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车伍:提高城市雨水利用率

admin 2011-03-01 来源: 网
继今夏我国北京、上海等地大范围暴发城市雨涝灾害以来,如何减免因气候异变及因城市快速发展产生的各种负面效应而引发的越来越严重的城市雨涝危害已成为业内和社会关注的焦点问题。同时,雨水作为一种资源,如何对其进行有效的收集和利用,改变我国城市水资源严重短缺的现象,改善水环境,也成为可持续发展的重要议题。

  雨水利用并不是新话题。从古至今,人们一直自觉地采用各种集雨措施对雨水进行收集并用于旱季的农业灌溉用水。然而随着城市的快速发展,雨水水质有了很大变化,特别是城区内的雨水径流污染严重;城市快速发展中不透水面积的大幅度增加,导致雨水流失量增加和水循环系统的平衡遭到破坏,城市大范围采用硬铺装后,切断了雨水补充地下水源的重要通道,使得雨水更加难于收集、处理和利用。数据显示,我国许多城镇水资源严重短缺的同时,雨水利用率尚不到10%。

  一方面是日益匮乏的水资源,一方面大量雨水资源却白白流失,雨水作为一种资源,却始终难于发挥其资源优势。如何打破这种资源利用的瓶颈,使雨水资源得到充分利用,本刊记者特就此问题采访了北京建筑工程学院博士生导师车伍教授。

  记者(下简称记):雨水作为一种资源却难以利用的主要原因是什么?

  车伍(下简称车):
现代意义上的城市雨水利用有狭义和广义之分。狭义的城市雨水利用主要指对城市汇水面产生的径流进行收集、储存和净化后利用。而广义的城市雨水利用,则是指在城市范围内,有目的地采用各种措施对雨水资源的保护和利用,主要包括收集、储存和净化后的直接利用;利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用,改善城市水环境和生态环境;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源等。因此现代意义上的城市雨水利用与传统的(农业)雨水利用有很大的不同,主要体现在技术的复杂程度、产生的效益和影响、雨水的用途、雨水水质的污染性与处理要求等方面。

  单纯地从技术角度来讲,雨水利用的瓶颈主要是在污染的控制、截污、储存、利用等技术的选择上面。城市雨水利用在不同条件下(气候、地质、水资源、雨水水质、建筑等),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。如德国目前采用的屋面雨水收集利用系统和标准就不能照搬北京,德国的降雨在一年中分配均匀,少暴雨,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,系统设备在一年中大部分时间里闲置,代价太高。其次,我国城镇雨水径流的污染非常严重,不仅直接危及城镇水环境和生态环境,也增加了城镇雨水利用的难度和复杂性。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。这种技术上的复杂性,也给雨水利用的普及带来一定困难。

  此外,在水价的合理化,建立科学的市场调节机制,强化公众教育和参与意识,给予城市雨水利用适当的优惠政策,及管理等多方面都需进一步研究和完善。

  记:我国目前的城市雨水利用情况是什么样的呢?

  车:
现代意义上的城市雨水利用在我国发展较晚。以前,城市水资源主要着眼于地表水资源和地下水资源的开发,不重视对城市汇集径流雨水的利用,造成大量宝贵雨水资源的流失。随着我国水资源短缺的现象日益严重,雨水资源利用也逐渐引起重视。上世纪80年代末开始实施的各种集雨工程,如甘肃省“121雨水集流工程”等促进了缺水地区农村的雨水集蓄利用措施的研究和应用,产生了明显的经济效益和社会效益。

  在城市雨水利用方面,1998年北京建筑工程学院和北京市城市节约用水办公室联合开展的城市雨水利用研究,从城市雨水水质、雨水收集利用方案及与中水系统的关系、雨水的渗透方案及渗透装置、雨水的污染控制及净化措施、雨水利用与小区生态环境等诸多方面进行系统研究。在市政府的支持下,已有一批雨水利用工程得以实施,并获得2002年北京市科技进步奖,还有一批不同类型的雨水利用项目在设计或实施中。目前重点是对工程应用进行系统地总结,开发更多的实用装置和设备,为大规模推广应用提供必要的技术支持。

  北京市水利局和德国埃森大学的“城市雨洪控制与利用”示范小区雨水利用合作项目于2000年开始启动。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”。北京市政府66号令(2000.12.1)中也明确要求开展市区的雨水利用工程。

  2003年3月北京市规划委员会和水利局联合发布的“关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定”中指出:“凡在本市行政区域内的新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设。建设工程的附属设施应与雨水利用工程结合。景观水池应设计为雨水储存设施,草坪绿地应设计建设为雨水滞留设施。”

  目前,北京城市雨水利用已进入实质性的实施推广阶段,天津、青岛、上海、大连、南京、武汉、成都、哈尔滨、西安、昆明等许多城市也相继开展了对雨水的研究或应用,显示出良好的发展势头。在2008奥林匹克场馆建设中也将采纳雨水利用技术。

  记:城市雨水利用所采用的技术主要有哪些?在普及和推广中还需注意哪些问题?

  车:
与缺水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的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等多个方面。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。根据用途不同,雨水利用可以分为雨水直接利用(回用);雨水间接利用(渗透);雨水综合利用等几类。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。

  举北京为例,在北京市已建成的城市雨水利用工程中,北京的第15中学、华嘉小学、丰台职业学校、青年湖等采用的雨水收集利用;东方太阳城等采用的是渗透、景观湖调蓄综合利用。还有水利局实施的几个示范小区,也包括收集利用与渗透两大类。

  各种技术的适用性很难一概而论,原则是因地制宜,结合具体条件:如降雨、缺水状况、水价、地质、水环境、雨水水质、资金等,通过方案比较和技术经济分析确定。透水地面、低势绿地等雨水利用技术应该属于普遍适用的。在普及和推广这些城市雨水利用技术时,最好是在新建项目时进行设计,因为涉及到与各专业的协调问题,改造起来难度大,费用高,甚至难以实施。

  记:现在已有的雨水利用工程,在近期的暴雨中表现如何?是不是说如果普及了雨水收集利用系统就可以减免城市雨涝的危害?

  车:
开展城市雨水利用的系统建设,总体讲是有利于减少水涝灾害的。如北京东方太阳城小区由于建有雨水利用工程,明显地改善水环境和提高防涝标准,几年都没有发生水涝。其它几个示范工程也都有明显的节水效果。

  但仅靠雨水收集利用系统能达到的减涝效果有限,因为雨水收集主要是靠储存池调蓄雨水,不可能设计太大,常常对暴雨峰流量起不到削减作用。减少城市雨涝还需要综合性的雨水利用措施,如增大绿化面积、多采用透水铺装等各种渗透设施、充分利用天然和人工水体如河湖湿地等进行调蓄等。德国、美国还有北京都要求建设项目在开发后产生的雨水径流量不能超过开发前的,这些都需要依靠综合性措施。城市水涝是一个比较复杂的问题,其他还有设计标准低、设计不合理、管理落后等,也有一些人为因素在内。

  总之,城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾和改善城市环境的有效途径。

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