1、海绵城市安全制度 海绵城市建设技术措施调研 水142刘锦瑞201403030102 一、海绵城市 海绵城市是指城市能够像海绵一样吸水,它突破了传统的%以排为主的城市雨水管理理念,依托建筑(绿地(广场(道路(水系等多种基础设施,并以之为载体,构建低影响开发雨水系统,解决城市基础设施运行安全和城市水安全问题低影响开发是一种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、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件,控制径流污染,减少污染排放,实现开发区域可持续
2、水循环。 20世纪90年代,美国在马里兰州开始试点实施影响开发。我国在这方面的探索才刚刚起步海绵城市低影响开发的技术体系还远未建立,研究工作也主要集中于对海绵城市政策理念、技术的解析,海绵城市的具体实施方案还在摸索中。 近年我国城市“看海”窘况频现,引发了对城市水危机的新一轮关注和对传统城市排水系统建设反思的热潮。在相关行业和学术领域对城市雨洪综合管理利用方面先进理念的呼吁和中央政府对新型城镇化建设的生态思想指导下,住房和城乡建设部正式提出了海绵城市的概念,并发布相关指南,全国各省市纷纷响应出台相关建设计划;这是我国继园林城市、森林城市、生态城市、低碳城市等一系列政策引导的城市理念后出现的新概
3、念。本文致力于海绵城市的深层内涵的剖析,明确该理念的优越性和有效性,切实引导我国城市雨洪管理理论体系的发展和完善,解决我国城市建设的困境。 二、背景 2011年,中国城镇化率首次超过50%,标志着我国从一个农业大国迈入一个城市化的工业大国。快速城镇化引发大规模的城市扩张,城市化的不断加深则带来一系列生态环境问题,其中水生态危机尤为突出。近些年,国内许多大中型城市屡遭暴雨而频现内涝灾害,如2010年广州“57”暴雨,2011年的南京“718”暴雨,2012年北京“721”特大暴雨事件。今年4月7日,长沙再现暴雨袭城,湘府变泽国,重启“看海”模式。内城“看海”的景象所付出的代价却是众多遇难的生命和
4、惨重的经济损失,雨洪问题已被推到了城市中生活的每一个人面前,发人深思。然而,城市面临的水生态问题远不止洪涝灾害,还有水资源短缺和水安全问题与之并存。我国淡水资源总量较多,而人均水资源严重贫乏,仅为世界平均水平的1/4,是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一;我国水资源总体上呈“南多北少”,长江以北水系流域面积占全国国土面积的64%,而水资源量仅占19%,可见水资源空间分布和水土组合极不平衡。目前我国每年平均缺水约500多亿m3,2/3城市缺水,每年我国因缺水造成的直接经济损失达3500亿元。与此同时,人类片面追求经济利益,忽略生态环境,向有限的水资源环境任意排放污染物,导致我国水环境污染日益严
5、重。快速发展的近十年间,我国城市水污染事件多不胜数,贵州都匀矿渣水污染、三门峡水库泄出“一库污水”、四川沱江特大水污染、松花江重大水污引起国内学者的广泛关注。他们开始反思城市雨洪规划建设和管理模式,急切呼吁转变防洪减灾思路,与洪水为友,变废为宝,从过去单一控制转向综合管理洪水的生态型控制方法。 因此,在我国新型城镇化建设和水生态环境恶化的时代背景下,海绵城市作为人与自然和谐共存,发挥城市水生态服务功能,引导城市可持续发展的有效途径,被专业领域学者提出和推广,并成为国家和地方政府解决城市雨洪综合管理的指导方针和战略目标。 三、概念发展 海绵城市(spongecity),顾名思义是借海绵的物理特性
