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國(guó)外如何收集利用雨水
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2016-06-17 17:19
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雨水利用是一種古老的傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)千年以前就被人們采用，并一直在缺水國(guó)家和地區(qū)廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)60年代起，發(fā)達(dá)國(guó)家己開(kāi)始重視雨水的利用及雨水資源化的研究，并且制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)。今天就讓我們來(lái)了解下國(guó)外雨水收集利用的方法都有哪些。
首先，讓我們看看德國(guó)是怎樣收集雨水的。
有些德國(guó)房子外墻豎有一人高的金屬箱，形狀有點(diǎn)象古埃及裝木乃伊的棺材，頂端與房頂排水管相連。那是德國(guó)的居民用雨水收集器，能裝30升的雨水，收集的雨水會(huì)用于澆花澆草坪。德國(guó)多雨，需要人工澆灌的時(shí)候不太多，用自來(lái)水澆灌的成本其實(shí)并不高
德國(guó)柏林正在考慮通過(guò)補(bǔ)貼措施鼓勵(lì)民眾參與建設(shè)“綠色屋頂”這項(xiàng)屋頂綠化工程如果能達(dá)到一定的密度，未來(lái)至少可以留住60%的降雨。
德國(guó)雨水收集詳細(xì)介紹：
德國(guó)位于中歐，屬于溫帶氣候，年降水量在800mm左右，是一個(gè)水資源時(shí)空分配均勻且較為充沛的國(guó)家。盡管德國(guó)不是缺水的國(guó)家，但為了維持良好的水環(huán)境，德國(guó)不僅制定了嚴(yán)格和 完善的法律、 法規(guī)和規(guī)定，不僅要求對(duì)污水進(jìn)行治理，而且要求對(duì)雨水進(jìn)行收集利用。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，德國(guó)是歐洲開(kāi)展雨水資源化工程最好的國(guó)家之一，并且已成為國(guó)際上雨水利用技術(shù)最為先進(jìn)的國(guó)家之一。
1989年德國(guó)就發(fā)布了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)（DIN1989），對(duì)商業(yè)、住宅等領(lǐng)域在雨水收集利用的各個(gè)環(huán)節(jié)制定了標(biāo)準(zhǔn)，涉及雨水利用設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行管理，以及雨水的水質(zhì)控制和監(jiān)測(cè)等方面。 德國(guó)政府投入了大量的人力與資金開(kāi)展雨洪利用的研究與應(yīng)用，德國(guó)的雨水利用技術(shù)已發(fā)展到第三代，其特征是設(shè)備的集成化，尤其對(duì)于屋面雨水的收集、處理、資源化和控制，形成了系列化的成熟產(chǎn)品和組裝式的成套設(shè)備， 向商業(yè)、住宅等領(lǐng)域推行雨水收集利用提供了便利。
成套設(shè)備技術(shù)成熟、安裝方便、效果運(yùn)行好等這些積極因素給市民帶來(lái)很多便利和優(yōu)惠，使該國(guó)的雨水收集利用得到廣泛地推廣。并通過(guò)各種市場(chǎng)管理手段鼓勵(lì)用戶(hù)采用雨水利用技術(shù)。若用戶(hù)實(shí)施了雨水利用技術(shù)，國(guó)家將不再對(duì)用戶(hù)征收雨水排放費(fèi)，而雨水排放費(fèi)與污水排放費(fèi)用一樣高，通常為自來(lái)水費(fèi)的幾倍左右。
