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给一座城造一颗海绵心
发布时间:2016-02-23      来源:中国工程建设标准化协会      分享:

 

    近年来,中国刮起了一股“海绵城市”之风,不少城市开始吸取国外城市的经验,逐步改善城市固有的排水系统,往生态循环城市方向靠拢。其实,“海绵城市”这一概念,在西方国家早已兴起,放眼望去,法国巴黎、德国柏林、美国洛杉矶、新加坡、瑞士等国家,都在积极推进“海绵城市”的建设。能吸收雨水、保持城市排水系统通畅,又能对雨水进行后期处理,实现水资源循环利用,其中妙处自是无须多言。目前,欧洲许多国家正从城市的排水系统、雨水收集系统、水循环系统、绿色屋顶等方面打造“海绵城市”。让一座城能“呼吸”,让一座城能有一颗海绵一样的心,对水资源自如收放,那可不是一个简单的工程呐。
德国 分散雨水处理
      得益于发达的地下管网系统、先进的雨水综合利用技术和规划合理的城市绿地建设,德国“海绵城市”的建设颇有成效。
德国城市都拥有现代化的排水设施,不仅能够高效排水排污,还能起到平衡城市生态系统的功能。以首都柏林为例,其地下水道长度总计约9646公里,其中一些有近140年历史。柏林地下管道中,1/4的下水管道是污水雨水通过一个管道排放的,这些管道主要在市中心。而另外3/4的下水道,则是雨水排涝系统和污水处理系统分开运行。雨水通过专门管道直接排入城市周边的河流和湖泊,生活污水和工业污水则通过废水管道到达排水站,再流到污水处理厂进行处理。
近年来,德国开始广泛推广“洼地—渗渠系统”,使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连,形成了分散的雨水处理系统。低洼的草地能短期储存下渗的雨水,渗渠则能长期储存雨水,从而减轻城市排水管道的负担。
此外,鉴于柏林的城市热岛效应已经显现,更多的“绿色屋顶”可以通过水分蒸发防止温度升高。“绿色屋顶”能吸收更多雨水,在强降雨情况下减轻城市管道的压力。
瑞士 收集雨水用作生活用水
      20世纪末开始,瑞士在全国大力推行“雨水工程”。这是一个花费小、成效高、实用性强的雨水利用计划。通常来说,城市中的建筑物都建有从房顶连接到地下的雨水管道,雨水经过管道直通地下水道,然后排入江河湖泊。瑞士则以一家一户为单位,在原有的房屋上动了一点儿“小手术”:在墙上打个小洞,用水管将雨水引入室内的储水池,然后再用小水泵将收集到的雨水送往房屋各处。各家在使用时,靠小水泵将沉淀过滤后的雨水打上来,用以冲洗厕所、擦洗地板、浇花,甚至还可用来洗涤衣物、清洗蔬菜水果等。
      如今在瑞士,许多建筑物和住宅外部都装有专用的雨水流通管道,内部建有蓄水池,雨水经过处理后使用。用户除饮用之外的其他生活用水,用这个雨水利用系统基本可以解决。瑞士政府还采用税收减免和补助津贴等政策鼓励民众建设这种节能型房屋,从而使雨水得到循环利用,节省了不少水资源。
英国 雨水回收 提升应对强降雨能力
       为解决日益严重的水资源短缺问题和提升伦敦等大城市的市政排水能力,英国政府积极鼓励在居民家中、社区和商业建筑中设立雨水收集利用系统,以从根源上解决上述两大问题。
近年来,随着水价不断攀升,越来越多的英国家庭开始使用雨水收集系统。一般房屋雨水收集系统的造价在1500英镑至3000英镑之间。当前英国家庭用雨水收集系统收集到的水多用于满足家庭灌溉、洗衣等非饮用水需要。家庭用雨水收集系统多在家中设置1000升至7500升的储水罐,雨水直接从屋顶收集,并通过导水管简单过滤或者更为复杂的自净系统过滤后导入地下储水罐储存。
