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降水工程如何应对城市化带来的水资源压力

更新时间:2025-07-15 11:25:37 点击次数:18 次

  城市化进程中,人口聚集、不透水面增加、产业扩张等因素导致水资源供需矛盾加剧(如地下水超采、地表径流污染、雨季内涝与旱季缺水并存)。黑龙江降水工程作为水资源管理的核心环节,需从“被动排水”转向“主动利用+生态调节”的综合模式,通过以下措施应对水资源压力:

  一、优化降水收集与利用:将雨水转化为“第二水源”

  城市化导致天然渗透减少(不透水面占比可达60%-80%),需通过工程手段回收雨水,补充水资源。

  源头分散收集系统

  城市建筑与小区:在屋顶安装雨水收集装置(如檐沟+过滤池),收集的雨水经简单处理(沉淀、过滤)后用于绿化灌溉、冲厕、洗车(可满足小区30%-50%的非饮用水需求)。

  道路与广场:采用透水性铺装(透水砖、透水沥青),雨水通过铺装缝隙渗入地下蓄水池(位于路基下方),同时减少地表径流。例如,德国柏林的“海绵街道”通过透水路面每年回收雨水约20万立方米,用于周边公园灌溉。

  公共绿地与公园:建设下凹式绿地(比周边路面低5-10cm)、植草沟(坡度1%-3%),使雨水自然汇入并渗透,多余雨水流入调蓄池,形成“渗、滞、蓄”一体的收集系统。

  集中式雨水调蓄工程

  在城市低洼区域、河道沿岸建设雨水调蓄池(容积根据汇水面积计算,通常按50年一遇暴雨设计),例如:上海临港新城的雨水调蓄湖可储存雨水80万立方米,旱季时用于补充河道生态用水。

  结合城市水系(如人工湖、湿地公园),将调蓄池与水系连通,形成“蓄用结合”的水循环系统,既缓解内涝,又增加可用水资源。

  雨水净化处理技术

  针对初期雨水(前15-20分钟径流,污染浓度高),采用预处理设施(如弃流井、格栅)去除泥沙、垃圾;

  后续通过人工湿地、生物滤池等生态工艺净化,使水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920)标准,用于市政绿化、道路清扫等。


黑龙江降水工程


  二、控制地下水开采:通过降水工程修复水生态

  城市化常依赖地下水满足供水需求,导致地面沉降、漏斗区扩大(如华北平原部分城市地下水超采达100亿立方米/年)。降水工程需配合地下水保护措施:

  减少地下水抽取,用雨水/再生水替代

  在地下水超采区,禁止新建地下水井,逐步关闭现有井,改用雨水收集系统+再生水厂供水(如北京通州副中心通过雨水回用,减少地下水开采量15%)。

  地下水回灌工程

  将净化后的雨水(或处理达标后的再生水)通过回灌井、渗渠等注入地下含水层,补充地下水。例如:美国洛杉矶通过“雨水回灌计划”,每年回灌地下水超1亿立方米,缓解了地下水位下降问题。

  回灌需严格控制水质,避免污染地下水(需符合《地下水质量标准》GB/T 14848Ⅲ类标准)。

  三、生态化降水排放:缓解内涝与水质污染

  城市化破坏了天然水文循环,雨季易引发内涝,且径流携带污染物(如油污、化肥)进入水体,加剧水质恶化。需通过生态工程优化排放过程:

  构建“海绵城市”排水体系

  低影响开发(LID)设施:在城市道路两侧建设植草沟、雨水花园,在商业区设置渗透井,使70%以上的降雨就地消纳和利用(国家海绵城市建设要求)。例如:深圳光明新区通过LID改造,雨水径流系数从0.7降至0.4,内涝频次减少60%。

  河道生态化改造:拆除硬化河道堤岸,恢复自然弯曲形态,种植水生植物,增强河道的调蓄能力和自净能力。例如:成都锦江治理中,通过拓宽河道断面、建设生态驳岸,防洪标准从20年一遇提升至50年一遇,同时净化了入河水质。

  初期雨水污染控制

  在雨水排放口设置截污挂篮、旋流分离器等设施,拦截径流中的悬浮物、油污;

  建设初期雨水调蓄塘,将污染最严重的前20分钟径流暂存,经处理后再排放或回用(可去除80%以上的COD、SS等污染物)。