6、来形容城市的某种功能。通过文献检索,发现国内外多有学者运用该概念来形象比喻城市吐纳雨水的能力。通过国外文献研究发现,海绵城市的概念最早被澳大利亚研究学者用来隐喻城市对周边乡村人口的吸附效应。 近年来,不少学者开始将建设海绵城市作为形容城市与水文关系的研究。ignaciof.bunster-ossa用海绵城市来形容城市像海绵一样处理雨洪自然事件问题的弹性能力,并以三个案例说明了从规划到设计不同尺度的具体雨洪管理设计方法,包含雨洪滞留和过滤等景观手法的应用。台湾学者chung-mingliu等提出建设海绵生态城市以适应水文气候灾害,而台湾环保团体也积极宣传“打造海绵台湾计划”。 今年1月,美国晨报
7、(morningedition)也展开了建设海绵城市的讨论。国内关于海绵城市讨论的源起和发展脉络如图1所示,大致可分为概念雏形、实践探索、概念发展和概念形成四个阶段。根据相关资料,概念最早可追溯到2003年,北京大学俞孔坚和李迪华教授共同出版的城市景观之路:与市长交流一书中最早将“海绵”的概念比喻自然湿地、河流等对城市旱涝灾害的调蓄能力。随着我国城市水生态问题日益凸显,越来越多的行业人员开始在实践中探寻解决城市雨水可持续发展问题的方法。染、广东北江镉污染事故等重大化工水污染事件让人触目惊心。其次,XX市自来水苯超标事件、汉江武汉段水质氨氮超标、甘肃XX县区血镉超标事件等水质问题,以及2009年
8、以来多地频频曝出居民(儿童为主)血铅超标事件,映射着我国城乡居民饮用水安全问题岌岌可危。我国严峻的水环境污染形势,进一步加剧了我国水资源短缺的矛盾,生态环境恶化,严重威胁着人类生活健康、社会稳定和经济发展。透过这些数据和事件,凸显了我国城市水安全问题亟需有效的解决之道。 反观我国传统城市建设模式在应对内涝洪灾和水安全问题的能力却存在明显不足,无法有效缓解和改善城市水生态问题,呈日趋恶化之态。这主要归咎于传统城市工程管道式灰色排水基础设施、防洪规划和排水工程规划的落后及雨水资源合理利用意识的薄弱。 我国传统城市排水基础设施采取的是工程式管道方式,依赖钢筋水泥现代技术建立起的保护模式,体现的是西方
9、工业时期人力战胜自然的思维方式。然而,在城市高速发展的今天,这种忽略自然力量的思想,导致了滞后的城市排水系统无法应对越来越严重的城市暴雨灾况,暴露了我国传统城市排水系统存在建设之初的标准过低,改建成本巨大,以及对雨污混合污染问题的忽视等不足,内涝、污染、水环境等问题接踵而至。从相关规划编制来看,我国城市普遍缺少雨洪控制利用相关专项规划,仅在排水规划、防洪规划、环境保护规划等中有所涉及;在进行城市排水规划时,也没有确立雨水是资源以及要先合理利用再排放的指导思想。由此可见,我国城市的雨水资源利用意识薄弱,对天然雨水资源的利用率极低,不到10%,大量雨水资源被直接排走,白白浪费,与我国水资源紧缺形成
10、突出的矛盾面。城市水生态环境是一个综合问题,对城市整体的生态系统、人民生存、社会稳定、经济繁荣等有着重要的影响作用。我国城市水生态危机和城市建设模式的落后,正严重制约着我国经济发展,威胁着每个人的生存问题。 四、建筑给水排水 随着建筑给水排水学科新技术的快速发展,建筑给水排水的相关设计规范标准图亦随之变化较快,由此造成高校教学内容、教材更新等难以跟上其发展速度,显现出的许多缺陷值得商榷。 与水质工程学相比,建筑给水排水工程的理论研究较为薄弱。尽管近几年建筑业的迅猛发展带动了本学科的新技术、新研究动向、新设备、新设计方法及其规范和标准的发展,实际设计、施工等条件的千差万别,造成本学科在实践应用中
