為了解決城市化帶來的這些問題。可持續雨水管理的多樣化理念和技術應運而生。其中,最具代表性的包括最佳管理措施(BMPs:
不要,美國在1990年代BMPs基礎上實施的低沖擊發展(LID);可持續城市排水系統(SUDS)同時在英國啟動,以維持良性水循環;
本著雨水管理應適合區域生態背景的理念,澳大利亞墨爾本作為示範城市,開展了“水敏感城市設計研究”:整合了新西蘭LID和WSUD理念的低影響城市設計與開發(LIUDD);
這些想法是城市化的產物。他們都致力於尋找適合特定地點或地區的雨水管理解決方案。
本世紀初,中國開始更加重視雨水的管理。認識到雨水是可以循環利用的資源。在這方面已經做了壹些嘗試和努力。比如雨水利用和景觀系統的結合,就取得了壹定的效果。本文將總結雨水利用的先進理念和技術方法。本文旨在加強對暴雨洪水管理的認識,樹立用先進理念解決暴雨洪水問題的信心,證明暴雨洪水管理不僅可以實現生態效益。同時也能產生經濟和審美價值。
國外雨水管理系統的發展與應用。1美國最佳管理措施(BMPs)和低影響開發(LID)體系美國對雨水管理的重視由來已久。最佳管理措施最早提出於1972,如今經過近40年的發展,已經形成了完整的理論和技術體系,並在世界各地得到了實施和驗證。在此基礎上,20世紀90年代美國興起了壹股低影響開發的浪潮,美國土木工程師學會(ASCE)定期召開國際低影響開發會議。20lO國際低影響發展大會4月在舊金山召開,主題是重新定義城市的水。
與傳統的雨水處理系統相比,它采用了不同的視角。
傳統的方式是將雨水盡快排入雨水管網,然後進入附近的水體。BMPs是壹種收集、儲存或引導雨水按設計流量滲入土壤及下遊的雨水設施。就近處理雨水。為了減少徑流和汙染物,控制流量。
通常分為兩種形式。結構性BMP和非結構性BMP。有時結構性骨形態發生蛋白和非結構性骨形態發生蛋白之間沒有明確的界限。兩者之間最顯著的區別是對非結構化BMP的強調。預防。而結構性骨形態發生蛋白側重於。緩解暴雨造成的徑流及其對水質的影響。非結構化BMP。它涉及到更廣泛的規劃設計層面。甚至可以提升為政策。它是可以提高環境和經濟效益的實踐的集合。結構性骨形態發生蛋白相對容易理解。它是雨水管理的壹系列具體技術手段。表2總結了非結構性和結構性BMP的主要類型。
低影響開發(LID)在雨水管理中是壹個相對較新的概念。早在1990年代,馬裏蘭州喬治王子縣作為先驅,首次提出並應用LID技術。LID是壹種創新和可持續的綜合雨水管理策略。它通過規劃設計的手段模擬自然水文過程,創造功能性的水景觀。其目的是控制源頭。使雨水自然下滲,減少徑流。LID通常利用場地內的景觀元素,替代水盆末端昂貴的雨水收集設施,解決雨水問題。“LID不僅可以應用於新項目。它在處理城市更新和已完成的項目方面也很有效。
設計的目標是滿足城市發展,確保場地的活力。減少城市發展對自然水文過程的負面影響。並維持或恢復該地點的生態功能。LID設計過程是連續的、可重復的,主要包括以下五個概念:(1)在設計中,應將水文過程作為壹個整體來考慮;雨水管理系統應模擬自然水文過程,以滿足水量、水質和自然資源保護的需要。
通過微觀管理的分散控制:模擬自然過程。
整個場地應該被看作是壹系列相互聯系、相互作用的小規模設計。這種結構有助於為管理和控制提供靈活性。並形成自下而上的管理鏈。
源頭控制:在徑流發生的地方控制徑流,從而消除徑流向下遊聚集汙染物的風險。
整合非結構化系統。用最簡單的方法處理這個問題:
該設計認識到自然系統清除汙染物的潛力,並提倡充分利用土壤的生物和化學過程。自然系統比人工設施更容易設計和維護。將場地中的自然元素納入暴雨洪水管理系統,不僅可以節省費用,還可以帶來額外的收益。因此,自然要素的維護和恢復(如植被和土壤恢復)尤為重要。
利用多功能景觀、建築和基礎設施:在規劃和設計中有許多具體的LID技術手段可供選擇。首要的選擇標準之壹是滿足設計需要,達到雨洪控制的目的。
技術通常是多功能的。可以滿足各種需求。屋頂花園就是壹個很好的例子。既能實現雨洪調節,又能提供宜人的環境。
基於以上思路。理想的LID網站設計會充分利用自然景觀。盡量減少徑流。保護了現有的天然水流通道。從而減少對排水設施的依賴,減少工程量。恰恰相反。傳統的雨水場地設計通常會增加徑流。結果導致對大型雨水設施的依賴。的主要策略。LID規劃和設計包括以下幾個方面:
