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基于“生态海绵城市”构建的雨水利用规划研究探讨

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  摘    要:近年来,随着我国水资源短缺问题的逐渐凸显,基于生态海绵城市的雨水利用规划方面的问题逐渐引起了人们的关注。本文主要探讨了在“生态海绵城市”理念下雨水的利用规划,以供广大同仁研究探讨。
  关键词:生态海绵城市;雨水利用;规划设计
  1  引言
  水资源短缺等方面的问题逐渐引起了人们的关注。水资源短缺问题的发生主要原因归咎于资源的不合理利用。生态海绵城市的实现,是基于对雨水更高层次的利用理念之上,生态海绵城市构想的实现,对于雨水的利用、生态环境的保护都有着重要的意义。
  2  生态海绵规划理念概述
  生态海绵规划理念是一种新型的雨水排除模式,此种模式的实现优化了传统模式中存在的问题,同时有效解决了我国现有的资源短缺问题。生态海绵规划理念的形成要求相关部门在进行地区雨水排放工作的过程中应摒弃传统的雨水排放理念,进而在实现生态保护目标的基础上开展新型的雨水管理方式。新型雨水管理方式即是让雨水在排放的过程中处在分散的蓄留状态,最终实现雨水资源的合理利用,达到资源节能目的。另外,生态海绵规划理念要求该地区在进行雨水管理的过程中要实现雨水的可持续利用管理模式,最终实现对生态环境的有效保护,且由此解决我国现有的水资源短缺问题。生态海绵规划理念符合现代社会的发展需求,因而我国政府相关部门应加大力度对其展开推广。
  3  利用雨水的重要意义
  雨水收集后不仅可以减轻暴雨期间城市的排水压力,减少水污染,还可以节省优质自来水,从而解决城市水资源短缺,把资源利用、预防洪涝、城市景观和环境改善等功能融为一体,一方面雨水利用可以减缓洪涝灾害、改善生态环境。通过建立完整的雨水利用系统(由河流水系、坑塘、湿地、绿色水道和下渗系统共同构成),就可以有效调节雨水径流的高峰流量,待最大流量下降后,再将雨水慢慢排出,大大减轻城市排水管网的压力,减缓洪涝灾害的发生,同时还可减少排水设施投资,而且采用雨水渗透设施,使雨水渗透至地下,不仅涵养了地下水,还可增加浅层土壤的含水量,调节气候,从而遏制城市热岛效应、干岛效应;建立分散式或集中式雨水集蓄渗透设施,如集雨深井等,将雨水回灌地下,可缓解地下水位下降,避免因地下水过度开采而导致地面沉降等的发生;一方面雨水利用可以减少污染物排放。雨水冲刷屋顶、路面等硬质铺装后,其污染比较严重,通过坑塘、湿地和绿化通道等沉淀和净化,再排到雨水管网或河流,就会起到拦截雨水径流和沉淀悬浮物的作用;一方面雨水利用能实现雨水资源化。通过保护河流水系的自然形态、增加坑塘湿地等下渗系统,可以保障地表水和地下水的健康循环和交换,可以间接地补充城市水资源;而且通过净化之后的雨水,也可以直接补充水资源用于非饮用水。
  4  落实海绵城市理念的关键点
  “渗、滞、蓄、净、用、排”这“6字箴言”,是落实海绵城市理念的措施。
  (1)“渗”,是利用各种路面、屋面、地面、绿地,从源头收集雨水。
  (2)“滞”,是降低雨水汇集速度,既留住了雨水,又降低了灾害风险。
  (3)“蓄”,是降低峰值流量,调节时空分布,为雨水利用创造条件。
  (4)“净”,是通过一定过滤措施减少雨水污染,改善城市水环境。
  (5)“用”,是将收集的雨水净化或污水处理之后再利用。
  (6)“排”,是利用城市竖向与工程设施相结合,排水防涝设施与天然水系河道相结合,地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放,避免内涝等灾害。
  5   “生态海绵城市”构建的雨水利用规划
  5.1  透水铺装
