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中國給水排水2020年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級(jí)研討會(huì) (第十一屆)邀請(qǐng)函暨征稿啟事
 
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生態(tài)|德國的城市雨水利用技術(shù) 法規(guī)支持和政策導(dǎo)向是德國雨水利用成功的關(guān)鍵

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-03-11  瀏覽次數(shù):123
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2020年中國無廢城市建設(shè)及固廢資源化利用可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)


生態(tài)|德國的城市雨水利用技術(shù)

2015-03-07 景觀中國網(wǎng)

位于歐洲中部的德國,地勢(shì)北低南高,年降水量800毫米,年內(nèi)年際分布都比較均勻。德國河流眾多,水資源豐沛,雖不存在水資源短缺問題,但為了維持良好的生態(tài)與環(huán)境,德國政府不僅制定了嚴(yán)格的法律和法規(guī),要求對(duì)污水進(jìn)行治理,同時(shí)還要求對(duì)雨水進(jìn)行收集利用,并投入了大量的人力物力開展雨水利用的研究與應(yīng)用。


德國在20世紀(jì)80年代末,就把雨水的管理與利用列為90年代污染控制的三大課題之一,修建了大量的雨水池用于截留、處理或利用天然地形以及人工設(shè)施滲透雨水。目前,已形成了比較成熟和完整的雨水收集、處理、控制和滲透技術(shù)以及配套的法規(guī)體系,成為國際上雨水資源利用技術(shù)最為先進(jìn)的國家之一。
 

法規(guī)支持和政策導(dǎo)向是德國雨水利用成功的關(guān)鍵

德國聯(lián)邦水法、建設(shè)法規(guī)和地區(qū)法規(guī)都以法律條文或規(guī)定的形式,要求加強(qiáng)對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)和水資源的可持續(xù)利用。聯(lián)邦水法的政策導(dǎo)向?yàn)椋簝?yōu)化生態(tài)與環(huán)境,保持生態(tài)平衡。這為各州的法規(guī)建設(shè)確立了基本依據(jù)。在這種背景下,建設(shè)規(guī)劃導(dǎo)則規(guī)定,在建設(shè)項(xiàng)目的用地規(guī)劃中,要保障雨水下滲用地,并通過法規(guī)進(jìn)一步落實(shí)。各州的具體落實(shí)方式不同,但在其法規(guī)中都規(guī)定,除了特定情況外,降雨不能排放到公共管網(wǎng)中;新建項(xiàng)目的業(yè)主必須對(duì)雨水進(jìn)行處置和利用。
 


1988年,德國漢堡最早頒布了對(duì)建筑物雨水利用系統(tǒng)的資助政策,在后來的7年時(shí)間里,先后有l(wèi)500多個(gè)私有住宅的雨水利用系統(tǒng)得到州政府的資助。1992年,黑森州開始征收地下水稅,并籍此資助包括雨水利用在內(nèi)的節(jié)水項(xiàng)目。1993年又頒布了新的建筑法規(guī),給市政當(dāng)局或地方團(tuán)體權(quán)利來強(qiáng)制性地推行雨水利用。這些工作標(biāo)志著城市規(guī)劃與建設(shè)的一個(gè)新紀(jì)元。到了20世紀(jì)90年代后期,又有一些州或市政府出臺(tái)了對(duì)雨水利用的資助和鼓勵(lì)政策。這些有關(guān)的法律法規(guī)及政策導(dǎo)向有利地促進(jìn)了德國城市雨水利用技術(shù)的推廣與應(yīng)用。


目前,城市雨水利用在德國已逐步進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化階段。1989年,德國出臺(tái)了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)(DIN1989),對(duì)住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)部門雨水利用設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理,過濾、儲(chǔ)存、控制與監(jiān)測(cè)4個(gè)方面制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。1992年,德國出現(xiàn)了“第二代”雨水利用技術(shù)。又經(jīng)過10余年的發(fā)展與完善,到今天的“第三代”雨水利用技術(shù),新的標(biāo)準(zhǔn)也逐步成形。

德國的城市雨水利用技術(shù)

德國到本世紀(jì)初已形成了“第三代”雨水利用技術(shù)。其基本特征體現(xiàn)在設(shè)備的集成化,從屋頂雨水的收集、截污、貯存、過濾、回用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備,各項(xiàng)雨水資源化技術(shù)均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
 


