雨水生态设计及应用的优化研究_雨水管理

在我国，随城市规模的迅猛发展扩大，建设可持续发展生态城市、营造生态的人居环境已经成为现今生态城市发展规划的主流，雨水作为一种廉价的水资源已经被人们逐渐重视并开始回收及循环再利用，一些地区已经开始推广利用。国家还制定了《建筑与小区雨水利用工程技术规范》对雨水的再利用做了一些具体的更高的要求。但是，如何将生态的雨水回收及再利用的先进理念、先进技术及管理应用到现实的项目当中，有待于不断的去优化研究。
　　1生态城市雨水回收及再利用的必要性
　　1.1城市的迅猛发展，硬化的路面、广场等剧增，雨水地面径流增加，不能很好的对原位地下水进行有效补充，而且对城市的地表水体造成一定的污染，同时廉价的可再利用的水资源也被浪费了；
　　1.2人口的增长、人均用水量的增加致使城市地下水资源匮乏，需要自然降水的有效的补充；
　　1.3城市地下空间的开发致使地下土壤结构发生缓慢变化，城市水文过程的改变，要改善土壤结构亦需要水资源的补充，利用其水力物理特性优化土壤结构以适应城市地下开发发展的需求。
　　1.4生态城市雨水回收及再利用是节约用水，实现雨水资源化，修复水环境与生态环境的有效途径。
　　1.5生态城市雨水回收及再利用也是我国建立生态人居环境的城市需求，是实现动态、生态、可持续发展的城市的一个重要环节。
　
　2生态城市雨水回收及再利用的途径
　　从宏观方面来讲，雨水回收及再利用主要是指雨水再利用、蓄渗、缓排，按途径分两个方面：一是将雨水滞留于雨水收集容器（池）等，经雨水处理设备净化后优先作为中水、灌溉用水、道路浇洒等用水水源，在严重缺水地区亦可作为饮用水水源；二是通过绿地、土壤等让雨水有组织的自然渗透，补充原位地下水。
　　2.1通过雨水收集容器（池）将雨水滞留，经雨水处理设备净化后再作为中水、灌溉用水、道路浇洒等用水水源。
　　2.1.1建筑屋面雨水收集利用
　　屋面的雨水经弃流装置后收集于收集容器（池）等，根据其最终用途选用相应的水处理工艺，经相应的水处理设备处理后回用。多余的雨水通过收集容器（池）的溢流管排入市政雨水系统。
　　其主要工艺流程为：
　　
　　图1
　　屋面雨水相对于地面、路面等雨水来讲水质相对较好，只需要对污染程度较高的初期雨水进行弃流，收集到的雨水就可以直接作为绿化灌溉、道路浇洒等水源。一般为了保证贮存的雨水在收集池或中水池内良好的水质，根据当地雨水水质及用水单位对水质的要求，相应的增加对应的雨水水处理设备及加药消毒设备，给予后续用水单位更好的水质保证。设置初期雨水弃流装置不仅可以将雨水中的悬浮物等截留，还大大减轻了后续水处理设备的负荷，间接减少了工程投资。收集容器（池）的大小，一般根据用水单位的用水规模及当地雨水暴雨强度和汇水范围综合考虑，进行水量平衡分析，保证雨水收集利用的工程经济可行性。水处理设备的规模宜根据用水单位用水量的要求进行选用，做到设备在经济状态中运行。
　　2010年中国上海世博园区中国馆、演艺中心、世博中心等就采用了雨水回收利用技术，主要用于景观水体、绿化灌溉、道路浇洒、冲厕、补给地下水等，雨水利用率达到了80%以上。
　　2.1.2地面雨水收集利用
　　地面雨水收集利用主要是通过对道路、广场、绿地等雨水自然过滤后收集，贮存于收集容器（池），根据其最终用途选用相应的水处理工艺，经相应的水处理设备处理后回用。自然过滤主要是指管道进水收集口的过滤网、土壤、植被等自然过滤系统。
　　其主要工艺流程为：
　　
　　图2
　　
　　图3
　　地面雨水的收集利用根据地面种类可分为道路广场雨水收集利用、绿地雨水收集利用、下洼地收集利用等。道路雨水的收集利用主要是通过雨水口收集雨水或透水铺装收集雨水，然后通过雨水管道收集于收集容器（池），经过相应的水处理措施处理后进行回用；绿地雨水的收集利用主要通过绿地生态汇水沟对雨水进行自然过滤后，收集于收集容器（池）或景观水体、湖泊等再利用；下洼地的收集利用主要是通过下洼地对雨水进行短期贮存，通过土壤、植被等自然过滤后收集雨水与收集容器（池）等再利用（如图3）。收集的雨水主要用于景观水体、绿化灌溉、道路浇洒、冲厕、补给地下水等，节约优质水源的开采利用。
　　2.2雨水通过绿地、土壤等有组织的自然渗透，补充原位地下水。
