再利用的優惠政策和利益機制,比如針對按要求建設雨水利用工程并保證正常運行的小區和單位,可免收防洪費,所免費用用于設備維護,用于鼓勵不增加排洪量;又如有些單位雖然建設了雨水收集工程,但未達到標準,可適當減收防洪費。此外,財政應配備扶植雨水利用產業發展的專項資金。這些財政扶植政策均能調動開發商和企事業單位的積極性,使他們在施工時充分考慮和合理建設雨水收集系統并很好的加以利用,實現雨水資源的再利用。
城市雨水資源再利用涉及到很多方面,如氣象、地質、水利、環保、城市建設等問題,宜因地制宜制定規劃和管理措施,有計劃的推進雨水利用行動。首先要加強宣傳教育,使人們了解是什么是雨水資源再利用,雨水資源再利用有什么好處,普及民眾雨水利用常識,提高人們的思想認識,激發民眾的參與熱情,能自覺自愿地加入到雨水利用的行列。到具體實施時還需從城市建設、市容市貌、保護環境等諸多方面考慮,對雨水利用方式和保障制度進行科學管理,建立雨水利用長效機制,設立技術示范點,通過雨水利用示范工程,推動各地雨水利用技術經驗的交流和推廣。
就目前而言,我國城市排水規劃中雨水利用尚處在起步階段。隨著政府以及相關部門規范出臺各項政策法規,人們環保意識的增強,科學合理的對城市雨水資源進行再利用,改變城市水資源利用現狀、補充地下水源、減輕城市雨洪負擔和改善生態環境等都不再是空談。我們要不斷地研究探索雨水利用新技術,尋求并實施一整套完善的城市雨水資源再利用管理體系。相信雨水資源再利用有著廣闊的發展前景,在不久的未來將會形成一個成熟的產業化模式,終成為一個利潤豐厚的朝陽產業。
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