浅析雨洪利用
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城市雨洪蓄积与利用近年来, 我国许多城市深受暴雨内涝之害。
短时间的暴雨使得城市出现大面积淹水现象, 不仅造成了巨大的经济损失, 还严重干扰了城市正常秩序, 给居民生活带来很多不便,比如道路中断、车辆抛锚、小区淹水、市民出行困难。
由于城市建筑与路面等不透水地面的面积不断扩大, 城市水文过程急剧变化, 类似这样的城市内涝现象, 比比皆是,并呈逐年加剧的趋势。
1.我国雨洪集蓄利用的潜力有资料表明, 我国的年平均降水量是650 mm,我国的国土面积为960 万km2, 可以推算出我国每年的原生水资源( 总降水量) 量约为6.24 万亿m3 。
据国家环境保护总局信息中心资料显示, 2004 年末我国城市面积39.42 万km2, 按年平均降水量650 mm, 可以推算出该年度我国城市原生水资源( 总降水量) 约为0.26 万亿m3。
除自然蒸发和渗透外, 城市雨水收集利用的潜力巨大。
北京的年均降水量为590 mm 左右, 经过计算,城区每年可利用的雨水量达2.3 亿m3, 相当于110 个昆明湖的水量。
尤其是每年7 月下旬到8 月上旬的主汛期中, 只要有集雨设施, 每场雨水都能留住。
但现实情况却是, 北京目前建设的集雨工程只有47 个, 1 年的雨水收集量只有100 万m3, 河道中蓄积的雨水也只有500 万m3 左右, 再加上其他方式, 每年收集的雨水不到10 个昆明湖。
在沿海城市, 雨水收集利用具有更大的潜力。
上海年平均降雨量1 124 mm, 全市每年的降雨总量应为70 亿m3, 扣除蒸发、渗透等因素, 水务部门估计, 全市每年白白流失的雨水总量约在24 亿m3 左右。
深圳年均降水量1 900 mm, 每年从天而降近40 亿m3 雨水, 而深圳各大水库雨水蓄水量不到总降雨量的1 / 8,因此每年至少有35 亿m3 的雨水白白流失。
2.造成城市雨洪问题的原因全国众多大城市常出现严重积水危害,究其原因主要有以下几个方面。
城市雨洪利用的必要性分析刘晓云谢文文劳海洋发布时间:2023-05-08T02:21:15.524Z 来源:《工程建设标准化》2023年5期作者:刘晓云谢文文劳海洋[导读] 水资源是社会经济发展的基层,历史发展规律告诉我们生态资源是有限的滨州建筑工程施工图审查中心,滨州市市政工程有限公司山东滨州 256600摘要:水资源是社会经济发展的基层,历史发展规律告诉我们生态资源是有限的,面对严峻的资源紧缺的考验,我们只有顺应自然、尊重自然、保护自然才能更好地生存,将生态文明建设放在主要地位,对资源进行合理的配置,有效缓解资源紧张的问题,海绵城市的建设符合时代发展的需要,不仅能够有效解决生态资源短缺的问题,还能促进资源的保护,对构建生态文明城市有至关重要的作用。
基于此,本文通过城市雨洪资源利用的必要性进行分析,指出科学利用雨洪资源是解决上述矛盾的有效途径之一。
关键词:雨洪;水资源;降雨;水质一、前言城市雨洪是一种灾害,如何变灾害为可利用的水资源,是新形势下研究水资源利用管理的重要内容。
针对我国城市雨洪的实际情况,如何科学利用雨洪为人类服务,这是摆在全社会面前的一个重要研究课题。
雨洪利用先进国家的经验表明,雨洪利用作为开源和节流并举的一项措施,是缓解或解决上述水问题的一项重要措施,它具有节水、防洪、生态环境三个方面的效益,是现代化城市建设中必须要优先考虑的问题。
