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浅析临沂市城区雨水资源与利用

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【摘 要】与全国多数北方城市一样,临沂市水资源主要来自大气降水,全市多年平均降水量818.8mm,人均占有水资源量为552.8m3,是全省人均占有量的1.66倍,但不足全国人均占有量的1/4,属于严重资源性缺水地区。而年内降水73%集中在汛期的6-9月份,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。

【关键词】临沂市城区雨水资源;收集;利用

1 国内外雨水手机利用发展情况

北方淡水资源匮乏,由于天然雨水具有硬度低、污染物少等优点,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。据悉,我国真正意义上的城市雨水的研究与应用开始于20世纪80年代,发展于90年代。总的来说技术还较落后,缺乏系统性,更缺少法律法规保障体系。随着近年来我国城市绿化事业的不断发展,绿地灌溉用水越来越紧张,充分利用雨水资源,研究并推广其利用模式对建设节约型园林意义重大。

雨水作为一种宝贵的资源,在城市水循环系统和流域水环境系统中起着十分重要的作用。由于人类的活动造成植被减少或破坏,城市发展中不透水面积的增加,导致雨水流失量增加和水循环系统的平衡遭到破坏,并引发一系列环境与生态问题。我国许多城市水资源严重不足,而大量雨水资源却白白流失,雨水利用率不到10%。国际上城市雨水利用研究比较广泛。东南亚的尼泊尔、菲律宾、印度、泰国,非洲的肯尼亚、博茨瓦纳、坦桑尼亚,以及日本、德国、澳大利亚、美国、新加坡、法国等国家都采取了多种技术开发和利用城市雨水。其中德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一。德国的城市雨水利用方式主要有三种:一是屋面雨水集蓄系统;二是雨水截污与渗透系统,道路用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。三是生态小区雨水利用系统。

2 临沂城区雨水资源状况

临沂市地处鲁东南,多年平均降雨量为818.9mm,主要集中在6-9月,按现在的临沂城区面积70平方公里计算,我市雨水资源总量为5732.3万吨。多年平均径流深267.0mm,接近降水量的1/3。我市的雨水资源十分丰富,应用潜力巨大。我市现有绿地面积约为70万m2,每平方米绿地每年需水1吨以上,这样估算我市每年的绿化用水量接近100万吨。而且这个数字还在不断增长,这么大的需求量如果都使用城市用水,势必对城市造成巨大的用水压力。合理、科学的疏导、收集雨水资源,完全可以满足绿地景观用水以及绿地养护用水,也可以提供其它城市公共用水需求。开展城市雨水利用途径研究对城市建设事业―尤其城市园林绿化事业―意义重大。

3 城市雨水利用途径研究

3.1 结合城市道路的雨水渗透、收集系统

城市道路雨水收集方式分为两种,一种就是结合现有道路雨水系统将雨水过滤后引入人工湖、蓄水池等设施。蓄水池应统一规划、合理布局,并设计溢流保护系统。另一种是沿着道路建设渗透浅沟,可以与道路绿化景观相结合,供雨水径流流过时下渗,超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地,作为水景或继续下渗,浅沟表面或周围栽植草皮、亲水性植物,设置景石,形成特色道路景观。

3.2 与绿地地形及水景设计相结合的雨水渗透、收集系统

结合绿地尤其是大型绿地、游园的雨水收集系统,可以解决部分灌溉用水的需求,它主要分为两种:一种是地上雨水收集系统,就是利用地形、园路、明沟、景观水系等将雨水汇集于绿地设计的人工湖、水塘中,雨水一部分在径流过程中自然渗入地下,另一部分流入水塘、人工湖,干旱时作为灌溉用水。另一种方法是在绿地用地紧张,不适于建设水塘、人工湖的情况下,将收集的雨水通过过滤后引入地下蓄水池,供旱时抽取使用。

3.3 屋面雨水收集系统

利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水,如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统,可节约饮用水,减轻城市排水和处理系统的负荷,减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。

该系统又可分为单体建筑物分散式系统和建筑群集中式系统。由雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分组成。有时还设渗透设施与贮水池溢流管相连,使超过储存容量的部分溢流雨水渗透。

3.4 小区雨水综合收集系统

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,达到更显著削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效果。因这种系统较大,涉及面更宽,需要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。

3.5 小结

城市道路雨水径流量大,而且利用成本相对来说最低,合理的收集利用道路雨水可以很好的补充城市淡水资源;在大型绿地、游园中设置雨水收集系统,要在绿地规划之初就统筹考虑,系统规划。以结合了地形、水景地上雨水收集系统为例,这一系统不会直接增加建设成本,而且可以补充水景用水、产生景观效益。以上两种雨水利用方式可行性高,利用成本低,对我市现有设施进行改造即可实现。屋面雨水收集系统和小区雨水收集系统相对成本较高,它的推广使用主要适合在新建生活小区、环境条件较好的城市园区,而且应该在小区或园区基础设施建设时同步完成,屋面雨水收集系统和小区雨水收集系统更注重长远的经济效益和生态效益。是今后城市住宅园区、现代化工业园区的节水利用趋势。

4 结论与讨论

对雨水利用途径的研究一直是近年来的热门,主要是因为城市水资源紧张以及人们意识到了雨水利用的巨大潜力,现阶段我市对雨水的主要利用途径包括:结合城市道路的雨水渗透、收集系统;与绿地地形及水景设计相结合的雨水渗透、收集系统;屋面雨水收集系统;小区雨水综合收集系统等。我们应该通过研究,继续寻找更好、更先进、更完善的雨水利用技术,以提高雨水利用率,同时还要在全社会推广雨水集蓄利用的观念、方法和先进经验,让雨水利用系统成为城市建筑、道路、公共绿地等基础设施配套的建设项目,形成全面开展雨水集蓄利用的大好局面,这也将会带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。开展雨水集蓄利用研究无论对节约型城市园林建设以及节约型社会建设都具有十分重要的意义。

现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程,在选择雨水利用系统方案时,要特别注意地域及现场各种条件的差异,即使在同一个城市,由于项目间各种因素和条件的不同,宜采用的方案也可能完全不同。

中国是一个城市化快速发展的国家,雨水问题是城市水环境和水资源的主要制约因素,为了实现建立生态城市的目标,必须选择可持续发展的道路。城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾的有效途径,同时城市雨水径流污染控制也是改善城市生态环境的重要组成部分,应完善相关政策法规,将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相结合,应坚持技术和非技术措施并重,因地制宜,择优选用,兼顾经济效益、环境效益和社会效益,标本兼治,促进城市水资源和水环境的可持续发展。

【参考文献】

[1]车伍,李俊奇,等.城市雨水利用技术与管理[M].中国建筑工业出版社,2006:190-253.

[2]程江,徐启新,杨凯,等.国外城市雨水资源利用管理体系的比较及启示[J].中国给水排水,2007,12:68-72.