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吉木乃县低影响开发理念的引用及节水工程实施策略

来源:学术堂 作者:周老师
发布于:2014-07-15 共3992字
论文摘要

  1低影响开发理念

  低影响开发(Low-Impact Development,简称LID) 理念是20世纪90年代末期由在美国推出的一种城市雨水管理概念,最早在马里兰州开始实施。低影响开发是一种以生态系统为基础,强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念。主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施,对雨水径流进行源头控制,减少雨水径流峰值流量和径流总量,延迟峰值时间,从而能有效降低洪涝灾害发生的频率,减少污染排放,实现开发区域可持续水循环。目前,该方法已在美国、瑞典、新西兰、加拿大、日本、澳大利亚等发达国家得以应用。
  低影响开发理念最初提出的领域是城市雨洪管理,但随着其理念的应用与深化,低影响开发模式的外延在不断的拓展,延伸到城市建设的各个方面。低影响开发理念已上升为城市与自然和谐共生的一种城市发展模式。

  2吉木乃县概况及低影响开发理念的引用

  2.1吉木乃县自然概况

  吉木乃县位于新疆维吾尔自治区西北部,阿勒泰市域西部,准噶尔盆地北缘,萨吾尔山北麓,额尔齐斯河南岸。属大陆性北温带寒冷气候区,降水量少,蒸发量大,气候干燥。全年降水量一般在150~200 mm,个别年份只有60~90 mm,年蒸发量为2 140.3 mm。

  2.2区域水资源危机

  县域境内相对较大的河流有4条,塔斯特河、乌拉斯特河、喀尔交河和乌勒昆乌拉斯图河(中哈界河),但无一条长年性河流。地表水年径流量1.281×108m3,地表水资源人均占有量1 977 m3,为全疆平均水平的1/3,是新疆自治区突出的干旱贫水县。
  全县地表水利用率高于80%,已超过60%的生态警戒线,现有水资源开发利用已接近极限。近年来,全球变暖导致冰山融化、雪线上升,全县唯一的水源地—木斯岛冰山冰川雪线后退5 km,海拔3 000m以下山区阳面已无积雪,阴面仅部分区域有少量积雪。水资源的匮乏导致吉木乃县每年都要发生不同程度的旱灾,生产、生活、生态都受水的桎梏,严重缺水给人类的生存带来了危机。

  2.3节水上升为区域发展战略

  生态环境和水资源现状对吉木乃县的区域发展提出了严峻的挑战,如何将区域仅有的、珍贵的水资源充分、合理、高效的使用,是规划中的一个重要课题。
  在《吉木乃县城市总体规划(2012-2030)》中将区域生态承载力进行量化,尤其是通过水资源承载力研究,合理引导区域产业类型选择、规模发展,将“节水”提升为区域重要的发展战略,予以重点关注。
  城市总体规划在常规市政设施规划中增加了节水工程设计内容,将低影响开发理念引入其中,通过多领域、多手段、多技术的应用,实施区域节水战略。规划在农业生产方式、水资源重复利用、雨水调蓄工程、给排水设计、道路设计、绿化景观设计、绿化树种选择、建筑设计等领域采取相应的技术手段和工程措施,提高区域水资源的利用水平与质量,实现水资源的最优化利用。

  3区域节水工程实施策略

  3.1节水灌溉工程

  在县域范围内普及滴灌技术,对于条件成熟、生产适合地膜覆盖的作物(如小麦、番茄、玉米、辣椒、甜瓜、打瓜、油料等)生产区,可采取膜下滴灌技术。

  3.2再生水利用工程

  规划在污水处理厂建设再生水处理系统,提高工业用水重复利用率,将处理后的再生水用于城市的生产用水、浇洒道路用水、绿化用水及其他市政用水。

  3.3雨水调蓄工程

  县域境内季节性洪水灾害相对严重,春季冰川融水、夏季洪水瞬时径流较大,现状对这部分水资源尚未开发利用。规划在地表径流规模较大的河流周边建设地下雨水调蓄水池,将冰川融水和降水暂时存储,用于农业生产和生态用水。

  4城市节水工程实施策略

  4.1建设雨水调蓄工程

  规划在防洪渠西侧建设地下雨水调蓄水池,并通过管道将调蓄水池进行连接。将冰川融水和降水暂时存储,用于城市绿化及消防用水。

  4.2建设节水型园林绿化

  4.2.1调整种植结构

  除在城市中心广场等较为重要的绿地内保留一定面积的草坪外,其他绿地应根据受光度强弱选栽阳性、阴性植物;根据地势及地下水位高低选栽抗旱、抗涝树种;根据土层厚薄选栽深根性、浅根性树种进行调整,使不同生物学特性的植物在位置、高度、面积上适得其所、适得其量,从而营造一个节水抗旱、自我调节能力强、结构稳定的生态植物群落。

  4.2.2合理选择植物种类,优化植物配置

  植物是城市园林绿化的基础,合理的植物种类选择和配置方式是发展节水型园林的关键所在。乡土树种应成为园林绿化的首选树种,应该大量应用耐旱植物(如松树、柏树等)。耐旱植物的应用,不仅能节约大量水分,降低绿化成本,还能营造独特的景观。如柽柳属,大胆倡导利用野生植被。可以大大降低养护成本,节约水资源。
  在园林植物配置方面,城市园林绿地应该以乔、灌木为主体,以复层植物群落结构为主导,强调绿量和生态效益,杜绝“以草代树”现象,即便是选择草坪,也要选择抗旱性强的草种,这样将会大大节约水源。

