云南大理海東新城雨水資源化利用的探索

廖懷軍

摘 要：探討大理海東新城采用初期雨水棄流，下凹綠地入滲，雨水花園調(diào)蓄的水資源利用方案，實現(xiàn)防洪防澇水安全建設(shè)目標(biāo)以及洱海零污染的水環(huán)境建設(shè)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：雨水資源化；初期棄流；下凹式綠地；雨水花園；

云南省為加快滇西區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實施大理州保護(hù)海西、保護(hù)洱海、保護(hù)農(nóng)田發(fā)展戰(zhàn)略，拓展城市發(fā)展空間，推進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、促進(jìn)城鄉(xiāng)一體化，加快滇西中心城市建設(shè)，實現(xiàn)無內(nèi)澇、無洪災(zāi)、對洱海的零污染、雨水利用最大化的目標(biāo)，構(gòu)建海東新城的大排水系統(tǒng)，即海東新城雨水收集調(diào)蓄利用工程。

1.城市雨水資源化及其利用歷史與現(xiàn)狀

人類利用雨水由來已久，其技術(shù)已流傳數(shù)千年。雨水利用曾促進(jìn)世界許多地方的古代文明。在我國古代，雨水一般多用于農(nóng)業(yè)用水。除此之外，許多古代建筑也體現(xiàn)了雨水滲透原理，比較典型的有江南鄉(xiāng)鎮(zhèn)住宅內(nèi)設(shè)天井來滯留雨水，杭州老城區(qū)在庭院中設(shè)天井溝和矩形滲坑等等，其實這些補充地下水和涵養(yǎng)水源的措施直至上世紀(jì)中葉還在使用。

國外城市雨水利用同樣歷史悠久，據(jù)資料記載可以追溯到古羅馬時期，羅馬別墅甚至整個城市都將雨水屋頂集流系統(tǒng)設(shè)計為應(yīng)用水和家庭用水的主要水源。其它許多國家也都能找到雨水利用的歷史痕跡。

近幾年來，城市社區(qū)雨洪利用在我國許多城市取得了進(jìn)展。例如，北京在全國較早地啟動“城區(qū)雨洪控制與利用示范工程”，并出臺了多項政策措施，穩(wěn)步推進(jìn)雨洪利用的研究和開展，如今，已取得了顯著成績。目前北京市城區(qū)共建成雨洪利用工程51處，通過鋪設(shè)透水路面、集雨灌溉、洗車、沖廁所、沖操場等方法，每年可收集雨水90多萬立方米。去年冬季，北京市海淀區(qū)雙紫園小區(qū)告別了用自來水供暖的歷史，送進(jìn)家家戶戶暖氣中的熱水全部都是當(dāng)年汛期小區(qū)里蓄集下來的雨水，一個冬天就能節(jié)約自來水400 多噸。在北京市委、市政府大院，去年就建了一個地下蓄水池，利用汛期蓄積了大量雨水。據(jù)介紹，工程建成大半年來，大院中2萬多平方米綠地都是用雨水澆灌的，節(jié)約了自來水1200 多噸。而繼北京之后，天津、青島、上海、大連、南京等許多城市也陸續(xù)開展了相關(guān)研究。2009年9月22日昆明市發(fā)布實施《昆明市城市雨水收集利用的規(guī)定》。

2.方案設(shè)計

大理海東新城雨水資源化利用如下圖所示。

2.1初期雨水棄流，排入污水管網(wǎng)

由于初期雨水污染程度高，在雨水利用時，對初期雨水的控制主要采用棄流處理和調(diào)蓄處理。將這部分雨水棄流，排入污水管網(wǎng)，大大減少降雨后續(xù)雨水處理的難度，提高雨水回用水的水質(zhì)，可大大提高工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。因此，在總體方案設(shè)計時，充分考慮到大理海東污水廠目前規(guī)模大，污水量少的特點，盡快滿負(fù)荷運行，提高污水廠的運行效益.同時也充分考慮污水廠在控制雨季接納初期雨水規(guī)模后，污水進(jìn)水濃度變化對于污水廠運行的影響，在有條件的區(qū)域，采用初期雨水棄流，排入污水管網(wǎng)方案。在無條件的區(qū)域，采用就地促滲的方案。

