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海绵城市

发表时间：2021/3/26 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：荆延华

[导读] 随着近些年气候与环境的变化,全球极端天气出现的概率不断增加,更多城市开始面临城市内涝和缺水的困扰,海绵城市的概念应运而生。

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摘要：随着近些年气候与环境的变化,全球极端天气出现的概率不断增加,更多城市开始面临城市内涝和缺水的困扰,海绵城市的概念应运而生。海绵城市是指把内涝的水在干旱时使用,使用雨水入渗和储存设施来收集、储存雨水,经处理后变成可利用的水资源。由于不同来源的雨水资源含有的杂质成分不同,给水的处理再利用造成了困难。本文以北京某新建住宅小区项目为例，介绍如何控制雨水外排径流峰值，达到低影响开发的目的，为解决海绵城市中雨水控制的方法提供了新思考。
关键词：海绵城市；雨水利用；资源化；
        一、海绵城市的由来
        针对我国城镇城市化之后内涝频发、淡水资源不足、地下管网的排水能力满足不了雨水现状的情况，要尽量降低开发建设对区域雨水自然径流产生的影响。低影响开发要达到的目的是控制雨水的径流，达到区域开发后的水文特性与开发前一致，减少开发场地对环境的影响，恢复到开发前的水文状态。【1】
        达到低影响开发，可以通过减少雨水径流总量或者减少洪峰雨水径流量来实现，具体可以通过这三种方式：雨水入渗、收集回用、调蓄排放。
        二、国内海绵城市的相关政策
        2006年北京市水务局等部门下发的《关于加强建设项目雨水利用工作的通知》中指出,北京市行政区域内所有新建、改建、扩建的建设工程均应建设雨水利用设施。
        2015年住房城乡建设部发布的《关于印发海绵城市建设绩效评价与考核办法(试行)的通知》中规定了，海绵城市建设绩效评价与考核指标分为水生态、水环境、水资源、水安全、制度建设及执行情况、显示度六个方面，具体指标、要求和方法见政策附件。
        三、国内外现状
       （一）国外现状
        德国德国的水资源利用十分先进，并且有明确规定，建筑物建成后不可以增加原有的雨水排放量。举办柏林电影节的波茨坦广场就对雨水利用进行了非常好的示范。所有适宜做成绿化屋顶的建筑都修建了集人们观赏和节能为一体的绿色屋顶，其余不适宜的屋顶雨水收集，经检测水质合格的作为景观的补水，不合格的先处理后再进入景观雨水循环系统。广场上有三个主要的景观水，喷泉、人工湖和水流阶梯。维持景观需要大量的水，雨水的利用不仅节约了能源，还吸引了广大的游客驻足，有巨大的经济效益。德国的住宅大多是独栋，居民在自家建造与屋顶面积相当的蓄水罐，雨水经过收集后在罐中过滤，清水部分经加压回用到室内进行冲厕、洗衣服和浇灌植物等。【4】
        在源头减少雨水的排放量，调动民众的积极性,参与到雨水的再利用中。大型商业区附近设置雨水收集、蓄渗设施,将建筑屋顶、广场的雨水收集回用,与景观设施相结合，不仅节约了资源，还为人们打造了眼前一亮的休闲娱乐场所，有着长期的隐形经济效益。公园内尽量利用自然水景,根据实际情况设置雨水渗透和净化调蓄设施，将储存的水用于园内植被的浇洒。
       （二）国内设施现状
        我国现在已经有较为健全的法律法规和规范为保障,需要转变观念,以保护水资源,建立低影响开发城市为目标,建设海绵城市。目前我国国内一般的小区和园区对雨水利用的方式大多用在绿化浇洒和道路冲洗。北京作为雨水利用的示范地区对雨水的应用很多,奥林匹克森林公园的雨水利用处理后可用于绿地浇洒、赛场上的用水、空调冷却水的补水及洗手间冲厕等。
        小区内的水一般分为屋面雨水和地面雨水,相对来说屋面雨水水质较好,经初期弃流后收集,下凹绿地中的多余雨水可以通过设置植草沟、渗透管的方式经园区的雨水管道收集到雨水调蓄池中。