在重视家庭雨水回收利用的同时,英国也在大力推动大型市政建筑和商业建筑的雨水利用。当前大伦敦区最为典型的就是伦敦奥林匹克公园。园内的主体建筑和林地在建设过程中建立了完善的雨水收集系统。通过回收雨水和废水再利用等方式,这一占地225公顷的公园灌溉用水完全来自于雨水和经过处理的中水。此外,公园还将回收的雨水和中水供给周边居民,使周边街区用水量较其他类似街区下降了40%。
      以当前伦敦地区典型住房计算,在伦敦地区年均600毫米降水量情况下,每所房屋(屋顶面积100平方米)每年可回收5.4万升雨水。英国政府预计,如果所有新建住宅都设置雨水收集装置,未来英格兰地区年均回收雨水量将达到2.8亿立方米;如果新建商业用地也设置类似的装置,则回收数量能够翻倍。英国政府也高度看重雨水回收利用系统对于提升城市排水能力和应对突发强降雨的效用。英国雨水利用管理协会的数据显示,当前建立的家庭雨水收集系统,能够使单一家庭应对突发降雨的能力提升至一年一遇的水平;大型设施和社区建立自身的雨水收集系统后,社区应对突发降水的能力有可能提升至30年一遇的水平。
法国 巴黎水循环仿人体循环系统
      法国作为现代城市雏形起源国之一,其境内主要城市的排水、防涝以及雨水循环处理的设计思路各具特色,形态不一。这些不同的地表水处理体系如同海绵一般,既使得城市免受了内涝之苦,还提升了水资源的循环利用率。
巴黎作为法国首都,其水循环系统堪称世界范围内大都市中的典范。1852年,著名设计师奥斯曼主持改造了被法国人誉为“最无争议”并基本沿用至今的水循环系统。奥斯曼的设计灵感源自于人体内部的水循环。他认为,城市的排水管道如同人体的血管,应潜埋在都市地表以下的各处,以便及时吸收地表渗水。城市的排污系统则如同人体排毒,应当沿管道排出城镇,而不是直接倾泻于巴黎的塞纳河内。
      另一座法国著名城市里昂的水循环处理则是因地制宜,充分借助了自然的力量。相比于巴黎,里昂的城市水循环并不过分突出地下排水管的作用,城市中的数个社区区域内各有低洼地面,其雨水收集充分借助了地面走势的特点,让雨水通过精密设计的水渠流入这些低洼地域。
日本 地面可“呼吸” 吸收雨水很简单
       东京实行雨水和生活污水分流处理,地下的各种排水管道总计达1.58万公里。地面上江户川、荒川、隅田川、神田川等多条河流纵横,这些水系在美化城市、提供城市水源的同时,发挥着排涝、泄洪的重要作用。上世纪90年代,东京大兴土木,建设了巨型分洪工程——“首都圈外郭放水路”。该工程的主题项目是一条位于地下50米处,全长6.3公里、直径10.6米的隧道。隧道一头连接东京城市下水道,另一头连接入海河流江户川,在发生暴雨时可以用大型抽水机把城市雨水抽入河流,使之排入大海。
近年来日本更多考虑的是雨水的利用问题。除新建大楼配套建设雨水储存设施外,各公园、学校周围都建有储水池,所以常能看到路旁消防蓄水池的标志。日本注重地面的吸水性能,很多马路用大粒石子和沥青铺就,便道也普遍使用透水砖,大大提高了其透水性。同时尽量减少地面硬化,多留泥土地面。
法律法规保障“海绵城市”顺利推行
德国
       德国是最早对城市雨水采用政府管制制度的国家,目前已经形成针对低影响开发的雨水管理较为系统的法律法规、技术指引和经济激励政策。在政府的引导下,目前德国的雨洪利用技术已经进入标准化。
通过制定各级法律法规引导水资源保护与雨水综合运用
      德国的联邦水法、建设法规和地区法规以法律条文或规定的形式,对自然环境的保护和水的可持续利用提出明晰的要求。虽各州的具体落实方式不同,但都规定,除了特定情况外,降水不能排放到公共管网中;新建项目的业主必须对雨水进行处置和利用。
积极推广三种雨水利用方式