德國(guó)的法律明確規(guī)定雨水必須先經(jīng)過(guò)就地入滲消納或收集 處理后再回用， 只有超量部分和污染程度較高的部分才允許排入污水管。減少雨洪對(duì)城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的行洪威脅， 減輕污水處理廠(chǎng)的處理壓力，提高對(duì)排水的處理效果，減少對(duì)周邊城市生態(tài)環(huán)境的影響。
美國(guó)雨水收集
美國(guó)太平洋西北地區(qū)的俄勒岡州的波特蘭和華盛頓州的西雅圖這樣的城市，終年雨水充沛。景觀設(shè)計(jì)師在這些地方經(jīng)常運(yùn)用“雨水花園”來(lái)增強(qiáng)城市排水功能。在停車(chē)場(chǎng)等城市公共環(huán)境中，這種“雨水花園”能夠有效地使收集到的雨水變廢為寶。
規(guī)模最大、最富盛名的“雨水花園”位于波特蘭，緊鄰俄勒岡會(huì)議中心，主要收集5.5英畝（約合2.2公頃）屋頂上的雨水。收集起來(lái)的雨水蜿蜒流入一些石砌淺水池中，仿佛山間潺潺的溪流一般。“雨水花園”幾乎吸納了會(huì)議中心屋頂上所有的雨水——堪稱(chēng)一項(xiàng)舉世矚目的成就。
美國(guó)雨水收集詳細(xì)介紹：
美國(guó)水資源豐富，河川年徑流總量為29702億m3 。美國(guó)的雨水利用主要以提高天然入滲能力為目的。美國(guó)的富雷斯諾市將入滲池和回灌井結(jié)合起來(lái)形成“LeakyAreas”地下回灌系統(tǒng)。 水平水泥管相連，雨水經(jīng)土壤和多孔波紋塑料管過(guò)濾自流注入回灌井。
將水平入滲與垂直入滲相結(jié)合的方法， 使入滲更加暢通，不易淤堵，并提高了雨水回灌效率，這種“LeakyAreas”地下回灌系統(tǒng)在使用10年間， 地下水回灌總量為1．338億m3 ，其每年回灌量占該市年用水量的20%。所有新開(kāi)發(fā)區(qū)必須實(shí)行強(qiáng)制的 “就地滯洪蓄水” 。 此外，還研究利用屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水路面 組成的地表回灌系統(tǒng)， 對(duì)雨水收集利用和回灌地下。
美國(guó)大多數(shù)城市秉承傳統(tǒng)的水利設(shè)施設(shè)計(jì)理念：在郊外儲(chǔ)存雨水，利用水渠送到市區(qū)，污水通過(guò)地下溝渠排走。這種理念按照西方的說(shuō)法始于古羅馬時(shí)代，現(xiàn)在仍然大行其道。即使在非常缺水的加利福尼亞州，也是因循這一并不適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的城市水利與用水模式。
目前，美國(guó)的一些城市規(guī)劃專(zhuān)家正在研究在干旱地區(qū)重新進(jìn)行規(guī)劃，打造海綿城市。在加州，80%的地方是極度干旱地區(qū)。當(dāng)?shù)氐囊恍┏鞘幸?guī)劃者在設(shè)想如何將傾盆大雨留下，變成飲用水和灌溉用水，把城市打造成像海綿一樣，可以有效吸收雨水。
美國(guó)不僅重視工程措施，而且還制定了相應(yīng)的法律法規(guī)支持雨水利用。比如 《雨水利用條例》就規(guī)定新開(kāi)發(fā)區(qū)的暴雨洪水洪峰流量不能超過(guò)開(kāi)發(fā)前的水平。這些法律法規(guī)限制雨水直接排放與流失，控制雨水徑流的污染，并且對(duì)直接排放雨水收取排放費(fèi)，要求或鼓勵(lì)公民和企事業(yè)對(duì)雨水的截流、貯存、利用或回灌地下，用以改善正在被破壞的城市水環(huán)境與生態(tài)環(huán)境。
日本雨水收集
位于日本東京都墨田區(qū)的兩國(guó)國(guó)技館是大型公共設(shè)施利用雨水的先驅(qū)。1985年國(guó)技館遷到墨田區(qū)兩國(guó)地區(qū)后，利用8400平方米的大屋頂建設(shè)了雨水利用設(shè)施，最多可收集1000立方米雨水。日常用途包括沖洗廁所等，夏天可以作為冷氣設(shè)備用水，冬季降雪的時(shí)候還可以通過(guò)噴水融化屋頂積雪。
