理论教育 城市雨水利用方式及投资分析

城市雨水利用方式及投资分析

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)城市雨洪回灌位于山前冲洪积扇地带的城市及其郊区,其土壤颗粒粗,有利于雨水入渗,可利用这一有利条件,积极开展雨洪回灌,人工补给地下水。北京市计划在2030年前增加城市水面800hm2,投资7.2亿元。上述雨水利用措施所需投资均较少。综上所述,国内外城市雨水利用的方式主要有利用洼地、河道等集雨进行地下水人工回灌、屋顶集雨供家庭生活杂用、绿地集雨入渗、屋顶集雨入渗系统、道路及停车场地面集雨蓄水用于绿化、环境卫生等。

城市雨水利用方式及投资分析

(一)城市雨洪回灌

位于山前冲洪积扇地带的城市及其郊区,其土壤颗粒粗,有利于雨水入渗,可利用这一有利条件,积极开展雨洪回灌,人工补给地下水。北京西郊有一个面积约400km2的大范围砂砾石透水层,是建立地下水库、进行人工调蓄的理想场所,其中有许多砂石坑,平均稳定入渗率为2.56m3/s。而面积为1600km2的官厅山峡流域,是北京西部的暴雨集中区,区间径流量为0.4亿~2.5亿m3(随丰、枯水年变化)。通过新建西郊26.2km2砂石坑蓄洪回灌工程,平均年回灌水量220万m3,对缓解北京西郊地区地下水资源紧张状况起到积极作用,而且可拦蓄上游100年一遇的日产水量,减轻市区河湖防洪排水压力,保证钓鱼台国宾馆和西郊地区的防洪安全。该项工程总投资7200万元。

(二)城区雨洪利用

城区雨水利用的主要方式为:①屋顶集雨系统;②道路集雨人工湖系统;③绿地草坪滞蓄汛雨回补;④增加滞洪水面。

屋顶集流水窖系统可为分散的住宅提供生活水源,如我国甘肃黄土高原地区的家庭雨水收集系统,已在当地大范围推广;贵州省的石灰岩山区也靠家庭雨水收集系统,解决了群众的饮水和脱贫问题。家庭雨水收集系统每户投资约400~1000元,造价非常低。城市别墅式住宅也可发展雨水收集系统,作为生活杂用水。屋顶渗井系统可回补地下水。

新建居住小区、道路、广场和停车场等改为透水路面,同时利用居住小区、道路、广场和停车场等收集雨水,并修建人工湖或蓄水池,可作为生活小区绿化清洁用水,也可增加水面面积,美化环境

利用绿地入渗回补地下水,可大量增加地下水补给量。低绿地草坪不仅能接纳其上的降雨,还可将附近的屋顶、路面等不透水面积上的雨水径流导入绿地,将日降雨量近100mm的次降雨全部入渗。这部分径流滞蓄于草地,可减少草地灌溉用水,且为排水河道减轻防洪负担,补给超采地下水的环境效益更加显著。城市小区建设和公共绿地在遇5年一遇、日降雨量144mm时,土壤为粉砂壤土时,可就地全部入渗;遇10年一遇、日降雨量201mm时,产流深为39~50mm。如绿地低于路面,超渗雨水滞蓄,也可全部入渗。

绿地草坪除接纳降雨外,如将与草地面积相近的屋顶、路面等不透水面积上的雨水径流导入绿地,也可将日降雨量近100mm的次降雨全部经绿地入渗。草地、绿地高于路面而无滞蓄雨水措施时,绿地的径流系数为0.1,而屋顶、路面等不透水面上的径流系数为0.85,同时考虑到一年内日降雨量大于100mm大暴雨占年降雨量的20%,则每亩草地滞蓄潜力为:

当然,滞蓄于草地、绿地的雨水并非全部都能作为有效的灌溉用水,如以低于路面的草坪、绿地滞蓄雨水后,减少3次灌溉计,按每次用水30m3/亩,则减少用水量90m3/亩。而现在城市灌溉用水都以城市供水系统的自来水灌溉,其售价为1.60~2.0元/m3,则每年每亩绿地、草坪节省水费144~180元,如全市城区滞蓄雨水绿地达到100km2,合15万亩,滞蓄雨水潜力将达4500万m3,节约草地、绿地灌溉用水1300多万m3,节约灌溉用水水费2080万~2600万元。(www.daowen.com)

利用汛期雨洪增加城市湖泊等水体面积,不仅改善了城市景观和生态环境,还具有一定的防洪功能。北京市计划在2030年前增加城市水面800hm2,投资7.2亿元。

将绿地(草坪)同渗井、蓄水池系统相结合,可明显减轻城市的防洪负担,缓解城市化对地下水补给的影响。上述雨水利用措施所需投资均较少。

(三)平原区河道建闸蓄水汛雨利用

根据对以农田为主的平原区降雨产流的水文分析(顺义县1990~1995年10多个小流域汛期临时水文测站观测资料和数学模拟分析),当次降雨小于20mm时不产流,并根据对顺义县10多次降雨资料,ΣP≤20mm占全年雨量的35%~40%,考虑郊区建筑物不透水面积比为10%~15%,则单位面积的径流量为2.5万~5.5万m3/km2,平均为4.0万m3/km2,并考虑平原河道有水可蓄,且每年复蓄3次,故一般认为平原支流排水河道的流域面积不小于25km2时,才可考虑建闸。如F=25km2,年径流量为100万m3,有效利用系数为0.75,则有效利用水量为75万m3。如考虑汛期排水洪峰流量Q设计=60 m3/s,建闸前沿长以20m计,每米泄流前沿投资在2.0万元,则建闸投资C=40万元,每立方米水的投资为0.5元。

(四)河流梯级水闸地下水回灌

顺义县潮白河流域面积大,有稳定可靠的基流,在境内有向阳闸、河南村、西王庄、苏庄、河沟5个梯级水面,蓄水量2700万m3,年回补地下水在7000万m3,总投资2500万元左右,每立方米蓄水容积的投资C=0.9元/m3,每立方米回补水的投资C=0.35元/m3。潮白河梯级水闸除有效地改善了地下水水环境状况,有力地促进了沿河生态环境的改善,推动了沿河经济发展外,还为旅游发展开拓了广阔的前景。

综上所述,国内外城市雨水利用的方式主要有利用洼地、河道等集雨进行地下水人工回灌、屋顶集雨供家庭生活杂用、绿地集雨入渗、屋顶集雨入渗系统、道路及停车场地面集雨蓄水用于绿化、环境卫生等。

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