浅析文成某住宅小区的雨水收集利用的现状_开题报告

一、文献综述

（一）课题的研究背景和意义

文成县是浙江省温州市下辖的六个县之一，位于浙江省南部山区，总面积1292.16平方公里，是典型的山地地貌，素有“八山一水一分田”之称。文成县属亚热带海洋季风气候，年平均气温为14℃-18.5℃，多年年平均降雨量为1884.7毫米。水利资源得天独厚，开发利用以水利发电为主，水能蕴藏量达50万千瓦，可开发资源42.29万千瓦，居温州市第一位，全省第五位。

随着2011年，我国城镇化建设加速，目前全县常住人口达到41.3万人，城镇化率达到55%，距离我国发展规划到 2035 年基本达到75%城镇化水平仍有较大差距。由于城镇化水平的不断提高，城市下垫面的不透水地面面积也随之高速增长，特别是台风暴雨来袭时，城区极易引发洪涝灾害；同时住宅小区作为城市居民活动较为频繁区域之一，其日常用水量巨大。因此，对文成县住宅区雨水利用进行研究，可以缓解淡水资源日趋紧缺的局面，符合文成县建设国家生态文明建设示范区的绿色发展、循环发展、低碳发展目标要求。通过对文成县住宅区的雨水利用研究可以在一定程度上为今后文成县如何合理利用雨水资源提供参考。为早日在实践中摸索出适合文成特点的雨水利用方案并在县内推广雨水利用工程提供参考。

（二）课题国内外研究进展

根据相关资料文献，现代意义上的雨水回收利用始于20世纪80到90年代，德国、英国等一些发达国家对关于雨水回收利用技术趋于成熟，相关法律规范比较完善。国内的雨水管理系统在北京、上海等城市进行了示范推广，但从总体上来说，我国城市雨水利用系统建设尚处在起步阶段。

1国外研究现状

雨水作为一种极有价值的水资源，对雨水进行有效的管理是缓解城市水资源危机、维持水生态系统平衡的重要战略和措施。现代意义上的雨水回收利用始于20世纪80到90年代。国际雨水收集利用协会（IRCSA）自1991年成立起，每两年举办一次交流大会，随着各国之间交流与合作的不断加深，雨水利用技术和信息也得到了很好的传播和发展。目前，欧洲、美国、日本等发达国家的雨水回收利用技术趋于成熟，相关法律规范比较完善。

1.1德国

德国是世界上城市雨水收集利用最发达的国家之一，1989 年就颁布实施了第一代雨水利用规范《雨水利用设施标准》。并对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计施工、运行管理、过滤、调蓄控制和监测等方面制定了相关标准要求：降水不能直接排放到公共管网中（除特定情况外），城市开发要实现“排放量零增长”[1]。目前，德国已形成了以设备的集成化为特征的第三代雨水利用技术，各项雨水利用技术均已达到世界领先水平。例如德国盖尔森基兴的日光村，由于小区路面为硬质地面，雨水无法入渗，因此除了采用单户雨水收集利用技术外，为了更有效地利用雨水，通过管道引入小区中心的渗水池，然后利用渗水池改善小区的微气候，补充涵养地下水[2]。

1.2.美国

美国对于雨水的收集利用主要体现在提高雨水的直接入渗能力。20世纪90年代初，美国在BMP的基础上提出了最新的理念“低影响开发”（LID），通过入渗、过滤、蒸发等方式模拟自然水文条件，使得区域开发后的水文特性与开发前一致，进而实现减少径流量，降低径流污染负荷、保护受纳水体的目标，通过工程和非工程措施相结合的方法，进行雨水的收集和处理，强调非工程的生态技术的开发和应用，强调与植物、绿地、水体等自然条件和景观结合的生态设计，使得雨水利用与生态环境、景观完美结合。例如美国的SW12th绿色大道，该项目采用自然的方式，将原本经过城市管道直接排入威拉米特河的雨水截留，用于人行道和街道侧石边之间的很多“废地”，使之形成收集、滞留、清洁、渗透雨水的管理系统[3]。

