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近年來,暴雨形成的內(nèi)澇災(zāi)害污染等問題日益加劇,海綿城市就是在此條件下提出的。為了解決鄭州建筑雨水問題,提出《鄭州市海綿城市專項規(guī)劃(2017-2030年)》處理相應(yīng)問題。利用透水地面、雨水回收、排水管道等三大方面,有綜合性的對海綿城市的“滲、蓄、凈、排、用、滯”實行相應(yīng)的方法。使得減少積水,清新空氣,良好的雨水循環(huán),為我們提供*的生活、生態(tài)環(huán)境。筆者希望通過此研究讓更多人了解海綿城市并提出更多解決方案。讓雨水更有效的被回收利用。
1 海綿城市的理論概念
“海綿城市”是基于城市雨水管理、循環(huán)利用下提出的一種新型可持續(xù)的城市建筑建設(shè)戰(zhàn)略。是指當(dāng)代城市可以像海綿一樣對雨水進(jìn)行“吸、蓄、滲、凈、滯”來解決洪澇災(zāi)害。此外還可以通過其他系統(tǒng)裝置設(shè)施吸收雨水并對其儲存來進(jìn)行水的循環(huán)利用,解決地面、溝渠大量積水和污水等問題實現(xiàn)水土平衡。
目前許多城市列入為試點城市,河南省鄭州市將依據(jù)《鄭州市海綿城市專項計劃(2017-2030年)》實現(xiàn)海綿城市的建造。
2 鄭州市的雨水分析研究
2.1 鄭州市的背景
2.1.1 地理位置
鄭州市是河南省省會,中部偏北,占地面積約7446.2平方公里,占全省的4.5%左右。內(nèi)有第二長河—黃河。
2.1.2 降雨量
鄭州市為北溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春季干燥且伴有少量雨水,夏季高度集中降水。2000年-2018年平均降雨量620.7mm,其中2003年降水量最多為953.9mm,2013年降雨量最少為353mm。
2.1.3 污水排放
鄭州市污水總排放在2006年-2014年呈現(xiàn)逐年上升趨勢,特別是在“十一五”計劃和“十二五”計劃期間排水量更是大幅度提升?!笆晃濉敝杏?8092.9萬噸升到46393.1萬噸,提升21.8%。“十二五”中由47306.8萬噸升到66176.9萬噸,提升39.9%。城市周邊水體污染嚴(yán)重,河流湖泊里散發(fā)著陣陣臭味,生物無法生存。
2.1.4 水澇災(zāi)害
由于雨量逐年增加,普通的排水系統(tǒng)無法滿足正常排水量。路面多為硬質(zhì)鋪裝的水泥、混凝土、及石材不利于雨水的滲透和循環(huán)利用,導(dǎo)致大量雨水堆積。另外,路邊花壇、樹木、小草稀少,不能大量吸收雨水所以非常容易形成水澇災(zāi)害。
2.2 現(xiàn)狀問題
鄭州市近些年來處于大量的雨水天氣中,但雨水又來不及排放而形成積水以及大量的污水排放使得水澇災(zāi)害等問題加劇。大量場地沒有綠化植被,地面鋪裝殘破急切需要處理翻新,道路寬窄不一盲道被占等大小不一的問題。加上空氣污染嚴(yán)重、灰塵亂飛,急需大量灑水。水資源缺乏也是其中的一個問題?!昂>d城市”需投入到鄭州市的建設(shè)發(fā)展中來。并且實施建設(shè)良好的排水系統(tǒng)、滲水鋪裝裝置和雨水循環(huán)利用系統(tǒng)等需要建造實用起來。
3 雨水的收集利用解決方法
3.1 透水地面
3.1.1 地面鋪裝
在道路廣場上和馬路上鋪裝透水性地面是雨水能夠快速滲入,能夠有效的減少暴雨時的地表面的水流量,不僅能緩解熱島效應(yīng),有的還能吸收城市噪音,減輕光污染。有以下幾種鋪裝材料:
(1)聚氨酯透水路面:聚氨酯碎石(PorousPolyurethaneMixture,PPM)的特征—大孔隙,特別在冬季降雨過后的排水時,就算在結(jié)冰的時,冰晶也會根據(jù)大孔隙紋路進(jìn)行發(fā)展,不會對聚氨酯透水碎石造成任何破壞。可長期在低至-60°或高至80°的環(huán)境中應(yīng)用。其大孔隙方便了城市中霧霾、工業(yè)粉塵及雨水透過并進(jìn)入地下,就解決了雨后積水等問題。
(2)透水地磚或混凝土石材:輕質(zhì)多孔的混凝土用特殊配比合成,透水透氣性好雨水收集充足,還具有降噪抗洪等功能。有效的對城市的熱島效應(yīng)起到很大的減輕作用。
(3)透水性瀝青進(jìn)行鋪裝:用于車輛形式的路面,其構(gòu)造又與平常的瀝青鋪裝相同。實壓后孔隙率20%,能很有效的解決道路積水、路面反光的問題。大空隙結(jié)構(gòu)能讓溫度降低改善熱島效應(yīng)。
3.1.2 綠化帶植物
針對路邊有下沉式地塊可建設(shè)成綠化帶,種植吸水性的植物。在下暴雨時可吸收大量的雨水,可使雨水經(jīng)過土壤直接透入至地底。綠化帶對地形有一定的要求,要在由高到低坡度為2%的地面進(jìn)行布置。這樣可以使地面的雨水流入?yún)R集被吸收滲透。
3.1.3 屋頂花園
