温州主城区雨水的收集和利用探讨_开题报告

一、课题的研究背景

近年来，我国城市出于高速扩张期，在城市快速发展建设进程中，原来的农田、绿地、坑塘变成了街道、建筑和道路，使得城市区域内不透水面积大幅增加，改变了水环境的自然循环过程。城市内河水系不断萎缩、河湖富营养化不断加重、水环境质量不断恶化，城市水生态系统不断衰退，人居环境品味不断下降。城市水生态系统已成为城市发展的制约因素，主要表现在以下几个方面：

（一）城市水资源短缺，制约了城市的发展。城市规模的急剧扩大，居民生活、工业生产和服务业用水量增加的要求不断加大，“资源型”缺水日益突出。

（二）城市防洪排涝安全得不到保障。长期以来，我国城市防洪标准不高，洪涝灾害始终是城市的心腹之患。

（三）城市水环境质量严重恶化。城市生活污水和工业废水排放量有增无减，面污染控制不力，加剧城市河湖水体水质恶化，造成水生态系统功能退化。

（四）水景观不被重视，城市水面面积严重不足，调节气候的作用逐渐消失，市区“热岛”、“雨岛”效应加剧。

（五）城市水资源管理混乱，水资源利用程度和效率较低。传统的城市排水系统采取“尽快排除了事”的原则，造成水资源单向流动，“随用随弃”，直接将未加处理的雨水、污水排放至水体引起地表水、地下水严重污染，造成大量“水质型”浪费；同时，大部分城市不能分质用水，城市市政用水直接取自自来水水源，造成城市清洁水资源短缺，城市用水矛盾更为突出。

在上述大背景下，加强水资源管理、开源节流是实现城市水资源持续开发和永续利用的关键。城市雨水资源化利用作为一种潜在水资源，也是一条治理污染、解决水危机的必由之路。因此，对城市水资源进行综合利用，积极稳妥地开展雨水利用工作是十分必要的。

二、研究意义

温州市濒临东海，有大小河流150余条，水资源在数量上较丰富。据市水利部门估算，全市水资源总量为141.13亿立方米，人均占有量约2240立方米。在水资源中，地表水资源为111.85亿立方米，地下水资源29.28亿立方米。由于地质地貌等因素影响，水资源在地区的分布上并不均衡，其中山地丘陵约75.04亿立方米，占全市地表水总量67%；东部平原地区约36.68亿立方米，占全市地表水总量32.8%；而海岛仅占0.2%。

随着人口的增长和社会经济的发展，水资源的不均衡与匮乏在一定程度上有所增加，成为制约温州市进一步发展的限制性因素。大量道路楼房的建设、路面硬化、不透水面积大幅度增加，致使相同降雨条件下，径流系数增大，洪峰提前，对城市排水和河道行洪构成巨大的压力。

合理利用雨水资源既能缓解缺水局面，又能减少暴雨径流带来的伤害。在确保安全的基础上，对雨水资源进行科学合理充分的运用，尽最大可能蓄滞雨洪，实现雨水资源化，重新配置水资源，是解决温州市水资源矛盾的一个有效途径。

三、国内研究现状

在我国古代就已经存在雨水的收集利用，在秦代时期就存在修建池塘来蓄雨水的历史记载，西北部的水窖也有着非常悠久的历史。北京市的团城、故宫以及太庙等古建筑区，早在公元1400年就采用了独特奇妙的地面涉水设计和雨水采集工程，大量古柏及其他参天大树之所以千年茂盛不衰就得益于雨水的利用，这是我国古人的用水智慧。