延長徑流的通過時間;維護天然泄洪渠道,盡量分散徑流;將不透水區域(如不透水路面和屋頂)與排水系統分開。相反,雨水通過可滲透的區域滲透;保護可以減緩徑流、過濾汙染物和容易向下滲透的自然植被和土壤;引導徑流通過植被覆蓋的區域,以過濾徑流和補充地下水;提供小規模分散元件和裝置,以實現控制目標;就地處理汙染物,或防止其產生。
從65438年到20世紀70年代初,美國開始開發新的雨水管理模型,以消除傳統雨水管網系統在處理暴雨方面的弱點。經過多年的研究和實踐,從政府到公眾。每個人都意識到了雨水管理的重要性。形成了比較完整的雨洪管理體系。西雅圖、舊金山和波特蘭都可以被視為美國雨水管理的典範。目前,美國的經驗已經得到世界其他國家的認可,其理念和技術方法也在不斷拓展。
. 2隨著城市的不斷擴張,歐洲的雨水管理系統。歐洲逐漸加深了對雨水控制的重視。不斷探索有效的暴雨管理措施,並將其作為可持續發展戰略的重要內容。為了滿足不斷變化的雨水管理需求,源自美國的BMPs技術也在歐洲大部分地區得到廣泛應用。BMPs整合了壹系列與雨洪相關的規劃、設計和管理方法,並考慮了水文過程、環境以及人們的審美和娛樂需求。
歐洲發展的最初幾年。大多數結構性BMPs的主要目標是控制徑流和減少洪峰流量。隨後的五六年,歐洲在控制水量的同時,開始註重水質的維護。德國最常用的主要有淺草坑和滲渠。由於頻繁的洪水。
20世紀90年代,法國開始廣泛接受BMP。,如滯留池和透水路面。在位於寒冷地區的國家,如瑞典和丹麥,水庫的使用最多:天氣寒冷時,淺草溝和滲透池用於控制雨水和積雪融化。南歐的壹些國家如希臘、意大利、西班牙和葡萄牙。BMP的使用相對較少,但他們已經開始嘗試使用技術來處理壹些站點的降水。BMPs技術在英國被廣泛應用。表3描述了英國BMPs的應用。
在結構性BMPs的基礎上,英國發展了可持續的城市排水系統(SUDS),成為英國城市規劃中雨水管理的主流。國家可持續城市排水系統工作組成立於2001。2004年,工作組發布了《實踐報告暫行準則》,提出了在英格蘭和威爾士實施可持續排水系統的戰略方法,並提供了詳細的技術指導。
所謂可持續的城市排水系統是指采用壹系列管理措施和控制手段。通過比傳統技術更可持續的方法處理地表水排放場J。SUDS包括不同層次的技術方法:
預防:利用場地設計以及家庭和社區管理來防止徑流和汙染物排放;源頭控制:控制源頭或源頭附近的徑流;場地控制:統壹管理不同來源的徑流;區域控制:管理幾個不同地點的徑流。通常使用濕地和滯留池。
經過近20年的探索。歐洲,尤其是英國,在暴雨水管理的理念、技術和規範上已經形成了相對成熟的體系。
. 3大洋洲的暴雨水管理清晨城市設計(WSUD)和新西蘭的低影響城市設計與開發水敏城市設計(WSUD)是澳大利亞傳統排水系統從1990年底開始存在的問題。開發雨水管理和處理方法。該方法的核心觀點是,水是壹種寶貴的資源,壹系列與水相關的技術應融入城市景觀,從而減少對結構措施的需求”。WSUD的目標是有效解決徑流問題,保護周圍環境,節約用水並最大限度地實現城市地區水的自然循環,提升城市在環境、遊憩、文化和美學方面的價值。為了實現這壹目標,我們必須權衡各種水過程之間的關系。WSUD的概念主要包括以下五點“:
保護自然系統:在城市發展過程中保護和提升自然水系。
將雨水處理手段融入景觀:將收集的雨水作為景觀元素,最大化視覺質量和遊憩價值。
保證水質:保證城市發展過程中的水質。
減少徑流和洪峰流量:通過滲水池和減少不透水路面來減少徑流。
在降低城市發展成本的同時增加收益:最大限度降低排水設施成本,改善景觀,從而提升區域價值。
澳大利亞WSUD的特點是將整個水循環視為壹個整體,強調水循環的順暢性。雨水管理作為壹個子系統,支持整個循環的正常運行(圖2)。此外,它還強調將雨水管理納入城市景觀系統,這不僅可以節省成本,還可以提高景觀的價值。
低影響城市設計與發展(LIUDD)是壹項全國性的科學研究,旨在促進新西蘭的低影響設計。
LID的發展在壹定程度上借鑒了北美和澳洲LID的經驗。它試圖通過壹套綜合的方法來提高建築環境的可持續性,避免傳統城市發展帶來的壹系列負面的社會、經濟和自然影響,保護水生和陸地生態系統的完整性。通過適當的規劃、投資和管理手段,城市可以在滿足環境需求和確保經濟發展的前提下,沿著新的發展模式前進。LIUDD系統中的主要原則分為三個層次。上壹級的原則被整合到下壹級。而且精致。