11、出现的各类问题较多,急需高校及相关研究部门的理论支持。但在目前的高等教育框架下,建筑给水排水工程学科难以形成良好的产、学、研相结合的运行机制,其理论研究环节存在明显落后于实践应用与发展的弊端。因而,本学科的理论研究进展难以做到引领和指导实践,甚至落后于实践发展。 1建筑给水1.1增压设施 我国某些城市的供水能力不足,城镇水厂发展速度滞后于住宅和公共建筑发展速度;城市给水管道老化、承压能力下降,供水水压不能满足多层建筑上层部分的水压要求,使我国两次加压设备广泛应用,增压设施成为建筑给水中比重最大、发展最快的一种装置。生活给水的增压设施在可以预见的将来还将继续普遍采用。目前常用的增压设施有气压给
12、水设备、变频调速给水设备和水泵等。气压给水设备已形成补气式、隔膜式两大系列。补气式气压给水设备的补气方式从泄空补气、定压机补气发展到水力自动补气,最佳方式是自平衡水力自动补气。隔膜式气压给水设备的隔膜经历了曲挠变形的帽形隔膜、伸缩变形的囊形隔膜发展到折叠变形的胆囊形隔膜。使隔膜寿命、补气周期大为改观。在变压式气压给水设备的基础上,定压式气压给水设备研制成功,并在水压有恒定要求的场所得到应用。氮气顶压置换气压给水设备和复合式气压给水设备是最具中国特色的气压给水设备。气压给水技术还在横向扩大应用。如生活热水供应系统中的压力膨胀水罐等,这充分标志着气压给水技术的完全成熟。气压给水设备用于消防给水完全
13、有别于生活的、生产用气压给水设备。针对消防水泵不经常启动的特点,消防用气压给水设备补气采用强制水力自动补气方式。为弥补当消防水箱设置高度高于气压水雄,补气罐高位设置有困难时,出现补气罐低位设置仍能补气的新形式。消防主泵和稳压泵合用的气压给水设备,具有减少稳压启动次数,消防主泵及早投人运行和消防给水管网始终能满足消防用水水压和流量要求的多种特点。 变频调速给水设备,已有恒压变量、双恒压变量、变压变量、多点控制恒压变量和变频式气压给水设备等多种类型。恒压变量变频调速给水设备起步较早,也最早用于给水工程;双恒压变量变频调速给水设备兼用于生活和消防给水系统,有利于节省投资;变压变量变频调速给水设备用压
14、力和流量传感器控制,更进一步发挥变频调速给水设备节能的优点;多点控制恒压变量变频调速给水设备,针对消防给水用水点集中和灭火设施要求水压稳定的特点而设计;变频式气压给水设备特别适合于供水范围小、用水量昼夜变化大的场所。变频调速给水设备,在变频器国产化,增加变频器控制的水泵台数以减少功率,降低投资;大功率变频器的应用和防变频波干扰技术,提高变频器、控制器的可靠性,变频技术在排水泵等方面的应用都有 较大的进展。在变频调速技术基础上发展,并克服变频调速给水设备变频器主要依赖进口、价格昂贵、维修困难而且功能发挥不足等缺点研制的可编程逻辑程序控制技术,是二次加压技术中优点突出也较受欢迎的技术。作为变频调速
15、给水设备和可编程序逻辑控制给水设备,主要部件水泵的最突出特点是逐步从通用性转向专用性,如:流量一扬程曲线平缓(在有效段高扬程与低扬程比值仅为1.1),可专用于消防给水的水泵;流量一扬程曲线陡峭,可专用于气压给水的水泵,小流量、高扬程,可用于消防给水系统稳压用的水泵;还有机组重心低,侧压力得以缓解的低出口水泵,用以减少水泵台数、有两个或两个以上出水口的多出口水泵;水泵各段扬程不等,水泵机组总高度得以降低的特制立式多级泵;以水冷却、油冷却代替空气冷却,用以减少水泵机组电机噪声的低噪声水泵;在材质上予以改进,为防止水泵传动轴因锈蚀而影响水泵机组运转的不锈钢水泵;便于水泵安装和提高水泵传动轴祸合精度的
