雨水利用體系建設(shè)范文
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《北京水務(wù)雜志》2014年第二期
1.1流域防洪安全的要求海淀區(qū)處于北運河流域上游，由于城市開發(fā)建設(shè)改變了流域下墊面性質(zhì)，洪峰流量和徑流總量增大給流域防洪排水帶來極大壓力。例如海淀北部地區(qū)新建區(qū)域面積60km2，徑流量增加約2.2倍，增加量約1500萬m3/a。因此，雨水控制利用是流域防洪安全的要求。
1.2緩解城市內(nèi)澇、保證城市安全運行的要求近年來局地極端暴雨天氣頻發(fā)，而原有排水設(shè)施大幅度改造的難度較大，導(dǎo)致嚴重的城市內(nèi)澇，城市雨水利用可實現(xiàn)減排、緩解城市內(nèi)澇的作用。因此，雨水利用與城市內(nèi)澇防治相結(jié)合是城市安全運行保障的要求。
1.3水源涵養(yǎng)和水資源開發(fā)利用的要求社會經(jīng)濟發(fā)展、人口膨脹，水資源已成為社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，目前超采地下水導(dǎo)致地下水埋深不斷下降，水資源儲備量持續(xù)減少。海淀區(qū)是北京市“西蓄”重要地區(qū)，是水資源重要的發(fā)源地和涵養(yǎng)地，充分利用山前入滲補給條件，發(fā)揮水源地涵養(yǎng)與西蓄功能，是海淀區(qū)乃至北京市水資源可持續(xù)發(fā)展的要求。海淀區(qū)從2000年以來，年用水量遠大于本地區(qū)的可供水量。從用水結(jié)構(gòu)來看，海淀區(qū)生活用水占絕大部分，其次是生態(tài)環(huán)境用水量，工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水量較小，生活和生態(tài)用水量逐漸增加，是近年來用水結(jié)構(gòu)變化特點。收集利用雨水資源，回用于生活雜用和生態(tài)環(huán)境用水，緩解區(qū)水資源短缺；同時，雨水入滲回補地下水，增加地下水儲備量，有利于區(qū)水資源可持續(xù)利用。
1.4海淀區(qū)功能定位與經(jīng)濟社會發(fā)展的需求海淀區(qū)逐漸發(fā)展成為北京乃至全國高新技術(shù)研發(fā)和轉(zhuǎn)化中心與聚集區(qū)，合理高標準建設(shè)雨水利用設(shè)施，提升區(qū)域生態(tài)環(huán)境價值，是海淀區(qū)高科技示范區(qū)和生態(tài)示范區(qū)建設(shè)的要求。
1.5響應(yīng)國家政策，實現(xiàn)嚴格水資源管理制度的需求雨水利用是節(jié)水型社會建設(shè)的重要組成部分，集資源利用與徑流污染控制于一體。2011年7月19日北京市領(lǐng)導(dǎo)考察海淀區(qū)香泉環(huán)島雨水利用工程，指出海淀區(qū)積極響應(yīng)2011年中央一號文件精神，在雨水綜合利用方面創(chuàng)造好經(jīng)驗、好做法，在全市發(fā)揮示范帶頭作用。
2雨水利用分區(qū)控制
2.1雨水利用分區(qū)雨水利用分區(qū)、工程技術(shù)模式選擇都與地區(qū)水文地質(zhì)、土地利用情況和社會經(jīng)濟發(fā)展密不可分。本研究充分考慮和參考海淀區(qū)水文地質(zhì)分區(qū)、土地利用現(xiàn)狀與規(guī)劃、“十二五”期間社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等對海淀區(qū)雨水利用進行分區(qū)，劃分山區(qū)、山前平原區(qū)和山后平原區(qū)等3個雨水分區(qū)。根據(jù)區(qū)域建設(shè)與水文地質(zhì)條件，山前平原區(qū)又分為中心城東部和中心城西部；根據(jù)排水流域和組團建設(shè)特征，山后平原區(qū)又分為溫泉、上莊、蘇家坨和永豐地區(qū)。海淀區(qū)雨水利用分區(qū)見圖1所示。