從降雨徑流收集技術(shù)來看,德國有關(guān)法律都規(guī)定受到污染的降雨徑流必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后方可排放。實(shí)際操作中一般將來自不同區(qū)域的降雨徑流分別收集,對(duì)來自屋頂?shù)膹搅,不?jīng)處理或稍加處理即直接用于沖洗廁所、灌溉綠地或用于景觀補(bǔ)水等;而對(duì)于來自機(jī)動(dòng)車道等區(qū)域上的徑流,則要處理達(dá)標(biāo)后方可排放。

 

從降雨徑流傳輸與貯存技術(shù)來看,德國傳輸徑流主要有地下管道和地表明溝兩種形式,其中地下雨水管線不僅要考慮雨水傳輸,同時(shí)還要考慮儲(chǔ)存雨水和減緩洪峰的功能;地表明溝則既考慮了雨水傳輸?shù)墓δ埽部紤]了對(duì)構(gòu)造城市景觀的作用,通常是將其模擬為蜿蜒曲折的天然河道。降雨徑流的貯存形式,家庭中一般采用預(yù)制混凝土或塑料蓄水池;居民區(qū)一般采用人工湖或構(gòu)造水景觀,或者通過綠地、花園或人工濕地增加雨水入滲?傊,德國將雨水的傳輸儲(chǔ)存與城市景觀建設(shè)與環(huán)境改善融為一體,既有效地利用了雨水資源、減輕了污水處理廠對(duì)雨水處理的壓力,又有效地改善了城市景觀。


從降雨徑流過濾、控制與處理技術(shù)來看,為了除去降雨徑流中的雜質(zhì),德國研究開發(fā)了不同種類的徑流過濾器。分散式過濾器一般體積較小,安裝于房屋的漏雨管下端;集中式過濾器體積較大,用于將來自不同區(qū)域的徑流匯集到一起進(jìn)行集中過濾。為了達(dá)到更為理想的降雨徑流水質(zhì)處理效果,德國還研制開發(fā)了不同的徑流控制設(shè)備。
 

 

德國城市雨水利用的典型案例
 

最基本的雨水利用單元是居民住宅。德國居民住房多為單門獨(dú)戶,其雨水利用也較為方便。家庭雨水利用的一般模式是首先將屋頂雨水通過雨漏管進(jìn)行收集處理,然后通過分散或集中式過濾除去徑流中的顆粒污染物,再將過濾后的雨水引入蓄水池貯蓄,最后通過水泵輸送至用水單元,一般多用于沖洗廁所或灌溉綠地等。此外,家庭屋頂花園雨水利用系統(tǒng)也比較普遍,它是削減城市暴雨徑流量、控制非點(diǎn)源污染和美化城市的重要途徑之一,也可以作為雨水集蓄利用的預(yù)處理設(shè)施。
 


第二種雨水利用的典型區(qū)域是城市居民小區(qū)。生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)是1990年代開始在德國興起的一種綜合性雨水利用技術(shù)。該技術(shù)利用生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,通過人工設(shè)計(jì),依賴水生植物系統(tǒng)或土壤的自然凈化作用,將雨水利用與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與生態(tài)、環(huán)境的和諧與統(tǒng)一。其具體做法和規(guī)模依據(jù)小區(qū)特點(diǎn)而不同,一般包括屋頂花園、水景、滲透、中水回用等。此外,一些小區(qū)開發(fā)出集太陽能、風(fēng)能和雨水利用水景觀于一體的花園式生態(tài)建筑。其中一個(gè)典型的例子是曼海姆Wallstadt居民小區(qū)。Wallstadt居民小區(qū)的雨水通過具有一定造型的地面寬淺式溝道流入明渠。明渠模仿天然河流修建,局部地段建有涌泉或造型建筑物,渠邊種植水生植物。明渠底部采用防滲處理,以保持穩(wěn)定的水面,若水量過大,會(huì)自動(dòng)溢過防滲層補(bǔ)給地下水。