　　雨水的自然渗透是生态城市景观的主要部分，表现方式主要为城市景观水体、蓄渗等形式，有效的补充原位地下水。雨水自然渗透系统不仅减少了雨水的径流量，使雨水管网系统的投资大大减少，同时降低了城市水涝灾害的概率和城市水体污染程度，更重要的是雨水自然渗透系统改善了人居生态环境、优化了城市地下土壤的结构、有效的补充原位地下水。
　　在城市雨水自然渗透中具体应用的方法多种多样，例如利用道路边沟或道路中间的绿地造成绿地洼地、绿地边沟、透水铺装、低地势绿地等结合城市雨水管网对雨水进行蓄渗排放。
　　2.2.1在城市道路绿化带或绿化池内设自然下渗：如下图
　　
　　图4
　　在绿化带或绿化池内设下凹洼地，池边设雨水进入口，雨水可通过此口流入绿地洼地内，洼地边缘设溢水口，当洼地内雨水蓄满后，雨水通过溢水口流入市政雨水管网系统。
例如“高规”对于“消火栓设置消防水泵启动按钮”的规定是强制性条文，而“建规”的相关规定是非强制性条文，再例如对于气体灭火设置的规定“高规”和“建规”的严格程度不一样。对于气体灭火房间设置位置的规定中都有提到“其他重要设备室”，“高规”另外附有条文解释：“其他重要设备室是指装备有对生产或生活产生重要影响的设施的房间”，“建规”则没有条文解释，即由设计人员视情况而定。所以设计人员在做消防设计时应首先分清标准适用范围范围，再仔细斟酌规范要求，以求设计精确。
　　3.4注意强制性标准与推荐性标准的区别。我国《标准化法》规定，涉及安全、卫生、环保方面的标准为强制性标准，其余均为推荐性标准。强制性标准是必须执行的，推荐性标准自愿采用，但在地方行政主管部门，或国家政策法令，或者工程建设具体项目的合同中予以明确规定后，就带有强制性，必须执行。2000年1月30日施行的《建设工程质量管理条例》对强制性标准的执行作了以下规定：“凡是在勘察、规划、设计、施工中擅自更改强制性标准的，或编制标准设计不符合强制性标准的，要给予通报批评，并可处以罚款。”在建筑给排水规范里面，一般来说，前面的“公告”部分会指出本规范出现的哪些条文是强制性条文，而正文里面也会用黑体字表示。设计人员在设计时要把握好强制性标准和推荐性标准的分别，对于强制性条文必须遵守，以免因违反强条而受罚款；对于推荐性条文虽然没有要求所有条文都必须遵守，但是推荐性条文有不同的严格程度，应通过仔细斟酌各项条文的具体要求，区别对待。
　　3.5要准确把握好规范条文的用词，保证设计的正确性。为了便于专业人员在执行规范条文时区别对待，建筑给排水规范对于要求严格程度不同的条文采用不同的用词。例如“必须”和“严禁”表示很严格，非这样做不可的用词，是不得违反的；“应”和“不应”、“不得”表示严格，在正常情况下均应这样做的用词；“宜”和“不宜”表示稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词；“可”表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词。前两种情况一般也是强制性条文中的用词。消防方面的设计要求往往比其他方面的设计更为严格，在“设置”与“不设置”之间，消防部门为严格把关，往往倾向于“设置”。如规范条文里面带有“宜”字，表示稍有选择，并非强制性，但是为建筑的防火安全起见，消防部门往往希望设计人员把它作为“应”来处理。所以，设计人员在设计时应仔细研究、反复斟酌规范条文的用词，来决定设计是否采用，只有这样才能使自己设计有理有据，既保证了设计的合理性，也有利于各方审查。
　　3.6随着技术的发展，建筑给排水标准更新速度很快。新规范的出台和旧规范的废止交替进行，标准条文内容的修订随时发生。故设计人员应即时掌握标准动态变化，掌握标准的新版本、新条文内容的修编，适时应用于工程设计之中，保证工程设计产品的合理性和先进性。另外，应注意新规范施行时间与设计时间的出入，设计时间如果在新规范施行时间以后，则必须以新规范为依据，相应的设计如与新规范有冲突，应作出相应的修改。
　
　4结语
　　随着经济的发展，工程项目日益增多，且愈来愈其多样性和复杂性，同时，建筑给排水标准体系正在不断地发展和完善，越来越多的国家标准、地方标准、行业标准、企业标准产生，为相关专业人员服务。建筑给排水设计人员只有通过不断学习、熟悉和理解各项标准，熟悉整个标准体系，才能正确地使用标准，从整体上提高设计质量。