1 雨洪資源利用的原則
雨洪資源的利用要堅持確保工程安全、防洪安全、適度承擔風險的原則,不能忽視安全而一味地追求興利;要堅持整體利益最大化原則,講求投入與產(chǎn)出、效益與損失的合理,趨利避害,不能以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價,也不能轉(zhuǎn)移生態(tài)環(huán)境問題;要堅持利益均衡的原則,建立風險共擔、利益共享、損失補償?shù)臋C制。
河湖(人工湖)、濕地生態(tài)用水,城市景觀生態(tài)用水應(yīng)積極引蓄利用雨洪資源,將攔蓄的雨洪資源用于生態(tài)補水,生態(tài)補水是雨洪資源利用的重要措施。
2 雨洪資源利用模式
城市雨水利用是針對城市開發(fā)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的屋頂、道路、庭院、廣場、綠地等不同下墊面降水所產(chǎn)生的徑流, 采取相應(yīng)的集、蓄、滲、用、調(diào)等措施, 以達到充分利用資源、改善生態(tài)環(huán)境、減少外排徑流量、減輕區(qū)域防洪壓力的目的, 是寓資源利用于災(zāi)害防范之中的系統(tǒng)工程。
2.1 下切綠地
下切綠地就是將綠地低于周圍地面適當深度,使周圍地面的地表徑流流人綠地下滲。北京研究結(jié)果表明,當綠地下切5~10cm時,能夠消納自身和相同面積不透水地面流入的雨水,使5年一遇日降雨無徑流外排。
2.2 滲透性地面等增深設(shè)施
滲透性地面能夠較快地下滲雨水、使地表不積水或少積水。滲透性地面通常由鋪裝面層、墊層和基層部分組成,祥見圖2。面層和墊層又統(tǒng)稱為鋪裝層。降雨先下到面層,因此要求面層有很強的透水性,能夠使可能發(fā)生的所有強度的降雨很快入滲到下層,下部墊層除了應(yīng)當有較大的滲透能力外,還應(yīng)當有較大的孔隙率,以便滯蓄滲人的雨水?;鶎油ǔ槊軐嵉耐寥?,有較強的承載能力,但也有一定的下滲能力,可使暫時滯留在鋪裝層的雨水逐漸的滲入地下。所采用的面層材料有透水磚、草坪磚、透水瀝青、透水混凝土等。透水磚是一種壓制的無砂混凝土砌塊,有很多連通的空隙,能很快地滲透雨水,是效果最好的一種透水面層材料。滲透性地面通常鋪裝在人行道、庭院、廣場、停車場、自行車道和小區(qū)內(nèi)車流量較小的機動車道。
其它增滲設(shè)施有滲水管溝、滲水井、回灌井等,滲水管溝是在地下淺層建設(shè)的能夠暫時滯留雨水和下滲雨水的溝槽,一般采用透水性管道將雨水引入溝槽內(nèi),屬于條狀或帶狀滲水設(shè)施。滲水井是一種點狀增滲設(shè)施,深度可比管溝深一些,雨水主要通過滲井底部滲人地下?;毓嗑纳疃雀睿撞客ǔEc較大的粗砂或砂礫層接觸,滲水能力更強。
2.3 地下集水設(shè)施建設(shè)
地下集水設(shè)施主要是在小區(qū)、公園、廣場等地下建設(shè)地下水窖,收集攔蓄利用屋頂、道路、庭院、廣場等的雨水, 經(jīng)適當處理, 可以用來灌溉綠地、沖廁所、洗車、噴灑路面、城市湖泊洼地景觀補水等。這種方法能夠使雨水得到充分利用,減少自來水的用量,既減少了雨水排放量,又增加可利用水資源。
城市雨水資源的利用除了以上工程措施的利用外,還應(yīng)有相關(guān)的非工程措施來保障雨水資源利用的實施。如制定雨洪利用的法規(guī)和技術(shù)規(guī)范,規(guī)定新建小區(qū),無論是工業(yè)、商業(yè)、還是居民小區(qū),均要設(shè)計雨洪利用設(shè)施。同時,盡快制定城市雨洪利用方面的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行等配套技術(shù)標準。雨洪利用是一項系統(tǒng)工程,涉及到氣象、地質(zhì)、水利、城市建設(shè)等問題,具體實施時需與城市建設(shè)、市政管理、節(jié)水、建筑設(shè)計、環(huán)保和園林等許多部門通力合作。如何有效地進行合理的開發(fā)和利用是一個相當復(fù)雜又必須處理好的技術(shù)經(jīng)濟和政策問題。雨洪利用要從開發(fā)資源、生態(tài)補償與城市可持續(xù)發(fā)展的高度加以重視,給予政策法規(guī)的支持和支撐。政府應(yīng)加大資助扶持力度,推廣雨洪利用技術(shù),推動城市雨洪利用的快速發(fā)展。
2.4 城市雨水利用的水質(zhì)控制
城市收集來的雨水并非是純凈的水,雨水水質(zhì)控制是現(xiàn)代城市雨水利用不可忽視的問題。影響雨水質(zhì)量的原因主要有以下幾個方面:
a)由于大氣的污染,直接由降水帶來的污染物。城市的大氣污染日趨嚴重,致使雨水水質(zhì)下降,不少城市出現(xiàn)酸雨。從部分城市降雨水質(zhì)分析結(jié)果看,天然雨水中含有的污染成分為SS、COD、硫化物,氮氧化物等,但濃度相對較低。
b)路面材料的影響和在非降雨期路面上積累的大氣沉降物。路面雨水徑流水質(zhì)和影響因素相對其他方面的污染要復(fù)雜的多。路面材料、汽車排泄物,生活垃圾、裸露或植被地帶沖出的泥沙等等,其成分復(fù)雜,隨機性很大。主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑、重金屬及其它無機鹽類。COD、SS均可能高達數(shù)千毫克/升。
為了有效控制雨水的水質(zhì),必須采取一些措施,如;路面雨水截污裝置、初期雨水棄流裝置等等。
為了控制路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等污染物,可以在雨水口和雨水井設(shè)置截污掛籃和專用編織袋等,或設(shè)計專門的浮渣隔離、沉淀截污井。也可設(shè)計綠地緩沖帶來截留凈化路面徑流污染物,但必須考慮對地下水的潛在威脅,限用于污染較輕的徑流,如生活小區(qū)、公園的路面雨水。設(shè)計特殊裝置分離污染較重的初期徑流,保護后續(xù)滲透設(shè)施和收集利用系統(tǒng)的正常運行。
除了上述源頭控制措施外,還可以在徑流的輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附、穩(wěn)定塘及人工濕地等處理技術(shù)。需要注意雨水的水質(zhì)特性,如顆粒分布與沉淀性能、水質(zhì)與流量的變化、污染物種類和含量等。
3 結(jié)語
通過以上措施既可有效解決雨季的行洪排澇問題,又可將多余的雨洪水量蓄存起來,充分利用。該措施合理利用了雨洪資源,節(jié)約了水資源量,可有效解決我國季節(jié)性缺水的問題,具有較好的應(yīng)用推廣前景。
作者簡介:
韓士東:1979年,男,東營市啟程工程設(shè)計公司董事長,研究方向:水利、市政工程規(guī)劃設(shè)計。
李國瑋:1981年,男,山東省利津縣水利局農(nóng)水科,研究方向:農(nóng)田水利工程規(guī)劃建設(shè)及管理。
索乃波:1972年,男,山東省利津縣鹽窩鎮(zhèn)水利服務(wù)中心主任,研究方向:農(nóng)田水利工程規(guī)劃建設(shè)及管理。