  (1)透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装,嵌草砖、园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。透水铺装对道路路基强度和稳定性的潜在风险较大时,可采用半透水。
  (2)土地透水能力有限时,应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。
  (3)透水铺装设置在地下室顶板上时,顶板覆土厚度不应小于600 mm,并应设置排水层。
  5.2  生物滞留设施
  (1)对于污染严重的汇水区应选用植草沟、植被缓冲带或沉淀池等对径流雨水进行预处理,去除大颗粒的污染物并减缓流速;应采取弃流、排盐等措施防止融雪剂或石油类等高浓度污染物侵害植物。
  (2)屋面径流雨水可由雨落管接入生物滞留设施,道路径流雨水可通过路缘石豁口进入,路缘石豁口尺寸和数量应根据道路纵坡等经计算确定。
  (3)生物滞留设施应用于道路绿化带时,若道路纵坡大于1%,应设置挡水堰/台坎,以减缓流速并增加雨水渗透量;设施靠近路基部分应进行防渗处理,防止对道路路基稳定性造成影响。
  (4)生物滞留设施内应设置溢流设施,可采用溢流竖管、盖篦溢流井或雨水口等,溢流设施顶一般应低于汇水面100 mm。
  (5)生物滞留设施宜分散布置且规模不宜过大,生物滞留设施面积与汇水面面积之比一般为5%~10%。
  (6)复杂型生物滞留设施结构层外侧及底部应设置透水土工布,防止周围原土侵入。如经评估认为下渗会对周围建(构)筑物造成塌陷风险,或者拟将底部出水进行集蓄回用时,可在生物滞留设施底部和周边设置防渗膜。
  5.3  渗透塘(洼地,主要是下渗和精华,没有雨水调用)
  (1)渗透塘前应设置沉砂池、前置塘等预处理设施,去除大颗粒的污染物并减缓流速;有降雪的城市,应采取弃流、排盐等措施防止融雪剂侵害植物。
  (2)渗透塘边坡坡度(垂直:水平)一般不大于1:3,塘底至溢流水位一般不小于0.6 m。
  (3)渗透塘底部构造一般为200mm~300mm的种植土、透水土工布及300mm~500mm的过滤介质层。
  (4)渗透塘排空时间不应大于24 h。渗透塘应设溢流设施,并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统衔接,渗透塘外围应设安全防护措施和警示牌。
  5.4  雨水湿地
  (1)进水口和溢流出水口应设置碎石、消能坎等消能设施,防止水流冲刷和侵蚀。
  (2)雨水湿地应设置前置塘对径流雨水进行预处理。
  (3)沼泽区包括浅沼泽区和深沼泽区,是雨水湿地主要的净化区,其中浅沼泽区水深范围一般为0m~0.3m,深沼泽区水深范围为一般为0.3m~0.5m,根据水深不同种植不同类型的水生植物。
  (4)雨水湿地的调节容积应在24h内排空。
  5.5  渗管/渠
  (1)渗管/渠应设置植草沟、沉淀(砂)池等预处理设施。
  (2)渗管/渠开孔率应控制在1%~3%之间,无砂混凝土管的孔隙率应大于20%。
  (3)渗管/渠四周应填充砾石或其他多孔材料,砾石层外包透水土工布,土工布搭接宽度不应少于200mm。
  (4)渗管/渠设在行车路面下时覆土深度不应小于700mm。
  6  结语
  总之,在实际的工作中对于如何才能高效地对雨水利用进行深入的研究,从而实现生态海绵城市雨规划利用体系的完美构建,有效缓解水资源紧缺的现状,对生态保护起到重要的作用。
  参考文献:
  [1] 李秀芝.国内外城市雨水利用现状及趋势[J].能源与环境,2017(9).
  [2] 韩志刚.基于生态海绵城市构建的雨水利用规划研究[J].城市發展研究,2017(12).
  [3] 郝金珠.探讨基于生态海绵城市的雨水利用规划[J].城市地理,2015(10).
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