       目前德国的城市雨水利用方式主要有三种:一是屋面雨水集蓄系统。收集的雨水经简单处理后,达到杂用水水质标准,主要用作家庭、公共场所和企业所用的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨洪管道口均设有截污挂篮,以拦截雨洪径流携带的污染物。城市地面使用可渗透地砖,以减小径流。行道树周围以疏松的树皮、木屑、碎石、镂空金属盖板覆盖。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道修建可渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地,作为水景或继续下渗。
采用经济手段控制排污量
       为了实现排入管网的径流量零增长的目标,在国家法律法规和技术导则的指引下,各城市根据生态法、水法、地方行政费用管理法等相关法规,制定了各自的雨水费用(也称为管道使用费)征收标准。并结合各地降水状况、业主所拥有的不透水地面面积,由地方行政主管部门核算并收取业主应缴纳的雨水费。此项资金主要用于雨水项目的投资补贴,以鼓励雨水利用项目的建设。
建立统一的水资源管理机制
       德国对水资源实施统一的管理制度,即由水务局统一管理与水务有关的全部事项,包括雨水、地表水、地下水、供水和污水处理等水循环的各个环节,并以市场模式运作,接受社会的监督。
美国
        美国的城市雨水管理总体上经历了排放、水量控制、水质控制、生态保护等阶段,雨水管理理念和技术重点逐渐向低影响开发(LID)源头控制转变,逐步构建污染防治与总量削减相结合的多目标控制和管理体系。
立法严控雨水下泄量
       美国国会积极立法保障雨水的调蓄及利用。联邦法律要求对所有新开发区强制实行“就地滞洪蓄水”,即改建或新建开发区的雨水下泄量不得超过开发前的水平。在联邦法律基础上,各州相继制定了《雨水利用条例》,保证雨水的资源化利用。
强调非工程的生态技术开发与综合应用
      美国的雨水资源管理以提高天然入渗能力为宗旨,最为显著的特色是对城市雨水资源管理和雨水径流污染控制实施“最佳管理方案(Best Management Practice,BMP)”,通过工程和非工程措施相结合的方法,进行雨水的控制和处理,强调源头控制、强调自然与生态措施、强调非工程方法。
日本
       日本是个水资源较缺乏的国家,政府十分重视对雨水的收集和利用,早在1980年日本建设省就开始推行雨水贮留渗透计划,近年来随着雨水渗透设施的推广和应用,带动了相关领域内的雨水资源化利用的法律、技术和管理体系逐渐完善。
发挥规划和社会组织的作用
      日本建设省在1980年通过推广雨水贮留渗透计划来推进雨水资源的综合利用,1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分,要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施,要求在城市中的新开发土地每公顷土地应附设500立方米的雨洪调蓄池。1988年还成立了民间组织“日本雨水贮留渗透技术协会”。这些计划、规划和非政府性的组织为日本城市雨水资源的控制及利用奠定了基础,保障了雨水资源化的实施。
注重雨水调蓄设施的多功能应用
      日本的雨水利用的具体技术措施包括:降低操场、绿地、公园、花坛、楼间空地的地面高程;在停车场、广场铺设透水路面或碎石路面,并建设渗水井,加速雨水渗流;在运动场下修建大型地下水库,并利用高层建筑的地下室作为水库调蓄雨洪;在东京、大阪等特大城市建设地下河将低洼地区雨水导入地下河;在城市上游侧修建分洪水路;在城市河道狭窄处修筑旁通水道;在低洼处建设大型泵站排水等等。
加大雨水利用的政府补助
       日本对雨水利用实行补助金制度,各个地区和城市的补助政策不一。

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