二、分析1. 城市水资源危机严重我国地大物博、资产丰富,但是我国也是一个人口大国,人口数量巨大,这也导致我国的人均资源占有量较少,尤其是用水问题在近些年出现严重的不足,借成这种现象的相本原因是人为对水资源的消费,造成水资源的利用密封的住,我国陌府针对水资源紧张的问题做出两水利用的计划,将雨水资源合理的利用不仅可以降低洪涝灾害对人民生活造成的不利影响,还能够有效解决水资源短缺的问题,促进资源的合理配置,促进生态健康可持续发展。
水是地球上分布最广泛的物质之一,地球表面被水覆盖的面积占地球表面积的71%地球上的水以液态、固态和气态三种形式存在于地表、地下和空中,成为海洋水、河川水。
城市雨洪利用的一些探讨摘要:随着水资源的日益匮乏,国家已逐渐重视对各种水资源的综合利用,而雨洪利用技术的推广应用具有广阔的前景,本文简要论述了国内外城市雨洪利用现状和技术发展趋势,城市雨洪利用常见处理方法。
关键词:城市排水;雨洪利用城市雨洪利用,指的是通过工程性和非工程性措施,分散实施,就地拦蓄、储存和利用城市雨洪,从水文循环中获取水为人类所用的一种方法。
城市雨洪利用的目的就是为了改变时空分布的高度集中,用拦蓄、储存的方式分散开来,从而改善水生态,变弃为宝,化害为利。
一、城市雨洪利用技术是城市解决水问题的必然选择干旱缺水、洪涝灾害和水环境恶化一起成为了新世纪我国面临的三大水问题,并较大程度地制约了经济增长和社会的可持续发展。
我国是个缺水的国家,人均水资源量为2300立方米仅占世界人均的1/4。
据统计,全国672个城市中的400多个城市存在资源型或水质型缺水问题,有110个城市严重缺水;32座百万人口以上的城市,有30座受到缺水的困扰。
随着社会经济的发展,城市规模和数量迅速扩大,水资源短缺的局面也日趋严峻。
与此同时,城市化也带来了环境污染、洪涝灾害等一系列问题。
特别是不透水地表铺砌面积的不断扩大和建筑密度的提高,使地面径流形成时间缩短,峰值流量不断加大,排水系统的雨季流量大量增加,产生洪涝灾害的机会增加、危害加剧。
同时,城市雨洪也是城市水体的一种污染源。
据有关资料报导,在一些污水点源得到二级处理的城市水体中,BOD5负荷约有40%~80%来自于降雨产生的径流。
在全国523条河流中,有436条受到不同程度的污染,其中流经城市的河段90%受到污染。
全国有80%的平原湖泊受到污染,其中26%富营养化,浅层地下水也有不同程度的污染,致使不少重点城镇饮用达不到饮用标准的水。
雨洪利用作为开源和节流并举的一项措施,具有节水、防洪、生态环境三个方面的效益,是缓解或解决上述水问题的必要选择。
二、国内外城市雨洪利用现状和技术发展趋势由于全球范围内水资源紧缺和雨水灾害频繁,近20年来世界各国均开展了雨水利用的研究与实践,其中德、日、美等经济发达、城市化进程发展较早的国家,早已认识到了雨洪的利用价值,采用各种技术、设备和措施对雨洪进行利用、控制和管理,并加以推广、立法、实施。
浅析城市雨洪的防治与利用摘要:随着城市化进程的不断推进,我国大部分城市出现许多新的问题,例如:城市用水紧缺、遭遇强降雨时城市路面大量积水,以及城市地下水污染程度加剧等一系列问题日益严重。
鉴于此,文章总结了国内外专家的先进经验和研究成果,并在此基础上提出了自己的将城市雨洪资源化的一些观点,希望能对解决城市雨洪的相关问题提供可行的解决方案。
关键词:城市雨洪;防治;利用1城市雨洪概念雨,即降水,尤其是暴雨。
降水是地球水体补给的来源,但时空分布不均。
我国位于亚洲季风气候区,季风气候决定了我国雨季年内的高度集中。
每当夏季风北上,西南、东南暖湿气流与西风带系统冷空气相遇,或者有台风影响,往往会产生强度很大的暴雨。
洪,即洪水,尤其是平原区洪水。
我国不仅年内降水高度集中,平原中的平地大多位于江河洪水水位以下,是洪水洪灾易发区。