  4.2.3大力推广节水型灌溉方式

  在城市园林绿地的灌溉方式上,一方面考虑对天然降水的利用,注重选择渗水性良好的铺装材料;另一方面,在达到浇灌效果的前提下,采用喷灌、滴灌、渗灌等节水型灌溉措施,提高水资源利用率。

  4.2.4充分利用非常规水

  所谓“非常规水”,是指区别于一般意义上的地表水、地下水的水源,包括污水处理回用水、雨水、洪水等。目前城市园林绿化用水多来源于居民生活用水,造成了居民用水与绿化用水的矛盾。在水资源越来越匮乏的今天,园林绿化要继续发展,就必须解决水源问题,而充分利用非常规水是解决这个矛盾的有效途径之一。

  4.2.5利用保水剂

  保水剂是近年来国际上发展起来的全新抗旱节水产品。它是一种功能性高分子聚合物,不溶于水,具有“保水、集水、节水”功能,可有效防止水分下渗或蒸发,减少耗水量或灌溉次数,提高水分利用率,从而提高植物存活率。

  4.2.6加强人力资源管理,提高从业人员的节水意识

  从事园林绿化的工作人员中,有相当一部分对我国水资源匮乏状况不甚了解,尚未意识到节水的重要性。这一方面表现为设计人员在设计中或倾向于大面积草坪、大型水景等一些高耗水的景观,或缺乏对植物生态习性的了解,不能合理地配置植物;另一方面表现为管理部门及管理人员在后期养护中,没有采取有效的节水计划和措施。当务之急应加大宣传力度,提高从业人员的节水意识,使发展节水型园林的观念广泛深入人心。

  4.3绿地雨水的景观化处理

  收集雨水用于景观用水有着积极的作用,在绿地中间开挖雨水收集池,在绿地中央设置水景景观等措施,能很好地提高绿地的观赏效果,同时也做到了节水的目的。在绿地和广场设计中,布置集水池,集水池外围停留空间和绿地向水池设计排水坡度,有效地把雨水收集到集水池中,使整个区域的雨水均排入集水池当中。在集水池中种植滤水、净水能力强的水生植物,过滤雨水,使之用于景观用水。这种设计理念有多方面益处,它首先解决了水资源不足的问题,一方面提高了水的使用效率;另一方面通过生态恢复手段维持水循环过程,以便持续地获得可供利用的水。

  4.4步行道路节水设计

  步行道标高大多比绿地的标高要低,初衷是为了方便解决排水问题,其结果是使得雨水很快的流向硬地排入下水道中,污染了硬地的同时,也淤塞了下水道,道路排走了雨水,加重了绿地植物灌溉的负担。在城市绿地设计中应该使得步行道标高高于草坪,使得雨水能排入绿地中,而通过绿地土壤蓄积雨水,发挥植物较强的蓄水功能,供给植物生长所需的水分,既节约了大量的绿化灌溉用水,同时也减少了清洁的工作量。通过植物、土壤对地表径流的过滤、吸附,去除了雨水中的污染物,使得返还地下的水质得到了保证。步行道路面与绿地处于同一高程时,在路缘石与路面之间设置排水孔,使得雨水排入绿地中,通过景观绿地蓄积雨水。

  4.5城市机动车道的节水设计

  传统机动车道路设计初期在道路两侧设置地下排水沟,在降雨时期,大量的雨水涌人地下排水沟,水资源不能返还地下,造成城市地下水资源的日益匮乏。同时地表径流夹杂着的重金属元素,这些元素来自于汽车尾气,泄漏的汽油等,对城市水体造成很大的污染。在设计中使绿地高程低于道路高程,为机动车道路排水排入绿地创造了可能,通过植物的吸附、过滤,一方面阻隔了污染物,提高了水质,另一方面使大量的雨水资源返还到城市地下水。

  4.6硬地透水性铺装的节水应用

  硬化路面不透水,使得降雨时雨水对地下水的补充完全被阻断,使城市缺水现象变得更为严重,加重城市扬尘污染。另外雨水横流时会溶入大量城市污染物,进一步造成水污染并且助长城市热岛效应的形成。
  鉴于以上问题要尽量减少运用硬化路面及铺装,尽量应用透水性沥青混凝土铺装、透水性水泥混凝土铺装、透水透气的步道砖、疏松的粒料铺装、经防腐处理的木板铺地、石材铺地以及可渗透的强力草皮或空心铺装格。由于以上材料良好的透水性、保水性,下雨时雨水会自动渗透到铺装下直到地表,还有一部分水保留在铺装里面,雨水不会像在水泥路面上一样四处横流。天晴时,渗入铺装下或保留铺装里面的水会蒸发到大气中,起到调节空气湿度、降低大气温度、消除城市“热岛”的作用。

  4.7采用节能节水建筑

  随着近年来城市建筑业突飞猛进发展,在城市总用水量中,建筑内部用水的所占的比例逐年增加,使得建筑的节水节能问题不容忽视,因此在建筑设计过程中要统筹考虑,全面规划,强调供水的安全可靠性的同时,设计中不要造成不必要的水电浪费,在设计中运用科学合理的建筑节水节能理念:
  1)充分合理利用市政给水管网的供水压力;2)注意生活给水管道中减压节流的措施使用;3)消防水池的节水节能措施;4)集中供热系统减小或消除冷水量的浪费;5)采用节水节能型卫生器具和配水器材;6)建筑造型及建筑屋顶利于雨水系统收集。

  5结 语

  水是人类生命的源泉,是大自然赋予人类的宝贵财富。在水资源日益枯竭和水成本不断上升的今天,节约用水、高效用水是人类发展中的重要课题。“聚沙成塔,集腋成裘”,从节约一滴水做起,改变水的利用模式,使“耗水型城市”向“节水型城市”过渡,走可持续的城市发展道路。
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