2.2工程模式特點各分區(qū)的自然環(huán)境情況、社會功能定位各不相同，形成地區(qū)特色，因此可根據(jù)不同區(qū)域社會功能特性和自然環(huán)境特征劃分不同區(qū)域雨水利用模式。分區(qū)特色及雨水利用模式見表1所示。
2.3分區(qū)控制標準根據(jù)北京市規(guī)劃委員會市規(guī)發(fā)〔2012〕1316號《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點（暫行）》的通知要求，“雨水控制與利用工程的規(guī)劃設(shè)計，以建設(shè)工程硬化后不增加建設(shè)區(qū)域內(nèi)雨水徑流量和外排水總量為標準”。參考現(xiàn)行相關(guān)標準規(guī)范的要求，確定海淀區(qū)雨水利用的分區(qū)標準，具體見表2。
2.4雨水利用潛力分析雨水利用潛力是城市雨水資源可以被利用的水量，其大小影響著城市雨水利用工程的總體規(guī)模和發(fā)展形勢。城市建設(shè)區(qū)雨水利用潛力計算方法如下：W為雨水利用潛力/m3；P為多年平均年降水量/mm；α1為城市建設(shè)后或建成區(qū)現(xiàn)狀徑流系數(shù)，代表建成區(qū)無雨水利用措施時的徑流系數(shù)；α2為城市建設(shè)前或原狀徑流系數(shù)，代表有雨水利用設(shè)施時的徑流系數(shù)；F為計算區(qū)域的面積/km2。通過預(yù)測，山前平原中心城區(qū)雨水利用潛力約913萬m3，海淀北部建設(shè)區(qū)雨水利用潛力約532萬m3。山區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的雨水利用潛力，根據(jù)實際調(diào)查的有條件建設(shè)實施的調(diào)蓄容積和匯水區(qū)域，并結(jié)合已建工程規(guī)模和滯蓄利用量，確定山區(qū)雨水利用潛力91萬m3，農(nóng)村雨水利用潛力138萬m3。綜上所述，海淀區(qū)雨水利用潛力約1674萬m3，約占全區(qū)多年平均地表水資源量的36.9%。
3雨水利用工程體系構(gòu)建
3.1入滲涵養(yǎng)水源充分利用城市非建設(shè)用地，包括沖排水溝渠、河道、滯蓄洪區(qū)、砂石坑及農(nóng)村坑塘洼地等，集中滯蓄雨水，采用自然入滲及增滲方式補給地下水，涵養(yǎng)地下水源。特別是要充分利用山前平原非常好的入滲條件，尤其是四季青地區(qū)，實施集中入滲回灌，形成海淀山前入滲涵養(yǎng)區(qū)。建設(shè)區(qū)的城市小區(qū)道路、庭院及廣場的透水鋪裝，下凹綠地及增滲措施，市政道路人行道透水鋪裝，形成城市建設(shè)區(qū)分散式的雨水入滲。
3.2雨水利用與生態(tài)旅游山區(qū)塘壩攔截雨水，不僅形成山區(qū)水景觀，而且解決山區(qū)樹木灌溉的難題。采摘園收集棚面及園內(nèi)匯流雨水，實現(xiàn)種植區(qū)雨水灌溉，形成雨水養(yǎng)摘的生態(tài)采摘區(qū)。雨水景觀成為山區(qū)和農(nóng)村獨特的旅游景觀。海淀北部新建區(qū)，特別是科技園區(qū)建設(shè)，引入低影響開發(fā)（LID）新理念，雨水利用工程提升建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境價值，建設(shè)高科技生態(tài)示范區(qū)。城市公共區(qū)域如公園、河道、滯蓄洪區(qū)和砂石坑等，通過雨水利用工程，增加城市水面面積，改善周邊生態(tài)環(huán)境，為人們提供生態(tài)休閑旅游新去處，提升區(qū)域生態(tài)旅游價值。