滨海地区由于地面沉降,抬高了洪水水位,增加洪水洪灾发生的机率。
城市雨洪即为发生在城市中的强降雨,导致城市下垫面大量积水甚至形成洪涝的一种现象。
城市雨洪利用,指的是通过工程性和非工程性措施,分散实施,就地拦蓄、储存和利用城市雨洪,避减洪涝灾害,增添城市供水,改善水生态,营造一个亲水、爱水、节水、用水的城市环境。
2城市雨洪的现状及造成此种现状的原因2.1城市雨洪的现状随着城市化进程的加快,人类对于城市房屋以及路面的建设日新月异。
但与此同时,也出现了一系列问题,给人类的生产生活带来诸多不便。
具体表现在以下几个方面:汛期到来时,城市降雨量明显增加,诸多城市都会因为暴雨造成城市内涝,从而出现交通瘫痪,严重影响人们正常的生产生活。
另外,大量的城市降雨没有得到合理利用,而白白的流入到排水管道中,这也是一种很严重的水资源浪费。
其次,因为雨水与路面的接触,使水分中含有大量的污染物,如COD、TN、TP 等,这些化学物质都会对城市地下水的水质造成比较严重的污染,进而影响到城市的供水水源。
类比于其他的洪水类型,城市雨洪的洪峰提前,洪峰流量增大,而且该类型洪水发生在人口稠密地区,造成的危害之大可想而知。
城市雨洪利用及技术一、引言水是人类赖以生存的最基本自然资源,是其它任何资源所无法替代的,是工业的血液,城市的命脉。
近些年来,随着城市化进程逐步加快,导致诸多城市出现水问题,主要表现在:城市水资源短缺问题严重,干旱灾害时有发生,严重制约社会经济发展;城市下垫面产汇流特征发生改变,城市洪涝灾害问题凸显;城市缺水导致城市生态景观用水被挤占,城市生态环境恶化问题严重,甚至造成一系列地质灾害。
面对这一系列问题,人们将目光转向了雨洪资源。
二、城市雨洪利用的概念雨,即降水,尤其是暴雨。
我国位于亚洲季风气候区,季风气候决定了我国雨季年内的高度集中。
每当夏季风北上,西南、东南暖湿气流与西风带系统冷空气相遇,或者有台风影响,往往会产生强度很大的暴雨。
洪,即洪水,尤其是平原区洪水。
我国不仅年内降水高度集中,而且西高东低,平原中的平地大多位于江河洪水位以下,是洪水、洪灾易发区。
滨海地区由于海平面以上地面沉降,又加剧了洪水位抬高,增加了洪水、洪灾发生的机率。
而二者就属于雨洪资源。
但是暴雨和洪水又都属于弃水。
弃水,指的是具有足够数量和可用的质量,不能或不可能在某一地点为满足某种用途而被利用的自然水。
[1]所谓,城市雨洪利用,就是要合理利用城市暴雨、洪水,具体说来就是调整城市雨洪在时间和空间上的分布,通过收集拦蓄,存储净化、调配利用等措施,将弃水变为益水,变灾害为资源的过程。
[2]城市雨洪利用是一种多目标的综合性技术,城市雨洪的利用不仅提高水资源利用率,更具有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意义。
三、城市雨洪利用的发展状况1、国外发展情况近20年来,由于全球范围内水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁,美国、加拿大、默西哥、德国、印度、土耳其、必色列、日本、泰国、苏丹等40多个国家相继开展了雨洪利用的研究与实践,并召开过10届国际雨洪利用大会。
[3]其中,德、日、美等经济发达、城市化进程发展较快的国家,将城市雨洪利用作为解决城市水原问题的战略措施,进行试验、推广、立法、实施。
太原市城市雨洪利用探讨城市雨洪是一种灾害,更是重要的水资源。
水资源短缺与水环境恶化是太原市面临的主要问题。
而城市雨洪资源又被直接排放,未能充分利用。