現(xiàn)在，墨田區(qū)政府辦公樓和區(qū)內(nèi)很多建筑都能收集和利用雨水，墨田區(qū)的大街上到處都有雨水桶或置于地下的雨水罐。收集的雨水平時(shí)用于澆灌花草、灌注孩子們的戲水池、清洗回收的礦泉水瓶、建立家庭菜園等。在有大規(guī)模地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，儲(chǔ)存的雨水經(jīng)過(guò)煮沸或過(guò)濾后，還可以作為應(yīng)急的飲用水。
日本雨水收集詳細(xì)介紹：
日本城市雨水利用主要有三種方式：調(diào)蓄滲透；調(diào)蓄凈化后利用，利用人工或天然水體（塘）調(diào)蓄雨水；提供環(huán)境用水和改善城市、住區(qū)和公園等場(chǎng)所的水生態(tài)環(huán)境。三種方式都有很多成功的實(shí)例。如在城市屋頂修建利用雨水澆灌的“空中花園”；在建筑中設(shè)置的雨水收集利用與中水道工程共同發(fā)揮作用；東京、福岡、大阪和名古屋大型棒球場(chǎng)的雨水利用系統(tǒng)，集水面在1.6-3.5萬(wàn)m2,蓄水池容積l000~2800m3,經(jīng)過(guò)砂濾和消毒后用于沖洗廁所和綠化，每個(gè)系統(tǒng)年利用雨水量在3萬(wàn)m3以上，等等。
日本于1963年開(kāi)始在城市興建滯洪和儲(chǔ)蓄雨水的蓄洪池，已將蓄積的雨水作為部分城市雜用水進(jìn)行噴灑路面、灌溉綠地等。早在1980年， 日本就開(kāi)始在公共場(chǎng)所采用各種有效的滲透設(shè)施推行雨水貯留滲透計(jì)劃。在1992年，日本頒布了“第二代城市下水總體規(guī)劃” ，正式將雨水收集和利用作為城市總體規(guī)劃的組成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置雨水就地下滲設(shè)施。
經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)對(duì)東京附近20個(gè)主要降雨區(qū)22萬(wàn)m2 長(zhǎng)達(dá)5年的觀測(cè)和調(diào)查，通過(guò)一系列的雨水收集和利用發(fā)現(xiàn)：在平均降雨量69．3mm的地區(qū)，平均流出量降低到原來(lái)的14．5%，流出率由51．8%降低到5．4%。在東京的人行道部分采用了透水性柏油路面。雨水通過(guò)透水性柏油路面入滲到地下，經(jīng)過(guò)收集系統(tǒng)處理后加以利用。日本商人已將雨水作為商品出售給阿拉伯聯(lián)合 酋長(zhǎng)國(guó)。該國(guó)每年的雨水進(jìn)口量大約為2000萬(wàn)m3，主要用于農(nóng)作物灌溉。對(duì)于阿拉伯國(guó)家來(lái)說(shuō)，進(jìn)口雨水比淡化海水所花費(fèi)用要低得多。
越來(lái)越多的日本地方政府開(kāi)始鼓勵(lì)建設(shè)能夠利用雨水的設(shè)施。如在日本大阪穹頂體育館設(shè)置了最大能儲(chǔ)存3400立方米雨水的儲(chǔ)水槽，主要用于沖洗廁所和澆灌植物，其每年雨水利用量相當(dāng)于每年用水總量的約35％。日本各地的穹頂體育館大部分都采取了類(lèi)似的利用雨水措施。
新加坡政府的計(jì)劃是最終把集水區(qū)的面積擴(kuò)大到全島面積的90%，以“采集每一滴雨水”。目前新加坡雨水收集系統(tǒng)長(zhǎng)達(dá)6500多千米，將分布各地的集水區(qū)收集的雨水，注入各大蓄水池以備后用。進(jìn)入蓄水池的水，經(jīng)水廠(chǎng)處理后進(jìn)入供水管網(wǎng)，新加坡政府在全島范圍內(nèi)大興水利設(shè)施，修建蓄水庫(kù)和蓄水池。同時(shí)在所有的城市道路和街道兩旁以及所有的居民住宅區(qū)修建蓄水管道，把雨水收集起來(lái)，然后加以利用。
新加坡的雨水收集系統(tǒng)能將80%的降雨量轉(zhuǎn)化為飲用水，僅此一項(xiàng)就滿(mǎn)足當(dāng)?shù)鼐用?/font>30%以上生活用水需求。
新加坡雨水收集詳細(xì)介紹：
新加坡作為一個(gè)雨量充沛的熱帶島國(guó)，其最高年降雨量在近30年間呈持續(xù)上升趨勢(shì)，卻鮮有城市內(nèi)澇的情況發(fā)生。這一切要?dú)w功于設(shè)計(jì)科學(xué)、分布合理的雨水收集和城市排水系統(tǒng)。