在建筑的屋頂設(shè)計花園,對雨水進(jìn)行一定的攔截吸收。要設(shè)有一定的坡度方便雨水的匯聚,屋頂要設(shè)置多層保護(hù)結(jié)構(gòu)。屋頂可分為密集型和低荷載坡屋頂。密集型屋頂承受的荷載能力強,可種植灌木、喬木,打造層次感多種多樣的花園。但是低荷載屋頂不能滿足屋頂花園的結(jié)構(gòu),其坡度大、抗風(fēng)性低,所以可以添加屋檐上的排水槽、接雨桶等,進(jìn)行低荷載屋頂雨水收集。屋頂花園不僅能對建筑物進(jìn)行一定的保護(hù),而且綠色植物能吸收熱量還能夠緩解熱島效應(yīng),提高城市的整體綠化率。
3.2 雨水收集回用
雨水收集回用是通過最初的廢棄雨水經(jīng)過裝置過濾、凈化、儲存、回用等一系列過程得到干凈的用水。用于灌溉、噴泉水等。即能解決雨水過量問題又能解決水資源浪費等問題。
3.2.1 雨水再利用灌溉
隨著水資源不斷地減少,水資源尤其珍貴。土地灌溉成了一個艱巨的問題,既要滿足灌溉又要節(jié)約水資源,所以雨水再利用灌溉是一個可實行的政策。灌溉方面已經(jīng)有了很成熟的技術(shù)。現(xiàn)將雨水用蓄水池收集起來,然后根據(jù)國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),將蓄水池收集的雨水經(jīng)過過濾、吸附和凈化后形成可灌溉的水。在灌溉時集體噴灑不僅方便還節(jié)約用水。
3.2.2 噴霧系統(tǒng)
在建筑工地中會經(jīng)常見到噴水的小噴頭,用于清潔空氣,壓制灰塵。城市里的噴霧系統(tǒng)也是同樣的。它不同于普通的造景噴霧。主要利用收集的雨水經(jīng)過過濾、吸附和凈化后用于噴霧系統(tǒng)。噴霧系統(tǒng)不但可以增加空氣濕度,改善空氣的質(zhì)量還能降低空氣中的灰塵。噴霧系統(tǒng)不但能改善空氣質(zhì)量還能降低溫度,為人們提供了更清新的空氣環(huán)境。
3.3.3 造景景觀
在城市景觀中用水造景非常普遍如公園綠地、小區(qū)景觀中的人造湖水噴泉。在中國古典園林中水景更是的組成部分。如京、蘇、杭三大古典園林雨水造景體系。水景造就了朦朧感,像李白、蘇軾等詩人在湖水上誦出詩歌。如果水景中的水只用現(xiàn)有的水資源,那么水資源將匱乏甚至用盡。這時就需要雨水的回收利用來解決這一問題。下雨時可直接為湖水補充水量,也可將地面、屋頂?shù)挠晁占饋碛糜谠旌?br> 3.4 地下管道
設(shè)置地下管道不盡不會影響市容而且雨水可以統(tǒng)徑。當(dāng)暴雨來襲時地下管道就發(fā)揮了巨大的作用,它可以排盡積水防止水澇災(zāi)害還能將雨水排進(jìn)河流湖泊,形成大氣水循環(huán)。日本和中國臺灣運用了一種管道系統(tǒng)“綜合管廊”,是在城市的地下建造一個空間,將電力、通信、燃?xì)?、供熱、給排水同一的管道設(shè)施。是保證城市運轉(zhuǎn)的“生命線”。當(dāng)下暴雨時就可以通過管廊解決,還能解決城市積水多、排水難等問題。
4 雨水收集利用的發(fā)展趨勢
在未來的發(fā)展中雨水的收集利用會成為必然,在綠色建筑上建筑將會減少15%用水。建筑專家Jerry Yudelso提出“零用水”提倡利用保水、節(jié)水、雨水收集利用、污水凈化等來實現(xiàn)建筑中的用水平衡。綠色城市、海綿城市中最主要的核心就是水怎樣有效的利用,雨水的收集利用。雨水將會利用于更多的層次方面。雨水的收集利用還將與科學(xué)、經(jīng)濟(jì)結(jié)合用于更多的領(lǐng)域。
5 結(jié)論
海綿城市已經(jīng)逐漸在我國開展試點,有一些大城市已經(jīng)完成相應(yīng)建設(shè),海綿城市的運用也漸漸成熟。要想達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)需要根據(jù)地形地貌、人文、水文等科學(xué)規(guī)劃設(shè)計建設(shè),做到因地制宜。這樣城市的水污染及洪澇災(zāi)害能夠進(jìn)一步得到解決同時雨水的回收再利用以及水資源的可持續(xù)發(fā)展能夠更進(jìn)一步。
淺談鄭州市海綿城市雨水收集利用研究,本文先分析當(dāng)?shù)氐匦螚l件雨水量然后對雨水收集利用的方法展開詳細(xì)分析,在透水地面、綠化帶植物、屋頂花園這三方面對雨水的收集進(jìn)行分析,然后在雨水的再利用灌溉、噴霧系統(tǒng)、造景景觀三方面對于雨水的利用進(jìn)行分析。有效的處理了道路積水、洪澇災(zāi)害、熱島效應(yīng)等問題。秉承著低能耗、節(jié)約水資源再循環(huán)利用的原則為海綿城市的建設(shè)發(fā)展提供助力。讓雨水更有價值的利用為城市美容,為人們提供一個美好的環(huán)境。從多方面維護(hù)城市系統(tǒng),建立良好的生態(tài)系統(tǒng)。