借鉴国内外城市雨洪资源利用的经验,控制城市雨洪、充分利用汛期雨水、开拓城市雨洪利用途经可改善城市水资源供需矛盾,改善城市生态环境,提高城市防洪减灾能力,具有明显的经济效益、社会效益和环境效益,是实现人水和谐的有效途径。
标签:城市;雨洪;径流;利用;太原城市雨洪是一种灾害,更是重要的水资源。
长期以来,只重视城市排水和防洪设施建设,忽视雨洪资源的综合利用,这既浪费了水资源,又增加了城市防洪设施的压力。
随着太原市城市化的快速发展,各类建筑物及道路的兴建等使城区不透水地面面积急剧增长,城区地面径流随之也在不断增大。
利用有限的市政排水管网排泄雨洪水,很容易形成涝时排不出,用时又无水的现象。
借鉴国内外城市雨洪资源利用的经验,将城区防洪与雨洪综合利用相结合,可改善城市水资源供需紧张矛盾,改善城市生态环境,提高城市防洪减灾能力等,具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。
1 城市雨洪资源利用的意义太原市受季风气候影响,降水的时空分布不均,汛期降雨占全年降雨的70%,次降雨量不大,但降雨强度大,加之城市的热岛效应,汛期城区降水增大。
随着城区道路拓宽、广场硬化和小区扩建等,地表硬化面积不断增大,降雨很难直接入渗。
在同样降雨条件下,产流速度加快,产流量加大,城区容易发生内涝灾害。
一方面是使用庞大的雨水排放系统将日益增长的雨水径流排出城区;另一方面却是城区地下水补给的严重不足。
近几十年来,由于城区地下水的集中开采,使地下水水量急剧减少,地下水位逐年下降,形成近400km2的地下水降落漏斗,累计超采地下水20亿m3。
所以,采取有效的技术措施把雨水回收利用,既充分利用了宝贵的雨水资源,又减少了城区排水投资,是缓解太原市水资源严重短缺的有效措施之一。
城市雨洪利用可减少城区地表径流,降低城市洪水压力和排水管网负荷。
城市雨洪资源利用浅析随着城市化进程的加快,水资源短缺问题日益严峻,水资源已成为制约社会经济发展的重要瓶颈,城市雨洪资源的利用为城市开辟了新的水源,同时又能减轻汛期排涝压力,解决城市洪涝灾害与缺水的问题。
本文主要结合海绵城市建设,从城市存在的主要涉水问题着手,对城市雨洪资源利用的途径进行了分析和阐述,以期有效实现城市雨洪资源利用的最大化。
标签:雨洪资源;利用;途径引言我国淡水资源总量丰富,但人均占有量低,且时空分布不均衡。
随着经济及社会的不断发展,水资源污染和浪费问题日益严重,水资源短缺成为制约我国当前社会经济发展的重要瓶颈。
同时,随着城市化进程的加快,建设用地增多,不透水面积增加,导致径流系数增大,暴雨汇流迅速,径流量成倍增加,使得每年有大量的雨洪资源白白流走,这不仅浪费了大量宝贵的雨洪资源,还使城市排水管网不堪重负,对经济发展和城市建设造成严重影响。
而雨洪资源的利用既可以增加供水水源,又可以减少洪涝灾害,对调节、补充地区水资源和改善及保护生态环境起着极为关键的作用,是促进海绵城市建设的重要手段,对解决城市当前水资源紧缺问題有着非常重要的现实意义。
1、城市存在的主要涉水问题最近几年以来,因城市地下水的不断开采,导致地下水含量急剧减少,地下水位出现逐年降低的局面,使得城市雨水资源没有得到较好的利用。
加上很多城市是依水而建、依水而兴的,当水资源能够满足城市发展时,其对城市的建设和发展起到积极的影响,当水资源无法满足城市建设和发展时,水就会对城市建设产生严重的阻碍作用。
具体来说,城市存在以下几个方面的涉水问题:1.1 防洪能力不足。
随着经济的发展,城市化进程的不断加快,城区面积也在不断增大,城区降水、洪峰以及洪量明显增加。