第三種城市雨水利用的典型對(duì)象是大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)。德國有關(guān)法律不但規(guī)定受到污染的降雨徑流必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后排放,而且規(guī)定新建開發(fā)區(qū)必須考慮雨水利用系統(tǒng)。因此,開發(fā)商在進(jìn)行開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)時(shí),均將雨水利用作為重要內(nèi)容考慮,尤其在大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)時(shí),一般開發(fā)商都結(jié)合開發(fā)區(qū)雨情水情,因地制宜,將雨水利用系統(tǒng)作為開發(fā)區(qū)建設(shè)的重要組成部分。柏林的坡斯坦廣場(chǎng)就是一個(gè)成功的范例。坡斯坦廣場(chǎng)是東西德統(tǒng)一后開發(fā)興建的歐洲最大的商業(yè)區(qū),總投資約為80億德國馬克。由于柏林市地下水位埋深較淺,要求商業(yè)區(qū)建成后既不能增大地下水補(bǔ)給量,也不能增加雨水排放量。為此,開發(fā)商對(duì)雨水利用采用了如下方案:對(duì)適宜建設(shè)綠地的屋頂全部建成綠色屋頂,利用綠地的滯蓄作用滯蓄雨水,一方面延緩徑流的產(chǎn)生,起到防洪作用,另一方面增加雨水的蒸發(fā),起到增加空氣濕度、改善環(huán)境的作用;對(duì)不宜建設(shè)綠地的屋頂,將屋頂雨水通過雨漏管并經(jīng)過濾后引入地面蓄水池,構(gòu)造水景觀。
 


”洼地——滲渠系統(tǒng)“和道路雨水利用

近年來,“洼地——滲渠系統(tǒng)”這種新的雨水處理系統(tǒng)在德國開始流行。該系統(tǒng)包括各個(gè)就地設(shè)置的洼地、滲渠等組成部分,這些部分與帶有孔洞的排水管道連接,形成一個(gè)分散的雨水處理系統(tǒng)。通過雨水在低洼草地中短期儲(chǔ)存和在滲渠中的長期儲(chǔ)存,保證盡可能多的雨水得以下滲。該系統(tǒng)代表了一種新的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,即“徑流零增長”,這個(gè)理念的目標(biāo)是使城市范圍內(nèi)的水量平衡盡量接近城市化之前的降雨徑流狀況。系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不僅大大減少了因城市化而增加的雨洪暴雨徑流,延緩了雨洪匯流時(shí)間,對(duì)防災(zāi)減災(zāi)起到了重要的作用,同時(shí)由于及時(shí)補(bǔ)充了地下水,可以防止地面沉降,使城市水文生態(tài)系統(tǒng)形成良性循環(huán)。


此外,德國的道路雨水利用也很普遍。與屋頂雨水利用不同,道路雨水主要排入下水道或滲透補(bǔ)充地下水。在德國,城市街道雨水入口多設(shè)有截污掛籃,以攔截雨水徑流攜帶的污染物。由于機(jī)動(dòng)車道的降雨徑流含有較高濃度的污染物質(zhì),必須經(jīng)過處理后方可排放,因此,德國沿機(jī)動(dòng)車道均建有徑流收集系統(tǒng),將所收集到的徑流直接送至污水處理廠處理,高速公路所收集徑流則要進(jìn)入沿路修建的處理系統(tǒng)處理后才能排放。

城市雨水利用帶給我們的啟示
 

城市雨水的利用是一個(gè)方興未艾的廣闊領(lǐng)域,它涉及到城市雨水資源的科學(xué)管理、雨水徑流的污染控制、城市居民小區(qū)的合理設(shè)計(jì)及其環(huán)境建設(shè)等方面,是一項(xiàng)涉及面很廣的系統(tǒng)工程。21世紀(jì),無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,很多地區(qū)都面臨著淡水資源緊缺的問題。作為解決水資源短缺問題的途徑之一,城市雨水資源的利用必須得到足夠的重視,必須改變單純排放雨水的觀念,限制雨水直接排放與流失。雨水是一種優(yōu)質(zhì)的自然資源,收集和使用方便,污染少,處理簡(jiǎn)單,用于城市和生活,可以有效緩解城市生活供水不足的矛盾。雨水利用是一項(xiàng)典型的生態(tài)保護(hù)技術(shù),對(duì)于水資源的優(yōu)化配置,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的意義,需要多學(xué)科、跨部門聯(lián)合攻關(guān)、共同研究

 
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