[城市雨洪利用的研究现状与发展方向(张晓鹏,王美荣)] 雨洪利用.docx
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1、城市雨洪利用的研究现状与发展方向(张晓鹏,王美荣) 雨洪利用城市雨洪利用是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流, 实行相应的集、蓄、渗、用、调等措施, 以达到充分利用资源、改善生态环境、削减外排径流量、减轻区域防洪压力的目的, 系寓资源利用于灾难防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同, 城市雨洪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, 回补地下水减缓地下水位下降趋势,限制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此, 城市雨洪利用是一项多目标综合性技术, 我国在这方面的探讨和应用尚处在起步阶段, 须要在全面把
2、握国内外现状的基础上明确方向, 更加深化、系统地开展探讨, 为进一步推广应用奠定基础。探讨现状1.1 国外雨洪利用探讨和应用现状国外对雨洪利用技术的探讨已经较为成熟, 基本形成了相应的理论体系和完善的技术措施, 并开发生产出了系列化的设备。特殊是在雨洪利用的水文计算方面国外已有一些成熟的模型。雨洪利用管道的计算一般有推理公式法和过程线法。推理公式法的计算精度不易精确把握, 有时计算结果比实测值大1倍。过程线方法计算结果比较精确, 但计算过程困难, 往往须要借助于计算机完成。英、美等国家较大流域的雨水管渠设计自70年头就运用基于计算机的过程线方法, 开发出了一些适用的计算机模型, 如英国环境部及
3、全国水资源委员会的沃林福特程序(Wallingford Procedure)、美国环境爱护署编制的暴雨雨水管理模型SWMM(Storm Water Management Model)、美国陆军工程兵团水文工程中心提出并应用于城市和非城市集水区域的降雨-汇流-水质模型STORM、丹麦水利探讨所开发的MOUSE模型、Beven和Kirkby于11019年开发的MOUSE、美国农业部(USDA)开发的SWAT(Soil and Water Assessment)模型、德国DORSCH CONSULT公司设计开发的HydroCAD等等。这些模型为雨洪利用系统的计算和设计供应了有效的工具。德国Geige
4、r教授在Neue Wege Fur Das Regenwasser中具体论述雨水渗透方面的技术。国外很重视雨洪利用相关技术标准和政策措施的配套, 很多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准。如美国STAFFORD郡的雨水管理设计手册、乔治亚州的雨水管理手册、北卡罗莱纳州雨水设计手册, 维吉尼亚州的维吉尼亚雨水管理模式条例等。此外, 国外还制定相应的立法对雨洪利用赐予支持, 如美国的克罗拉多州(11014年)、佛罗里达州(11014年)、宾西法尼亚州(11018年)和维吉尼亚(11019年)分别制定了雨洪管理条例。这些条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量必需保持在开发前的水平。全部新开发区
5、(不包括独户住家)必需实行强制的“就地”滞洪蓄水。滞洪设施的最低容量均能限制5a一遇的暴雨径流。除制定雨洪管理条例外, 联邦和各州还实行了一系列政策, 如运用总税收、发行义务债券、联邦和州赐予补贴、联邦贷款和投资分扣方式激励人们采纳新的雨水处理方法。由于大面积的应用需求, 国外已经有很多特地的公司研发并生产雨洪利用的专用设备。如德国GEP公司生产雨水利用的存储罐、过滤器和单户雨水利用的集成设备, 荷兰WAVIN公司生产专用雨水口、雨水连接管道、雨水检查井、雨水储存填料, 德国UFT公司生产雨洪利用系统的各种溢流堰和流量限制器。1.2 我国雨洪利用的探讨和应用现状雨洪利用在我国西部干旱半干旱地区
6、已有广泛的应用, 主要用于集雨浇灌农田和解决居民生活用水,如甘肃的“121雨水集流工程” 、宁南山区的“窑窖农业” 、陕西的“甘露工程”、山西的“123” 工程、内蒙古的“112集雨节水浇灌工程” 等。我国城市雨洪利用起步较晚, 在理论与技术方面尚不非常成熟。90年头初, 北京市水利科学探讨所等单位在国家自然科学基金的资助下, 开展了“北京市水资源开发利用的关键问题之一雨洪利用探讨”课题的探讨。对屋顶渗井系统和草坪的拦蓄雨洪效果进行了初步探讨,提出了一些北京城区雨洪利用的对策和技术措施。但由于技术和经济等方面的缘由, 当时未能得到推广应用。从2000年起先, 在中德合作“北京城区雨洪限制与利用
7、技术探讨与示范”项目的支持下,北京市进一步开展了对城市雨洪利用的系统探讨,初步形成了城市雨洪收集、滞蓄、处理、回用和回灌地下的技术系统, 并建设了总面积60hm2的雨洪利用示范区。在该项目的影响下, 掀起了雨洪利用的探讨和应用高潮。2002年, 北京市节约用水办公室资助中国农业高校开展了城市雨洪利用的探讨。北京建筑工程学院和北京市节约用水办公室也开展了“北京市城区雨水利用技术探讨及雨水渗透扩大试验”项目的探讨。天津、上海、深圳等城市也相继开展了雨洪利用的探讨和应用。在雨洪利用的水文模型方面, 国内已建立:自然流域的水文模型;城市雨水径流模型(简称CSYJM),把径流分为地表径流和雨水管内汇流2
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