然而,城市的土地及水面被楼群、硬质路面所覆盖,对行洪过水产生严重的阻碍作用,同时可渗水面积的减少,对地下水和地下土壤的自我净化及调节也产生一定影响。
由于城市中大面积不渗水,导致地面雨水径流加快,汇流时间缩短,极易形成陡涨陡落的洪水,使得城市遭遇洪涝灾害。
浅析雨洪利用
由于全球范围水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁,近二十年来,许多发达国家开展了雨水利用的研究和实践。
我国对此的研究比较滞后,同时又是非常需要此方面技术的国家。
一方面,我国的水资源总数虽然大,但人均占有少,城市缺水问题十分严重;另一方面,我国降水的时间和空间分布不均,且近年来暴雨强度增大、频率增加,雨洪资源在缺水城市没有得到合理的滞留和利用,反而形成城市内涝危害发展。
由此,雨洪利用已经成为我国发展循环经济的重要内容之一。
文章结合国内外发展情况,对雨洪利用做了部分分析。
标签:水资源紧缺;城市内涝;雨洪利用;循环经济
中国雨水资源的总量相对丰富,全年的降雨量大约有6万亿m3。
其中有3.2万亿m3 渗透到土壤里,大部分被植物吸收后蒸发掉,小部分补充到地下水;而另外的2.8万亿m3的雨水形成地面径流中,有2.7万亿m3汇集成河流、湖泊等地表水,还有少量雨水成为地下水。
目前,我国主要开展农村雨水利用的研究应用较多,对城市雨洪利用的研究相对较少。
雨水回收途径包括路面径流、屋面径流。
1 路面雨水控制
随着城市人口的增长,城市现代化建设加快,大量建筑物拔地而起,道路建设需求越多,由此城市不透水面积也逐年速增。
自然水文循环中,降到地面的水,一部分被植物截留,一部分蒸发到大气,其余水,一部分渗入地下,一部分沿地面流动形成地面径流进入江河湖泊等。
而现在的城市降雨量90%形成了径流,地下渗透水量下降导致地下水位下降,而地面雨水汇集、排出时间缩短,高峰流量增大,随之而来的是洪水风险增加。
开发种植植物对雨水进行控制是必要的,但是在处于发展中的中国,大批植树造林仍不现实。
我们从道路本身出发,既然不得不修路,那么我们将道路设计研究创新,争取最大限度使雨水能够下渗。
1.1 国外技术发展
国外多用设集水沟和管渠的透水基层排水系统,这种系统在道路两侧连续铺设多孔排,收集下渗的雨水,构造如下图所示。
排水管与集水管连接,集水管的两端再与渗透管沟、渗透池(塘)等连接,将收集的雨水送去处理进行二次利用,或者回填地下水。
图1 透水性道路排水结构示意图
德国是世界上雨水收集利用技术最先进的国家之一,德国汉诺威康斯柏格城区的雨洪利用与生态设计是欧洲的典范。
该系统结合地形与土壤条件设计,尽可能地将雨水就地滞留并下渗,最大限度地减少地表径流。
系统由雨水渗滤沟、坡地雨水绿道、雨水滞留区、蓄水湖和输水沟五个部分构成。
在此系统中,地面径
流进入路边设置的“雨水渗滤沟”中,水慢慢下渗,当水位上升到特定高度时,溢出的雨水进入坡地雨水绿道和场地边缘最低洼处的雨水滞留区中,更多的水流顺应地势流入蓄水湖中,如此便有跟广区域让雨水下渗或者蒸发。
1.2 雨洪水质管理
在减少地表径流的同时,还要对路面与水水质进行控制。
我国路面径流水质复杂,收集回用效率不高。
径流雨水水质与城市地理位置、下垫面性质材料、下垫面管理水平、降雨强度、气温、日照等诸多因素有关,水质波动性较大。
除了需要控制现今城市常出现的“热岛效应”、改善环境问题以外,改善路面污染状况也是控制路面雨水污染源的最有效方法之一。
可在输水管线途中或者末端设置雨水滞留工艺,入稳定塘和人工湿地等。
还可以设置路面雨水截污装置,防止树叶、垃圾等污染物混入雨水回收系统。
