浅谈房地产开发建设项目区的雨水综合利用
2018-01-12戚冰洁
戚冰洁
(徐州润和工程科技有限公司)
目前,我国正在加速推进城镇化建设进程,城市规模将不断扩大。据资料,截至2015年,我国城镇常住人口占总人口的比重已达56.1%,预计2020年此比重将达到60%。城市的开发建设,改变了城区及其周边水土资源的自然平衡状态,大量增加的建筑物及硬化地面,改变了降水产流过程,使得径流系数增大,严重阻隔了地表水和地下水的传输路径,改变了项目区的水循环过程和水土流失特征。
城市扩建以房屋大规模增加为其主要特征,笔者参照海绵城市的雨水资源综合开发利用的理念,根据我国当前房地产项目建设特点和实际情况,探讨雨水综合利用措施在房地产开发建设项目中的应用,以期为提高城市水资源综合利用效率和同类工程雨水综合利用设计提供参考和意见。
1 房地产开发建设项目雨水综合利用的意义
房地产开发建设对城市土地造成了剧烈的扰动,改变了城市下垫面的透水性能及城市的水文循环。大量的建筑物和不透水地面,使降水入渗到地下的路径被阻断,仅依靠城市排水管网的排除,势必给市政雨水管网运行造成极大压力。据媒体报道,许多城市的排水管网年代久远,设计标准低,且缺乏后期维护和保养,无法将短时间内汇聚的大量雨水径流迅速排除,经常造成城市内涝。根据国家防汛抗旱总指挥部公布的数据,2015年全国由于暴雨、台风等极端天气带来的超常规降水,使154座城市遭受不同规模的内涝,造成直接经济损失81亿元。
一方面,每年的城市内涝等自然灾害对居民的生命财产安全造成严重危害;另一方面,我国多数城市又面临着水资源短缺、水质恶化等水问题。根据2014年住建部公布的监测结果,按照联合国人居环境署评价“缺水”城市和“严重缺水”城市的衡量标准,我国657座城市中,就有超过300座处于“严重缺水”和“缺水”状态,城市用水缺口高达60亿m3。城市频发的“看海”现象和城市水资源短缺之间的矛盾,已经成为中国城市化进程中亟待解决的问题之一。
2 雨水资源综合利用在房地产项目中的应用
2.1 海绵城市建设的需要
2013年,习近平总书记在中央城镇化工作会议中明确提出“加强海绵城市建设”。2014年,住建部正式发布《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建(试行)》。海绵城市建设主要是遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相互结合,在确保城市排水防洪安全的前提下,最大限度地实现雨水在城区区域内的积存、渗透和净化,以促进雨水资源的利用和生态环境保护。雨水的控制与利用问题,一直是城市水土保持关注的重点内容,同时也是房地产建设项目布局水土流失防治措施的重要组成部分。海绵城市的提出,无疑为水土保持方案的编制工作提供了重要指导,是方案编制的有力工具。
2.2 雨水综合利用在房地产项目中的应用
房地产建设项目是城市水资源利用最集中的区域,在房地产项目区开展雨水利用是防止城市内涝和缓解城市水资源紧张状况的重要途径。雨水是一种优质的淡水资源,不仅可以作为饮用水的来源,还可以用于道路喷洒、绿地灌溉、车辆清洗和厕所冲刷等生态用水。北京市属于雨水综合利用发展较快的城市之一,其规范化的管理制度是其他城市学习的榜样。2015年河北省颁发的《雨水控制与利用工程技术规范》中提出的各项指标,要求统称为“北京城市雨水集蓄与利用措施的‘3-5-7-9’系列的雨水控制性指标体系”,即调蓄模数大于30 m3/1 000 m2,下凹绿地率大于50%,硬化地面透水铺装率大于70%和雨水利用率大于90%。该雨水控制性指标体系,已经开始应用于北京市开发建设项目水土保持设施验收与评估的工作当中。
房地产开发建设项目雨水综合利用技术措施,具有较大的经济效益和生态效益潜力。北京某国际会展中心和艺术中心建设项目,屋顶设计为圆形,建设有屋顶集雨利用系统,三场设计降雨强度的总集雨量可满足建筑区内一年的冲厕用水量。根据北京市发改委发布《关于调整北京市再生水价格的通知》(京发改[2014]885号),再生水价格不超过3.5元/m3,而从运行管理和小区用水费用支出分析,投入收集雨水的年运行费用不足0.1元/m3。
3 城市雨水资源综合利用措施