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        四、当代城市的雨水管理
       （一）城市商业区雨水利用
        建设低影响开发型的商业区，通过分析经典案例，尽量将屋面做成绿化屋面的屋顶，通过植物截留对屋面雨水的初期径流污染进行控制，减少降雨量，减轻雨水管道的负担。不适宜做成绿化屋面的建筑，建筑物周边处可建造高位雨水花坛，可以去除中小型降雨中的TN、TP、SS、病原微生物等污染物，将雨量大时，雨水通过花坛溢流管道排走。
        另外在商业区内的大型广场上，大量利用透水铺装进行雨水下渗，还可利用地形原有的绿地和植物建设下凹绿地、生态树池、植被浅沟等。将经过这些雨水利用设施初期后的雨水收集，经水处理装置处理成对人体无害的雨水后，将储存设施与景观水池结合起来，循环利用收集的雨水，增强了广场的观赏性和绿色植物与人类的互动性。
        在荷兰，建造了第一个的雨水广场，采用三种不同深度的滞洪池，在干旱季节，广场是篮球场，小雨季节，广场可以形成集观赏和趣味性一体的喷泉，面对暴雨，广场将被雨水填满，成为蓄水池。
       （二）城中雨水公园
        城市中雨水公园的建设要事先调查地区降雨量、降雨分布规律、土壤的渗透性和地下水位的高度，避免地下水位过高无法集蓄雨水或者土壤渗透性不好雨水收集太慢的现象，雨水公园的选址要依据城市整体的雨水规划。如果场地允许，可将四周的雨水通过不同形式收集到雨水公园内，可将城市公园作为周围建筑的雨水调蓄场地。
        水景是公园的主要调蓄设施，通过雨水沟和绿地下渗管收集雨水收集到人工湖中。不同坡度的绿地可以滞留雨水，提高下渗量；湖周围的生态驳岸可以截留雨水、去除雨水中的污染物。公园内还可设置生物滞留池，池中的填料有着良好的吸附能力，可以吸附雨水中的氮、磷、固化物、重金属、油脂类污染物等，作为路面雨水进入人工湖之前的预处理设施。公园内根据道路不同荷载采用透水铺装，增加雨水入渗。可以参考国外案例，对公园内修建不同高度的蓄水池，对降雨量不同的雨水进行集蓄。
       （三）城市小区的雨水利用
        雨水与城市小区的建设可以有效解决小区内杂用水的问题，有效利用天然的雨水资源。雨水本身是洁净水，下落后被污染才需要进行净化处理，雨水初期的污染是最严重的，因此需要弃流2~5mm的雨水。
        大多数地区的小区要求设置太阳能系统，屋面满足太阳能需求后，可以设置绿化屋顶和不同形态的雨水收集桶，在降雨过后，有专人及时对收集的雨水进行利用。雨水的集蓄设施是最重要的，小区内集蓄形式一般为雨水调蓄池，雨水经过过滤器后进入调蓄池。
        目前过滤器的种类有离心式，利用离心力旋转将雨水贴边收集，树叶、泥沙等杂物随水流冲出。对雨水处理要求精度高时，可采用复合流过滤器，多层过滤层可以保证出水水质。还有网筐式过滤器，收集雨水时，杂物会落在网筐中，但后期需要人工清理，维护较麻烦。小区路面可采用不同特色透水铺装进行铺砌，加强雨水下渗。
        雨水调蓄池内收集的雨水经过简单处理达标后，可用于冲厕、浇洒植被及小区内杂用。
        五、总结与思考
        （一）紧跟政策到2030年，全国80%的城市建成区要达到海绵城市的建设要求。【6】紧跟国家的试点城市的建设步伐，进行有益的探索和尝试。
        （二）转变理念雨水作为可利用的资源，可以在降雨量时间和空间分配不均时起到重要的作用。提高雨水再利用的民众可接受度，净化后的雨水通过不同处理方式开发多种用途，提高经济效益。
        （三）全民参与提高民众节水意识，南水北调后很多地方解决了水资源匮乏的问题，但总体我国还是缺水很严重的。意识到节水的重要性，是解决水资源问题的重要途径。
        （四）利用科技利用现代化技术如大数据等对气象数据、雨水汇集量、土壤湿度等数据进行全面收集，建立模型分析水量供求关系，设计最经济实用的雨水处理方式，提高初期建设投资的回报率。
        （五）因地制宜根据不同项目的现状，尽量利用自然景观和设施收集净化雨水，可参考国外很多成功案例。将雨水利用与城市景观建设结合起来。