1 城市內澇的誘因
1. 1 城市發展速度快
為了推動城市化發展,大部分城市通過填海造地、填湖造地等方式使土地面積不斷增加,然而這造成了海洋、池塘、湖泊的面積日益減少,導致天然蓄水池的調洪能力和蓄洪能力大大減弱并降低、,大量的地表積水造成了城市內澇。此外,城市居民采取許多措施達到硬化洼地和軟土地的目的,破壞了土地天然的滲水功能和地下水循環,導致城市的排水系統不能及時排出過多的洪水,進而導致城市洪澇災害。
1. 2 城市熱島效應加劇
隨著工業發展步伐不斷加快,城市空氣污染愈來愈嚴重,全球變暖的問題越來越突出,同時由于城市建筑物、硬化面積不斷增大,城市的氣溫和地表溫度不斷上升,導致水面蒸發加大、水循環的速度加快,逐步形成了熱島效應,使城市降雨量增加,進而增加了城市抗內澇的壓力。此外由于現階段城市對空調的過度依賴和使用,加大了溫室氣體的排放量。如此反復增加熱源,導致嚴重的惡性循環,熱島效也因此越來越突出,使城市短期降雨量增加,特別是暴雨增加,進一步加劇了城市內澇。
1. 3 城市的地下排水管道維護疏浚不到位
相關調查指出,現階段只有 4% 的市政基礎建設資金真正用于排水管網修建,由于修建資金的缺乏,城市的管網設施缺乏人員進行維護和完善,導致許多地下管網出現嚴重的垃圾淤積的狀況,日益增多的管道堆積物導致在緊急情況下不能及時排放降水,進而造成了城市內澇。
另外,很大一部分城市的排水系統存在水流處理技術含量不達標,排水管道的建設材料質量低下的問題,排水管網的質量沒有達到城市排澇應有的標準。同時舊城區的城市排水管網由于使用時間長,加上建設技術不佳,排水設備出現了老化現象,已經不能達到現階段城市排水的標準,進而導致城市內澇。
2 城市雨水利用的意義
2. 1 經濟效益
城市雨水利用可以帶來的經濟效益包括: 一是增加城市了利用水資源,減少政府水資源成本投入。雨水的科學利用能夠使政府在污水收集以及處理上的資金投入減少,排水管網的負荷減少。二則從人們的日常生活著手,有效利用雨水,可以使居民的用水支出減少。
2. 2 社會效益
雨水的科學利用是未來產業發展的新方向,有利于促進經濟發展。城市的降水經過綜合利用,有利于將收集雨水、生產設備、建設設施、利用中水等綜合為一條新型的產業鏈。
2. 3 生態環境效益
對城市雨水的收集和科學處理,既能夠在降水季節時及時疏通地表徑流,有效降低強降雨時期城市內澇的發生率,又可以使城市的局部氣候和生態環境得到極大地改善。全面收集雨水,既可以補給地下水,又可以緩解排水管道的負擔、減少強降雨時期地表徑流量,避免由于設備缺乏而導致的地下管道擁堵,避免并解決強降雨時期的城市洪水災害問題。
3 雨水利用應對城市內澇的途徑
3. 1 完善預報系統及暴雨應急預案
極端天氣是城市產生內澇的首要自然原因,這些年來,全球范圍內,極端天氣如暴雨、熱浪、寒流、暴風雪等的發生率大大提高,強度也在不斷增加,導致氣候問題成為了不容忽視的全球性問題。對于降雨等自然原因引起的內澇,要加強對極端天氣的預報和觀測,建立健全快速應急預案。中國將先進的雷達技術應用到天氣預報和觀測之中,更新一次達到每十分鐘一次。所以天氣的預報和觀測能夠將城市的降雨信息提前探知好,有利于及時做好預防措施,使城市內澇導致的危害大大降低。另外也要建立健全暴雨快速應急預案。在特急特大暴雨發生之時,迅速啟動預案開展災后補償,進而降低城市內澇對城市和人民的損害。國家和城市要建立健全地理信息系統,利用遠程通信、多媒體、地理信息、數據庫等先進技術,將城市的內澇災害和排澇狀況結合成一個整體,降低城市內澇的危害性。
3. 2 改善地表滲水能力
在降雨初期,雨量逐漸增大,雨水在地面表層滲透,地表徑流較小,當降雨達到峰值時,地面表層逐漸飽和,下滲減少,地表徑流較大,不利于排澇,因此雨水利用應對城市內澇的途徑主要在于利用滲透設施進行雨水涵養,減少徑流,降低城市排水壓力。因此提高深沉土壤的含水率,是城市雨水利用的一種重要途徑。根據施工條件的不同,可以根據需求安裝滲透設施,同時也可以科學運用多種措施來達到科學調蓄雨水資源、滯留調節徑流峰值、降低徑流系數、控制徑流水質、降低合流制管道的溢流量和溢流頻率的目的,這樣不僅能夠節省成本,還能夠減少城市內澇災害,提高地下土壤較深部分含水率,在雨力峰值時,使地表徑流量不增加,利于防澇,同時有利于汛期后的防旱。
3. 3 從源頭利用收集的雨水,控制峰量
要從源頭上收集雨水,必須針對不同地域采取不同的措施。就屋面而言,可以將土壤鋪蓋在房屋的最高層,增加屋頂植被覆蓋率,進而加快雨季降水多發期房屋雨水的排水速度,同時過濾初期雨水中的垃圾和污染物,凈化水質,進一步促進雨水利用。目前有小型的雨水利用設備如一體化 HDPE 雨水儲存利用設備,可以安放在地面上或者埋入地下,自屋面或者其他集流場所收集的雨水在罐內做簡單處理??梢詫⒔浢芗母邔咏ㄖ蓓斚鳒p后的雨水排入蓄水池或排水管道。對于地面而言,可以把綠地變為下凹型綠地,并在其土壤下鋪設收水盲、溝級配碎石層以及滲透式邊溝。綠地之下可修建蓄水池,降水較小時,雨水可以直接滲入綠地或進入路邊溝,進而加快雨水輸送,進而澆灌綠地,減少澆灌用水。降雨量較大時,綠地溢出的雨水能夠排放到城市雨水排水設施,或者進入蓄水池,變成城市雨水利用源。
3. 4 建立健全調水蓄水系統
要加強雨水的處理和利用,建立健全調水蓄水系統。加強雨水的利用率,在地勢較低處修建蓄水池,降水天氣中可蓄水,雨停后能及時排放,又能使地下水的水位提高,儲水池亦可建立在立交橋附近,便于立交橋進行排水,加快積水下排速度的同時澆灌綠化帶。雨水資源值得珍惜,特別是是對于缺水城市而言。假如能夠調蓄,就能促進水循環,既可以改善城市的局部氣候,也能促進生態水循環和水回用。如果城市有野生植被地帶,應當讓雨水排入這些區域,利用野生植被發達的根系將雨水輸送入地下。
4 結束語
城市雨水利用是解決城市水資源短缺、減少城市水污染、減少城市洪災、改善城市生態環境、實現水資源可持續性發展的重要措施。在目前看來,我國的城市雨水利用起步較晚,技術較為落后,隨著城市化的進一步發展,水資源缺乏的問題將推動我們進一步實現對雨水的利用,城市雨水利用技術也將會發展起來。
參考文獻
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