城市雨水资源综合利用,主要是通过收集城市屋面、道路及小区广场等区域的降水径流,经汇集后排入雨水收集设施或通过渗透补充地下水,并将收集的雨水用于城市的道路洒水、绿化灌溉、消防用水等。本文选取了房地产建设项目中较常用的透水铺装、下凹式绿地、集雨池等雨水综合利用措施,并进行典型设计如下:
3.1 透水铺装
按照面层材料的不同,透水铺装可分为:透水砖铺装、透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装等种类,嵌草砖铺装、园林中的鹅卵石铺装、碎石铺装等也属于渗透铺装。这种透水铺装方法优点是:适用区域广,施工方便,既可补充地下水,且具有一定的消减峰值流量和雨水净化作用。其缺陷是:透水铺装材料的孔隙,容易被颗粒物填充、堵塞,特别是在寒冷地区,受水体冻融交替影响,透水铺装材料容易被破坏。
透水路面的结构,自上而下可设计为:透水层(透水砖)、透水找平层(0.3-5 mm级配用中砂找平)、透水基层(150 mm厚级配砂石,粒径0.5-30 mm)和透水底基层(路面夯实)。当透水铺装方式设置在地下室的顶板时,顶板覆土厚度不小于600 mm并要设置排水层。常用的透水砖铺装典型结构见图1。
3.2 下凹式绿地
下凹式绿地是我国科技人员在对绿地雨水集蓄利用研究的基础上进行的改良,具有促进雨水下渗补充地下水、增加大气含水缓解城市热岛效应、消减汇水区域径流峰值以及控制雨水径流造成面源污染等功能。
下凹式绿地在设计上应把握的标准:①低于周边铺砌地面或道路50-100 cm,最大不超200 cm;②下凹式绿地区域,一般应设置溢流口(雨水口),以保证暴雨径流的排放,溢流口顶部标高一般高于绿地50-100 cm;③周边雨水一般分散进入下凹绿地,当确需集中进入时要在入口处设置缓冲措施。对于汇水径流水质较差的道路周边,应在入口处设置初期弃流装置;④在绿地内设置渗池、渗井等入渗设施,以增加雨水下渗能力。
相关研究表明,以绿地接纳的硬化汇流面积为其1倍时,经计算:绿地下凹100 mm时,对频率20%的暴雨拦蓄率为100%;下凹150 mm时,对频率50%的暴雨拦蓄率为100%。一般普通实土绿地,径流系数为0.15,绿地下凹100 mm时则接近0。
3.3 集雨池
集雨池也叫蓄水池、雨水收集池等,指得是具有雨水储存功能的集蓄利用设施。集雨池不仅蓄水,同时也具有消减峰值流量作用。房地产建设项目中,在接入市政雨水管网之前设置集雨池,可以有效地减小市政管网的排水压力。在房地产建设项目中,大多采用地下封闭式蓄水池,这样可以减少占地和蒸发,在其上面覆土并进行绿化。蓄水池根据结构形式,可分为玻璃钢蓄水池、塑料蓄水模块拼装式蓄水池、钢筋混凝土蓄水池及砖石砌筑蓄水池等。
雨水径流量计算公式为:
式中:W——设计雨水径流总量,m3;
Ψc——某单元降水径流系数(硬化屋顶、不透水道路取0.9,透水地面取0.35,普通实土绿地取0.15);
hy——24 h最大降雨量,mm;
F——汇水面积,hm2。
计算出雨水径流总量后,根据项目区内雨水综合利用措施的实施情况,扣除初期雨水弃流量、下凹式绿地拦蓄量、入渗量、蒸发量等,可选择适宜的集雨池规格。
在防渗面积较大的房地产项目中,适宜建设永临结合的集雨池。施工期收集雨水,用于车辆冲洗、道路洒水灭尘;完工后作为永久集雨设施,收集储存项目区次降雨无法入渗的雨水径流。集雨池蓄水可将其作为非饮用水利用,不仅可有效节约自来水,还可减少污水处理的人力、物力和财力。临时土质集雨池可采用开挖夯实、外表面覆土工膜的方法修筑,以防渗漏,且施工简便易于拆除。
4 结论与建议
房地产开发建设项目区的雨水综合利用措施形式多样,应根据项目的水土流失特点及雨水时空分布,综合布置雨水资源收集与利用设施。从水土保持方案编制方面来讲,融入国内外雨水综合利用的先进经验和措施,设计先行,可为水行政主管部门提供参考意见和建议。
为了实现雨水资源的综合利用,应通过政策和法规等手段,对房地产建设项目进行规范和定量指标考量。建议将集蓄水量、径流系数与调蓄模数、铺装渗透系数与透水铺装率、下凹绿地率、雨水利用率及雨水排水含沙量这6个雨水利用量化指标,逐步普及到全国各城市的房地产开发建设项目水土保持设施验收与评估工作当中,以确保雨水综合利用措施能够随主体工程同时规划设计、同时施工、同时投入使用。此外,还要加大雨水综合利用的宣传力度,加强雨水控制和利用措施的技术培训,动员广大人民群众共同参与、共同受益。
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