我国现代城市的雨水利用技术研究和应用始于20世纪90年代末期，近十年发展较快，许多大中城市的雨水利用技术和水平已经显示出良好的发展势头。在北京、上海等大城市已经出现了以城市雨洪利用为主旨的绿色城市排水系统的实践案例，但大都集中于广场、公园及步道，并没有形成规模化。北京2008年奥运会的相关场地就充分体现了“绿色奥运”的精神，北京奥林匹克公园景观工程就考虑到了水资源的循环利用，把雨洪控制与利用纳入了实际的建设中，实现了雨水资源化利用，其中雨洪利用系统包括排水管、渗排管、雨洪检查井、雨洪汇集井等；国家体育场“鸟巢”采用了雨水与中水联合利用的设计方案，收集屋面和地面雨水，存储处理后补充中水水源。国家游泳中心“水立方”实施了屋面雨水收集利用工程，减少了排入市政雨水管道的雨水量。2010年上海世博会最重要的场馆之一世博中心在设计过程以美国绿色建筑认证评分体系（LEED）标准作为指导原则，采用了标准体系中针对新建和重大改建建筑的LEED-NC 2.2标准，将世博中心建成真正意义上的绿色建筑；世博轴的每一个“阳光谷”也充分体现了雨水利用的理念，雨水顺着广口花瓶状的玻璃幕墙，流入地下二层的积水沟，再汇集到7000立方米的蓄水池，经过处理后实现水的再利用，满足世博园内的用水需求。

目前，以绿色雨水控制为核心的海绵城市建设工程已经在我国多个城市展开。“海绵城市”是使城市像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面有良好的“弹性”，通过下雨时吸水、蓄水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，实现“自然积存、自然渗透、自然净化”三大功能。“海绵城市”建设可有效地解决城市水安全、水污染、水短缺、生态退化等问题。2013年12月12日，习近平总书记在中央城市化工作会议上，强调“城市要优先考虑把有限的雨水保留下来、优先考虑更多地利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。因此，海绵城市建设是落实生态文明建设的重要举措，是实现修复城市水生态、改善城市水环境、提高城市水安全等多重目标的有效手段，应科学谋划并将其付诸实践。

四、国外研究现状

20世纪70年代以前，城市雨水管理在快速、高效的工程排水原则下，着眼于快速将雨水从城市范围内排除，扩大雨水管道和城市河道横断面、减小粗糙度或开发分洪渠道等被认为是解决雨洪问题最有效的方法。但从20世纪70年代以来，因全球范围内水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁，国际雨水资源管理的理念发生了显著变化，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水管理的重要内容。美国、德国等许多发达国家和地区在城市开展了不同规模的雨水利用研究，取得了许多宝贵的经验。

（一）美国

美国是一个法制国家，对雨水资源的科学利用和管理有完善的法规制度。自1972年以来，制订的联邦水污染控制法（FWPCA）、水质法案（WQA）和清洁水法（CWA）均强调了对雨水径流及其污染控制系统的识别和管理利用。

美国是一个地域辽阔、资源丰富的国家，对水资源的保护极为重视，在雨水利用技术上，尤其重视利用雨水对地下水资源的开发利用和养护。以提高天然入渗能力为目的，美国在很多城市建立了屋顶蓄水和由入渗池、入渗井、草地、透水地面组成的地表回灌系统，并制定了相应的雨水利用法律法规对雨水利用给予支持。如美国加州富雷斯诺市的Leaky Areas地下回灌系统，1971～1980年地下水回灌总量为1.338×108m3，其年回灌量占该市年用水量的20%。如科罗拉多州（1974）、佛罗里达州（1974）和宾夕法尼亚州（1978）分别制订了雨水利用条例，这些条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平。

美国俄勒冈州波特兰市作为城市雨洪管理的先驱城市，拥有美国最成熟、最综合的绿色基础设施计划，随着时间的推移，多组合的政策和方案都取得了较大的成就，利用丰富的技术方法，如花槽、雨水花园、洼地、透水铺装、雨水收集、绿色街道等，贯穿于波特兰市的各停车场、学校、个人企业、政府机关和公共开放空间。