除此之外政府还应当颁布政策实施,如禁止将雨水口当做垃圾筒,加强环境监督管理,加强城市内涝灾害原因及减灾方法宣传,增强群众防灾减灾意识。
也可以学习发达国家,制定一系列有关雨水利用的法律法规。
如美国制定了《雨水利用条例》,该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,所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。
1996年德国联邦水法新增条款中补充了关于“避免雨水径流量增加”和“水的可持续利用”的规定:除特定情况外,降水不能排放到公共管网中,新建项目的开发商必须对场地雨水进行有效滞留和利用。
这样在暴雨时期就减轻了市政雨水管道的负担,从而更有效排出洪水避免内涝。
2 屋面集水系统
当前屋面雨水收集利用在美、欧、日等发达国家已是非常重视的产业,已经形成了完善的体系。
这些国家制定了一系列有关雨水利用的法律法规,建立了完善的屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。
收集的雨水主要用于洗车、浇庭院、洗衣服、冲厕和回灌地下水。
屋面雨水收集系统流程:屋面雨水经雨落管流入过滤器,过滤后的水流入渗透式储水池。
储水池上方接纳土壤渗透下的水,下方将水慢慢渗透到更深含水层。
当水位超过一定位置,水溢流出去进入雨水收集管渠。
很显然,屋面集水系统更适用于矮层楼房。
由于中国人口多,特别是大城市人口密度大,建筑密集,楼层高,若采用屋面集水系統,首先成本高,管理困难;其次未必能达到西方国家处理的效果。
因此这种方式适合在我国农村普及。
在农村进行雨洪利用,能创建自身优美环境,向新型农村模式跨进;同时也能缓解周围城市水资源紧缺困难,成为服务都市型农村。
3 雨洪利用
根据城市雨水利用的途径不同,雨水利用可以分为雨水直接利用、雨水间接利用。
3.1 雨水直接利用
降雨前期20min内的雨水水质较差,可通过修建截流井将初期雨水截流,后期雨进行回收利用。
雨水径流收集利用技术是将来自屋顶、道路等的降水收集,稍加处理或不经处理直接用于从洗厕所、浇洒绿地等。
城市雨水利用目前成熟的技术有两种:屋顶集流和马路分流。
屋顶集流,就是利用建筑物屋顶拦蓄雨水,然后在地下存储,过滤和反渗透过滤,再用水管输送供用户使用。
马路分流,即分设城市排污管道和雨水集流管道。
雨水集流管道分散设置,雨天集存,晴天利用,无需处理。
关于这方面,日本已有成熟经验,我国可以借鉴。
在城市规划过程中,不妨根据城市生态特点设计河湖相通的生态水网,把城区雨洪资源通过雨水管网汇集排入河流,经闸门、拦河坝调蓄后补给湖泊及城区内公园景观。
3.2 雨水间接利用
城市雨水间接利用是采用各种措施将雨水就地渗入,如利用坑塘、洼地、旧河道、砂石坑、沟渠及井等将地下水直接引入地下含水层。
这种做法能减小管道负担,同时补充地下水、涵养地下水。
同时有利于增加浅层土壤含水量、遏制城市热岛效应、改善生态环境。
另一方面,土壤渗透有一定净化功能,从经济效益上来讲对城市面源污染的控制有重要意义。
4 结束语
对于我国,进行可持续的雨洪利用和生态设计尤为重要,它对于补偿城市生态环境、缓解水资源危机和解决城市快速发展带来的排水设施的不足以及防洪减灾等方面具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。
参考文献
[1]郭溪,曹倍.浅析城市雨洪的防治与利用[J].企业技术开发,2011,4.
作者简介:段丹丹(1992-),女,汉族,四川德阳人,西华大学2011级给水排水工程专业本科在读,研究方向:市政管网设计。