2.2下凹式綠地入滲

傳統(tǒng)的城市道路豎向規(guī)劃設(shè)計格局是三級臺階式，即綠地標(biāo)高最高，人行道次之，車行道最低。這種格局不利于雨水下滲，缺乏生態(tài)設(shè)計思想，會造成水資源流失、排水壓力大、“塵物質(zhì)”的往復(fù)等諸多弊端，影響城市環(huán)境。從提高城市自凈功能出發(fā)，依據(jù)城市綠色集雨消塵環(huán)境系統(tǒng)理論，新產(chǎn)生了城市集雨綠色生態(tài)系統(tǒng)即下凹式綠地雨水蓄滲系統(tǒng)。該系統(tǒng)由綠地、建筑、硬化路面、排水系統(tǒng)四大要素共同構(gòu)成，綠地在其中占據(jù)核心地位。其豎向設(shè)計格局為：建筑及路面等硬化面處于最高位置，綠地處于最低位置，排水系統(tǒng)（雨水口）設(shè)置于綠地中并高于綠地，但是低于硬化面。集雨流動方向為單向流動，即建筑屋面的雨水徑流先到達(dá)硬化地面進(jìn)入綠地或直接到達(dá)綠地被接納，經(jīng)綠地滲透、截留、集蓄至一定高度后，超量的雨水再經(jīng)排水口進(jìn)入排水系統(tǒng)。

雨水流經(jīng)綠地過程中，經(jīng)滲透、沉淀、截留作用，徑流水量被削減、徑流中污染物得到部分去除，因而具有滯留利用雨水與控制城區(qū)污染負(fù)荷的雙重作用，構(gòu)成具有高效自凈能力的城市生態(tài)系統(tǒng)的一部分。

城市下凹式綠地雨水蓄滲利用技術(shù)的應(yīng)用，可加大雨水入滲量，增加地下水資源；凈化地表雨水徑流，減輕城市面源污染；消減暴雨洪峰流量，減少洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率；調(diào)節(jié)區(qū)域氣候，遏制城市熱島效應(yīng)；減少綠地澆灌次數(shù)，節(jié)約綠地用水量。

根據(jù)海東新城中心區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃的綠地規(guī)劃，其綠地系統(tǒng)主要由三部分綠地組成：1.生態(tài)綠地和防護(hù)綠地：此部分綠地的分布于山脊，其高程較高，區(qū)域的徑流無法流入。因此，此部分的綠地不考慮設(shè)置下凹式綠地滯納外部的徑流，而滯納生態(tài)綠地范圍的徑流。2.公園綠地：此部分綠地大部分設(shè)置在建設(shè)區(qū)，高程也大部分可以滯納周邊的徑流。因此，公園綠地除雨水花園外的綠地設(shè)置為下凹綠地，其比例按90%控制。3.硬地中的綠地：此部分綠地主要為廣場綠地，道路綠地，建筑綠地。此部分綠地是最直接下滲的位置，其標(biāo)高易于規(guī)劃控制。

2.3滯洪調(diào)蓄——雨水花園

雨水花園實際上是多功能雨水調(diào)儲蓄水池，有稱雨水廣場。因所處城市的位置不同而有不同的名稱。多功能雨水調(diào)蓄池從它的功能上可以分為兩大類：一是利用低凹地、池塘、濕地、人工池塘等收集調(diào)蓄雨水。雨水匯入調(diào)蓄池之前應(yīng)該進(jìn)行必要的截污處理，再充分利用調(diào)蓄池內(nèi)的水生植物如蘆葦、菖蒲、睡蓮等和其它生物資源對集蓄的雨水進(jìn)行凈化處理，防止水質(zhì)惡化，保持水體良好的生態(tài)景觀效果；二是將其建成與市民生活相關(guān)的設(shè)施，如利用凹地建成城市小公園、綠地、停車場、網(wǎng)球場、兒童游樂場和市民休閑鍛煉場所等，這些場所的底部一般都采用滲水的材料，當(dāng)暴雨來臨時可以暫時將高峰流量貯存在其中，并作為一種滲透塘，暴雨過后，雨水繼續(xù)下滲或外排，并且設(shè)計在一定時間（比如48小時或更短的時間）內(nèi)完全放空，這種雨水調(diào)蓄設(shè)施多數(shù)時間處于無水狀態(tài)，可以用作多功能場所。從整個水循環(huán)系統(tǒng)看，它還可以有效地削減水土的流失，補充地下水。

大理海東新城的雨水收集處理調(diào)蓄利用工程是實現(xiàn)項目水安全和水環(huán)境建設(shè)目標(biāo)的重要工程。因此，雨水花園的功能定位第一是調(diào)蓄雨洪，聯(lián)合防洪排澇，減輕排水和處理系統(tǒng)的壓力，防止水澇的發(fā)生；第二，高標(biāo)準(zhǔn)的雨水收集回用，有效利用雨水資源；第三，構(gòu)建適宜的水面改善生態(tài)環(huán)境，打造親水生態(tài)景觀；第四，在連續(xù)干旱的季節(jié)，為了節(jié)約再生水，保證雜用水需求，雨水花園可以作為居民的露天的活動場所。

3.結(jié)語

云南大理海東新城采用初期雨水棄流至污水處理廠，下凹綠地入滲，雨水花園調(diào)蓄等工程措施，可實現(xiàn)大理海東新城中心片區(qū)水安全目標(biāo)，水環(huán)境目標(biāo)，生態(tài)景觀目標(biāo)，從而提升城市的生活品質(zhì)，為實現(xiàn)海東新城的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

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