总之，美国对雨水利用的突出特点是法制完善、管理到位，重视城市防洪和雨洪利用，重视雨水利用的多重效益，注重全民雨水利用的宣传教育和鼓励，体现的是一种全民普及科学利用雨水战略模式，对雨水的利用到达了全新的高度。

（二）德国

德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一，已经进入雨水商品化高科技卡法利用模式时代。从20世纪80年代至今，其雨水管理思想有了较大转变，1989年雨水利用设施标准的出台标志着第一代雨水利用技术的成熟，在经历了1992年自控技术的提升后，目前的雨水利用技术正处于设备集成化的第三代发展阶段。目前德国的雨水利用技术已经进入标准化、产业化阶段，市场上有成熟的雨水收集、过滤、储存、渗透产品。从技术和管理的角度看，德国在雨水管理领域已形成了较完备的管理框架和技术支撑体系。德国的城市雨水利用方式有3种：①屋面雨水集蓄系统。集下来的雨水经过简单的处理后，使其达到杂用水水质标准，用于厕所冲洗、庭院浇洒、工业冷却等。②雨水截污调蓄与渗透系统。将道路雨水通过渗透补充地下水，或通过下水道排入沿途大型蓄水池，再进入污水厂处理排放。③生态小区雨水利用系统。在小区沿排水道修建渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗。

五、课题研究内容

通过对温州市雨水资源利用管理情况的调查和总结，结合国内外城市雨水资源管理技术，开展温州市雨水资源生态学管理模式研究。主要课题研究内容如下：

（一）城市雨水资源生态学管理理论技术体系

研究城市化对水文、水环境效应；城市雨水生态机理；城市雨水管理技术体系构成。

（二）温州市雨水资源特性和潜力

分析温州市年、月、日降雨特征变化；城市化对降雨径流特征影响分析；城市雨水资源化潜力分析。

（三）温州市雨水资源利用与管理模式

选取温州市雨水资源利用典型区域，开展温州市主城区雨水资源就地利用模式研究。

六、实验方案

    本课题涉及城市水文、水环境、水生态以及城市规划管理等相关领域，以温州市主城区雨水利用为背景，开展温州市雨水资源生态学管理模式研究。由理论入手，分析现状问题，归纳、对比、分析，对不同技术进行分析总结，重点把握温州市主城区内雨水收集与利用的各种方法，来建设主城区内良性的生态水环境系统。在此基础上，有针对性地提出构建温州市主城区雨水收集与利用系统的设计方案。

B. ^范文提纲格式

一、引言

（一）研究背景、目的及意义

1.研究背景

2.研究目的

3.研究意义

（二）国内外雨水收集和利用的研究现状

1.国外雨水收集利用的研究现状

2.我国雨水收集利用的研究现状

3.温州主城区雨水利用现状

二、城市雨水收集利用基础性研究

（一）温州主城区区域位置及自然环境特点

1.自然地理概况

2.社会经济概况

3.水资源及雨水资源概况

（二）温州主城区雨水收集利用的必要性

1.城市水环境系统存在的问题

2．雨水收集利用的必要性

（三）温州主城区雨水收集利用的可行性

1.雨水水质的分析

2.城市雨水利用对雨水水质的要求

3.雨水利用的可行性

三、温州主城区的雨水收集技术

（一）屋面雨水收集

1.温州主城区屋面雨水收集影响因素

2.温州主城区屋面雨水收集系统

（二）小区道路、广场雨水收集

1.温州主城区路面雨水收集影响因素

2.温州主城区小区道路、广场雨水收集系统

（三）绿地对雨水的渗透蓄积作用

1.温州主城区绿地渗透的主要影响因素

2.绿地对雨水的渗透净化作用

四、温州主城区的雨水利用技术

（一）雨水蓄积利用

（二）雨水回渗地下水

（三）雨水的调蓄排放

（四）雨水利用系统

五、结论与展望

（一）结论

（二）展望

C. 参考文献

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