系統中的首要原則,也就是最高原則,就是人們要達成* * *認識:人類活動要尊重自然的物質循環和能量流動,最大限度地減少負面效應,實現流域管理的最優化。這個原則貫穿整個系統。LIUDD將流域視為城市設計和管理的基本空間單位。流域生態承載力研究是流域生態承載力研究的核心內容。
與WSUD類似,雨水管理被視為維持正常水循環的壹部分。不同的是LIUDD覆蓋的範圍更廣。
水循環作為整個城市發展設計體系的壹個分支,研究重點是以水為核心的城市發展。
我國暴雨洪水管理的發展起步略晚於發達國家,暴雨洪水管理技術和措施尚未得到廣泛推廣。然而,中國正面臨著更加嚴重的水危機,而且由於幅員遼闊,水問題更加復雜多樣。雨水管理系統的建設需要大量的研究支持和免費的數據共享平臺。同時,雨洪管理是壹個多學科的交叉領域。它需要不同專業背景的研究人員和規劃人員的共同努力。此外,整個體系的建設也需要公眾的廣泛參與。從以上幾個方面來看,與發達國家相比。我們國家還略顯欠缺。
近年來,我國已經認識到暴雨水管理的重要性和必要性,各級政府和部門都非常重視相關領域的政策研究。例如,中國工程院重大咨詢項目“中國水資源可持續發展戰略研究”發表了研究報告集《中國城市水資源可持續開發利用》。其中,估算了我國城市雨水的利用潛力,以實現雨水資源化利用。節約用水。修復水環境和生態環境。減少城市洪水。為了使建築和居住區雨水利用工程達到技術先進、經濟合理、安全可靠的目的,2006年9月,中華人民共和國和建設部頒布了《建築和居住區雨水利用工程技術規範》,作為國家標準實施。許多地區也開始重視雨洪管理,開展了相關研究,如《深圳市雨洪資源利用規劃研究》等。
在理論研究方面。越來越多的學者開始關註基於中國國情的雨水管理模式,包括:城市雨水汙染物控制、城市雨水調蓄、建築雨水利用模式等。13L321。我國雨洪管理理論研究的壹個創新是構建不同尺度和層次的雨洪安全格局。雨洪安全格局理論是為解決我國城市面臨的洪澇災害和水資源短缺問題而提出的。根據雨洪安全格局理論,解決城市雨洪問題應該是整體的、多目標的。而不是單壹的工程措施。構建雨洪安全格局的關鍵是確定控制水過程的空間位置,通過對這些關鍵位置的保護和合理規劃,實現雨洪的調蓄。雨水可以通過截留和滲透的方式再利用。
在實踐中。北京是中國第壹個利用雨水的城市。
始於2008年。北京城市雨水控制利用示範工程是我國較早的城市雨水利用工程之壹。該項目註重將雨水利用融入景觀建設,實現生態價值和休閑價值的統壹。此外,上海世博會後灘公園、天津大橋花園公園、北京順義區東方太陽城等具有代表性的項目,對國外雨水利用理念和技術的發展有所啟發。以及我國近年來對雨水利用的重視,可見在全球氣候變化的背景下,處理城市的雨水和洪水問題,不僅關系到人類的利益,也關系到生態系統的維護。如何解決這個問題。從國內外的經驗來看,要註意以下幾點;要改變下雨是災難的傳統觀念,提倡預防為主。
新型的可持續雨水管理需要將雨水視為朋友。引導它。以便加以利用。在條件允許的前提下,以預防為主。例如,註意保護當地的自然資源,采取集約發展和重視有毒有害物質的管理。這些方面的實施都離不開公眾的參與。
加強雨洪管理的研究和政策支持。通過科學系統的研究了解各種生態過程。積極發展雨水利用的新理論和新技術。在科學研究的基礎上建立完善的政策體系。制定城市雨水管理的法律、法規和規章,將雨水利用規範化、法制化。
城市水系被認為是總體規劃的壹部分。這有利於該地區的整體可持續發展和雨水管理的效果。
推廣雨水管理技術,使其能夠在不同規模的規劃和設計中得以實施。目前,各種特定的暴雨洪水管理技術已經相當成熟。
並且在國外得到了廣泛的應用和推廣。其效果也得到了驗證。
但具體應用要結合場地本身的特點,充分考慮規劃設計的需要。由於雨水問題具有極強的地域性,與具體的水文地質和已建水利設施密切相關,因此在推廣具體技術時要考慮這些因素。
結論在全球氣候變化和城市化的背景下,如何充分合理利用水資源是每個國家都必須面對的問題。雨水是水的重要來源。如果還是用傳統的方式處理,解決不了城市下墊面變化帶來的內澇等壹系列環境問題。因此,世界上許多國家都在努力尋找雨水回收利用和有效管理的方法。發達國家在雨水利用的理論、方法和應用方面都取得了成就。我國現代雨洪管理起步略晚於發達國家,應借鑒國外案例的經驗和教訓。構建適合中國國情的暴雨洪水管理體系,實現暴雨洪水利用的新的可持續發展。