1.3.英国

英国政府则强调“可持续排水系统（SUDS）”，就是指根据预防控制、源头控制、场地控制、区域控制的原则，在极端暴雨天气时，改变传统雨水设计的快速排放方式利用，利用可持续的排水系统降低城市发生内涝的可能性，提高地表水的利用率，减少河流的污染、维持或恢复自然水流、改善水资源与美化市容市貌等。英国中部昆顿生态城就是先利用绿色屋顶、低洼地、可渗透人行道、池塘、湿地和芦苇地等收集雨水，再将溢出的水流通过城市中的可持续排水系统进行排放，即对地表水进行更自然地处理与管理，从而有效地降低地表水对水源质量的影响及可能造成洪涝的风险[4]。

1.4.日本

早在1988 年，日本非政府组织“雨水贮留和渗透技术协会”成立，编写了日本的雨水利用指南，为制定雨水利用的相关法律法规提供了依据。日本政府于1992 年颁布了“第二代城市排水总体规划”，即将可渗透路面、雨水渗渠、下凹式绿地、渗透塘正式作为城市规划的组成部分，要求新建、改建的大型公共建筑物必须设置雨水下渗设施[5]。日本“降雨蓄存及渗滤技术协会”经模拟试验得出：在使用合流制雨水管道系统的地区，合理配置各种入渗设施的设置密度，强化雨水入渗，使降雨以5mm/h的速率入渗地下，可使该地区每年排出的BOD总量减少50％[6]。同时，雨水利用补助金制度也为有效地推动了雨水利用工作的发展。例如东京墨田区，由于补助金制度的开展，至2002年，该区各种设施累计雨水量达11000立方米[7]。

2国内研究现状

我国是一个严重缺水的国家。据2015年中国水资源公报统计，我国水资源总量为27962.6亿m3，约占全球水资源的百分之六，位居世界第四，仅次于俄罗斯、加拿大与巴西；但由于我国的人口基数较大，人均淡水资源占有量仅为世界平均水平的 1/4，是全世界 13个人均水资源最匮乏的国家之一。随着我国城市化进程的发展，我国水资源面临着严峻的问题。城市雨水的资源化利用越来越受到人们的关注。我国城市雨水利用具有悠久的历史[8]，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透水设计和雨水采集工程，大量古柏及其他参天大树之所以能够千年茂盛不衰就得益于雨水的利用。但真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却从20 世纪80 年代开始，并于90 年代发展起来的。例如甘肃省实施的“121 雨水集流工程”、内蒙古实施的“集雨节水灌溉工程”、宁夏实施的“小水窖工程”、陕西实施的“甘露工程”等[9、10、11]。

由于缺水形势严峻，北京走在了全国的前列， 2000 年便启动了“城市雨洪控制与利用”工程。此后相继出台了了《雨水集蓄利用工程技术规范》、《关于加强建筑工程内雨水资源利用的暂行规定》等条例。建成了北京西华区花嘉小学与景观工程、海淀区天秀花园小区雨水利用工程、丰台区工会利用工程等。尤其是把握2008年举办奥运会的契机，北京市在奥运场馆、人行道、广场、庭院、步行街等场所大力推广透水砖的利用。截至2011 年，北京市利用雨水收集利用工程利用雨水已经超过了8 000万立方米[12]。除北京外，杭州、青岛、烟台、上海、南京等多个城市都在进行雨水收集利用方面的探索[13、14、15]，发展势头良好。

随着上述研究的进行，我国陆续出台了相关的标准、规范和手册，其中GB 50400-2006 建筑与小区雨水利用工程技术规范、《绿色建筑评价标准》和《中国生态住区技术评估手册》对推动我国城市雨水利用的发展，规范技术应用和工程实施起到积极的作用。2014年起，随着“海绵城市”建设的推进，城市雨水利用范围扩大至各个试点城市。2016年11月15日，温州市规划局也发布《温州市海绵城市专项规划》（草案）公告：将来，温州将像海绵一样，下雨时能够吸水、蓄水、渗水、控水，需要时又能够将储存的水释放出来加以利用，还能缓解城市内涝，改善城市生态环境；到2020年，20%以上的建成区达到海绵城市建设目标要求。标志着城市治水开始由“工程措施”向“生态措施”转变，温州城市建设将迈上一个新台阶。