首先，預(yù)先規(guī)劃城市排水系統(tǒng)。新加坡通常在進(jìn)行地面建筑的建設(shè)之前，會(huì)事先規(guī)劃和設(shè)計(jì)好該建筑的地下和地面排水系統(tǒng)，因此每一棟建筑，包括人行道、馬路周邊都分布有一定數(shù)量的排水渠。這些排水渠與城市的主要排水系統(tǒng)相連，形成了遍布全島的城市雨水收集、排放網(wǎng)絡(luò)，保證了大量雨水能夠及時(shí)、快速地排出。同時(shí)，建筑物本身的雨水收集和排放系統(tǒng)也相當(dāng)完善。以新加坡的政府組屋為例，樓頂、走廊、樓梯間等重要部位均設(shè)有雨水收集管。雨水可由此排至建筑外的排水溝渠,隨后匯入城市主排水管道。在細(xì)節(jié)方面，新加坡的地面排水溝渠往往設(shè)有多個(gè)接入城市主排水管道的連接口，既確保了排水的通暢，也防止水溝過(guò)深。此外，在新加坡的地下主排水管道內(nèi)均安裝有電子監(jiān)控系統(tǒng)，相關(guān)工作人員可實(shí)時(shí)監(jiān)控管道內(nèi)的情況，如管道內(nèi)水位、流量，以及是否有垃圾阻塞問(wèn)題等，以便及時(shí)處理。
其次，加強(qiáng)雨水疏導(dǎo)，建立大型蓄水池。經(jīng)由城市雨水收集系統(tǒng)收集到的雨水最終將匯入新加坡城市周邊的17個(gè)大型蓄水池，而這些大型蓄水池也是新加坡解決雨水疏導(dǎo)和城市內(nèi)澇問(wèn)題的關(guān)鍵所在。在新加坡17個(gè)大型蓄水池中，濱海蓄水池?fù)碛行录悠氯珖?guó)最大，也是最具城市化的集水區(qū)，集水面積達(dá)1萬(wàn)公頃，相當(dāng)于新加坡國(guó)土面積的六分之一。濱海蓄水池由長(zhǎng)350米的濱海堤壩與海水相隔而成。濱海堤壩設(shè)有9個(gè)冠形閘門(mén)。當(dāng)大量雨水至蓄水池內(nèi)水位較高而海水處于低潮時(shí)，閘門(mén)會(huì)降下，使過(guò)量的雨水傾瀉入海。而當(dāng)蓄水池內(nèi)水位較高且海水處于漲潮狀態(tài)時(shí)，亦可通過(guò)巨型排水泵將過(guò)量的雨水排入海洋。當(dāng)濱海堤壩的7個(gè)巨型排水泵同時(shí)啟動(dòng)，整個(gè)排水過(guò)程只需要9秒鐘。新加坡濱海堤壩有效減緩了牛車(chē)水、駁船碼頭、惹蘭勿剎及芽籠等城市低洼地區(qū)的局部?jī)?nèi)澇現(xiàn)象，這一工程曾在國(guó)際環(huán)境工程比賽中獲獎(jiǎng)。
第三，建立嚴(yán)格的地面建筑排水標(biāo)準(zhǔn)。為確保在雨量激增情況下，能夠?qū)⒂晁皶r(shí)排出，新加坡公用事業(yè)局?jǐn)?shù)次修訂和提高地面建筑排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，要求所有新建筑物必須提高防水門(mén)檻的高度。其中，一般建筑（不含地下層）的最低平臺(tái)高度必須比路面高出30厘米或高出最高淹水水位60厘米。有地下層的商業(yè)或住宅項(xiàng)目，最低平臺(tái)高度必須比路面高出60厘米或高出最高淹水水位60厘米。所有通往地下設(shè)施（停車(chē)場(chǎng)、地道、地下層等）的進(jìn)出口都必須設(shè)最低路脊高度。特別是地下設(shè)施，如地鐵站、大型商業(yè)或住宅項(xiàng)目，最低路脊高度必須比最低平臺(tái)高度高出30厘米。除此之外，還規(guī)定凡占地面積超過(guò)2000平方米的建筑項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)商必須建造容積為12立方米的地下儲(chǔ)水池。開(kāi)發(fā)商為建筑物安裝的儲(chǔ)水或“吸水”設(shè)施須能“困住”25%至35％的地面徑流，以減少暴雨對(duì)建筑物造成的負(fù)擔(dān)。