3.3雨水利用與內(nèi)澇防治雨水控制利用在削減洪峰流量、延滯雨水匯流時間、提高區(qū)域排水標準方面均可以發(fā)揮巨大作用[5]。城區(qū)雨水利用與內(nèi)澇防治相結(jié)合，采用形式多樣、功能綜合、利用高效的積水防治措施。不僅可以增加城區(qū)可用水資源量，而且減輕下游河道排水壓力和消納徑流污染。雨水調(diào)蓄池和雨水泵站排澇措施：在城區(qū)易積水的立交橋下和重點路段，且排水管網(wǎng)及下游受納水體改造受限制地區(qū)，建設(shè)雨水調(diào)蓄池和雨水泵站，滯蓄洪峰流量，待暴雨過后錯峰排放。同時調(diào)蓄池可預(yù)留部分蓄水空間，雨水回用于道路周邊綠地灌溉。生態(tài)治理措施。道路綠化帶內(nèi)布設(shè)雨水生態(tài)治理措施，如雨水花園、滲透溝渠，通過開孔道牙將道路雨水引入綠化帶內(nèi)，通過生態(tài)治理設(shè)施滯蓄、入滲地下。透水型鋪裝。全面推廣市政道路的人行道透水磚鋪裝，非機動車道可適宜地采用透水瀝青，減少不透水硬化面積，削減徑流量，同時入滲回補地下水，涵養(yǎng)地下水源。綜合型措施。在易積水區(qū)域的匯水面積范圍內(nèi)，通過透水型鋪裝、生態(tài)治理措施及雨水收集回用措施等削減徑流系數(shù)，控制峰值流量和徑流總量，開源、節(jié)水、生態(tài)保護與內(nèi)澇防治統(tǒng)一結(jié)合。
3.4已建城區(qū)雨水利用工程網(wǎng)絡(luò)城市雨水利用體系應(yīng)該是多層面、多尺度的[8]。基于系統(tǒng)工程理論分析可知，綜合各種技術(shù)構(gòu)建城市雨水利用工程體系，將更好地發(fā)揮系統(tǒng)綜合效果。因此，從小區(qū)、機關(guān)大院、校園、公園、社會單位及科技園區(qū)等不同功能地塊各自分散的點狀雨水利用工程，到城市河湖水系線狀雨水利用工程，構(gòu)建從點到線的工程體系[9]，形成城區(qū)雨水利用工程網(wǎng)絡(luò)，將能夠?qū)Τ鞘杏晁M行整體控制，最大限度地發(fā)揮工程體系的綜合作用。在點狀工程中應(yīng)實施形式多樣的城市雨水利用措施，增加城區(qū)可用水資源量，減輕下游河道排水壓力，并且充分消納雨水削減徑流污染，減少城市徑流污染對河湖水系水環(huán)境的不良影響。而線狀工程應(yīng)發(fā)揮其聯(lián)通、調(diào)節(jié)的作用，在利用河湖水系自身調(diào)控能力的同時，溝通城市多個區(qū)域使之形成整體網(wǎng)絡(luò)，從而更有效地控制和利用城市雨水。
4結(jié)語
海淀區(qū)雨水利用體系若能夠得以實現(xiàn)，其區(qū)域徑流系數(shù)將得到有效控制，切實提高市政基礎(chǔ)設(shè)施的運行能力，同時實現(xiàn)節(jié)水、減排、城市安全運行的三大目標。特別是海淀北部建設(shè)區(qū)正處在快速開發(fā)建設(shè)期，必須實施嚴格的徑流系數(shù)控制標準和工程建設(shè)雨水利用控制要求。通過不同雨水利用工程模式的實施，將北部建設(shè)區(qū)徑流系數(shù)控制在0.4之內(nèi)，同時結(jié)合北部3個雨水調(diào)蓄區(qū)建設(shè)，基本可實現(xiàn)2年一遇1h降雨條件下北部建設(shè)區(qū)雨水零排放。
作者：劉忠民單位：北京市海淀區(qū)水務(wù)局