城市雨水利用是一个新兴的领域,具有良好的发展前景[16]。它涉及到雨水的收集、处理、利用技术以及城市雨水资源的科学管理等多个方面。城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾、改善城市生态环境、实现水资源可持续利用的重要举措。但就总体而言，国外发达国家的城市雨水利用技术趋于成熟，在不同程度上实现了雨水的利用。就目前情况来看，我国城市雨水利用系统建设尚处于起步阶段，随着全国人民节水意识的增强，相信城市雨水利用技术将会逐步完善起来。

（三）课题研究存在的问题及实验方案

根据2015年温州水资源公报，文成县全年降水量为2291.9毫米，人均水资源拥有量为9138立方米，相较于北方城市，文成县的水资源丰富，所以大部分民众认为没有必要对雨水进行收集，认为其经济效益不大，此外，政策上也没有特别有力的措施，总体上导致住宅区雨水没有得到有效的利用。通过对文成县住宅区的雨水利用研究可以在一定程度上为今后文成县如何合理利用雨水资源提供参考。

现以某小区为例，根据小区规划及文成的降雨情况，模拟不同屋面进行成本和效益的比较分析，从不同角度考虑这两种技术方案的可行性。此次研究分析将利用温州水文网进行文成降雨情况的资料收集，以查找规划资料及实地访查的形式对小区情况进行收集了解，同时根据相关的设计要求确定模拟绿色屋面的相关参数。

本次分析将以如下步骤进行：

（1）借鉴国内外收集利用雨水的成功范例，进一步研究探讨雨水收集和利用的方法。

（2）根据文成县2012-2016年的降雨量，以文成县某住宅小区为例进行雨水收集和利用的现状分析，分析该住宅区雨水资源潜力。

（3）以该小区为例，将拟设计的绿色屋面的雨水利用作为模式一，与普通屋面的雨水利用为模式二进行比较。对绿色屋面雨水的利用所产生的直接与间接经济价值进行计算。对两种屋面雨水利用方案进行了成本和效益分析，并从不同角度考虑两种技术方案的可行性。

二、^范文提纲

一、 绪论

（一） 研究背景及研究区域概况

1 研究背景

2 研究区域概况及地质特点

3 文成县气候及降雨特点

4 文成县住宅区雨水资源潜力

（二） 城市雨水资源化利用研究概况

1 城市雨水资源化利用概念

2 国外雨水资源利用概况

3 国内城市雨水资源化利用概况

二、 住宅小区不同类型下垫面的雨水利用

（一）住宅区绿地雨水利用方案

（二）住宅区屋面雨水利用方案

（三）住宅区道路雨水利用方案

三、 文成县某住宅区雨水利用现状分析

（一） 小区概况

（二） 住宅区雨水利用计算

1 年雨水收集量

2 杂用水使用量

3 杂用水月水量平衡

（三）绿色屋面雨水利用工艺设计及相关费用

（四）住宅区屋面雨水利用经济效益分析及评价

1绿色屋面建设成本及后期维护成本

2绿色屋面雨水利用的经济效益

3绿色屋面间接经济效益

4绿色屋面雨水利用系统效益

5普通屋面与绿色屋面雨水利用系统效益评价

四、 结论及展望

   

三、参考文献

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[2]李亮. 德国建筑中雨水收集利用[J]. 世界建筑,2002,(12):56-58.

[3]王水浪,包志毅,吴晓华. 城市雨水的可持续管理——波特兰绿色街道的设计及其启示[J]. 山东林业科技,2009,(02):68-71.

[4]张启,董晓峰. 英国生态城镇海绵水系统总体规划分析[J]. 甘肃科技,2016,(23):109-111.

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