經(jīng)過(guò)多年努力，新加坡利用河流建造了17個(gè)蓄水池，如今新加坡共有17個(gè)蓄水池（庫(kù)）和1個(gè)在下暴雨時(shí)防洪的雨水收集池系統(tǒng)。目前，全國(guó)集水區(qū)面積占總土地面積的50%，還將繼續(xù)增加到2/3的面積。全國(guó)幾乎變成了一個(gè)巨大的水庫(kù)，以往的貧水狀況得到了徹底的改觀。；例如在新加坡河的出海口濱海灣建造一個(gè)大壩，將河水和海水分開(kāi)，形成一個(gè)龐大的淡水湖，緩解缺水的難題，此工程為“世界五大供水工程”之一。
20世紀(jì)末開(kāi)始，瑞士在全國(guó)大力推行“雨水工程”。這是一個(gè)花費(fèi)小、成效高、實(shí)用性強(qiáng)的雨水利用計(jì)劃。通常來(lái)說(shuō)，城市中的建筑物都建有從房頂連接地下的雨水管道，雨水經(jīng)過(guò)管道直通地下水道，然后排入江河湖泊。瑞士則以一家一戶(hù)為單位，在原有的房屋上動(dòng)了一點(diǎn)兒“小手術(shù)”：在墻上打個(gè)小洞，用水管將雨水引入室內(nèi)的儲(chǔ)水池，然后再用小水泵將收集到的雨水送往房屋各處。瑞士以“花園之國(guó)”著稱(chēng)，風(fēng)沙不多，冒煙的工業(yè)幾乎沒(méi)有，因此雨水比較干凈。各家在使用時(shí)，靠小水泵將沉淀過(guò)濾后的雨水打上來(lái)，用以沖洗廁所、擦洗地板、澆花，甚至還可用來(lái)洗滌衣物、清洗蔬菜水果等。
瑞士雨水收集詳細(xì)介紹：
瑞士是世界上最富裕的國(guó)家之一，同時(shí)也可謂是世界上最節(jié)省的國(guó)家之一。瑞士并不缺水，境內(nèi)湖泊眾多，有1484個(gè)，最大的日內(nèi)瓦湖面積約581平方公里。但瑞士政府一向提倡節(jié)約用水，鼓勵(lì)民眾在下雨時(shí)吸水、蓄水、凈水，使雨水得到循環(huán)利用。
如今在瑞士，許多建筑物和住宅外部都裝有專(zhuān)用雨水流通管道，內(nèi)部建有蓄水池，雨水經(jīng)過(guò)處理后使用。一般用戶(hù)除飲用之外的其他生活用水，用這個(gè)雨水利用系統(tǒng)基本可以解決。瑞士政府還采用稅收減免和補(bǔ)助津貼等政策鼓勵(lì)民眾建設(shè)這種節(jié)能型房屋，從而使雨水得到循環(huán)利用，節(jié)省了不少水資源。
在瑞士的城市建設(shè)中，最良好的基礎(chǔ)設(shè)施是完善的、遍及全城的城市給排水管道和生活污水處理廠(chǎng)。早在17世紀(jì)，瑞士就已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、暴露在道路表面的排水管道，迄今在日內(nèi)瓦老城仍然能看到這些古老的排水道。從1860年開(kāi)始，下水道已經(jīng)被看做是公共系統(tǒng)重要的組成部分，瑞士的城市建設(shè)者開(kāi)始按照當(dāng)時(shí)的需要建造地下排水系統(tǒng)。瑞士今天的地下排水系統(tǒng)則主要修建于二戰(zhàn)后。當(dāng)時(shí)，瑞士出現(xiàn)了大規(guī)模的城市化發(fā)展，誕生了很多衛(wèi)星城市。在這一時(shí)期，瑞士制定了水使用和水處理法律，并開(kāi)始落實(shí)下水管道系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃。
在瑞士，日常生活污水和雨水是通過(guò)不同的管道進(jìn)行處理的。早在140年前，蘇黎世就建立了污水凈化設(shè)施。生活污水通過(guò)單獨(dú)的管道流到污水處理站，進(jìn)行凈化處理，未經(jīng)收集的雨水則通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理后流入湖水或其他自然水體。污水和雨水流入不同的管道，含有大量油污的廚房污水就不會(huì)流入雨水管道并堵塞管道，應(yīng)該說(shuō)這在一定程度上有利于避免大規(guī)模降水時(shí)造成的城市洪澇現(xiàn)象。
由于瑞士城市里下水口密布，排水管道設(shè)置合理，污水處理系統(tǒng)遍布全城，再加上一些古老的下水道至今仍能發(fā)揮作用，因此瑞士的地下排水系統(tǒng)基本可以應(yīng)對(duì)排水的需要，城市里很少發(fā)生洪澇現(xiàn)象。
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