16、配有联轴器外壳的水泵等。水泵启动的最大进展是软启动和软停止,泵控制型智能电机控制器可使水泵的启动、停止力矩曲线逼近泵力矩特性曲线,从而最大限度地消除了泵及系统的启动脉冲,可以极可靠地启动水泵。 1.2储水调节装置 以水箱为代表的储水装置由于存在二次污染严重等缺点,受到严峻挑战,作为对策之一是在材质上改进。新颖水箱按材料和加工方法不同有:镀锌钢板水箱、搪瓷钢板水箱、复合钢板水箱、冲压钢板水箱、新型涂料钢板水箱、食品级玻璃钢水箱和不锈钢水箱等。和普通钢板水箱相比,新颖水箱和水接触的内表面不易锈蚀,对水质无污染,也便于清洗。材质改变了,水箱的成型方式和形状也随之改变,组合式水箱、装配式水箱可以提高水
17、箱质童,有利于工厂化生产并缩短现场施工安装时间,也减少了水箱内底的死水区范围;球形水箱和槽形水箱是外形变化,这种水箱用呼吸阀替代浮球阀,解决了因浮球阀关闭不严造成的漏水问题,同时也使水箱从重力供水变为压力一重力供水的新工况。 1.3分区给水 多层建筑和高层建筑的给水方式在我国已有单设水箱给水方式、单设水泵给水方式(包括变频调速泵给水方式)、水泵一水箱或水塔给水方式和气压给水方式等多种方式。而多层建筑和高层建筑的竖向给水分区从过去大都采用减压水箱或分区水箱给水方式转化为近些年来的减压阀分区给水方式。减压水箱存在的占用建筑面积多,工程总造价高,施工周期长,进水时水噪声大,水箱浮球阀关闭不严,溢流损
18、失严重,水质被二次污染等缺点在减压阀分区给水方式中都得到有效的克服,同时派生的优点还有水泵数量减少、给水系统简单等。用于分区给水的减压阀一般都采用比例式减压阀。其结构简单,减压比例稳定,工作平稳,使用可靠。其他减压限流的场合,薄膜式减压阀也有相当广泛的应用,其特点是减压值可以调节。 1.4给水配件 卫生器具给水配件长期停留在截止阀式结构上,改革开放以来才开始应用瓷片式结构。截止阀式水龙头存在的开启度大、启闭时间长、易溅水、使用不便、橡胶密封垫容易磨损、使用寿命短、橡胶垫不耐高温、不适合用于热水龙头等缺点,在瓷片式水龙头中得到克服,在国内继瓷片式水龙头之后,又应用轴筒式结构和球阀式结构的水龙头,
19、在配水功能上更趋完善。如控流器的减压限流功能、防回流污染功能、冷热水混合后以防烫伤的限温功能。这类水龙头特别适合背向两侧布置的卫生间,其冷热水龙头的管道连接可以大大简化。 1.5给水管材 给水管的锈蚀长期使给水排水专业人员感到困惑。热浸锌工艺、给水塑料管和金属塑料复合管的问世,使情况在一定程度上有所缓解。热浸锌工艺是钢管在锌液中浸泡,锌层厚,附着力强,使用寿命长。硬聚氯乙烯管是目前国内在大力发展和应用的新型化学建材,具有质量小、耐压强度好、输送流体阻力小,耐腐蚀性能强、安装方便、省钢材、节能等优点,作为建筑给水管道,可缓解我国钢材紧缺、能源不足的问题,经济效益十分显著。铝塑复合管的管壁内外均为
20、聚乙烯,对水质无污染,管道可弯曲、耐压性能好,但管道偏小,仅能用于给水支管。钢塑复合管兼有钢材和塑料两种材质的优点,强度高、耐腐蚀性能好,但不宜在施工现场切割,需在工厂预制,使应用场所受到一定限制。其他新型管材还有涂塑钢管、聚丁烯管、无缝铝合金管等。多种新颖管材的出现和应用,为我国分阶段并最终取消镀锌钢管提供了基本条件。 1.6节水技术 水资源的贫乏、水源的严重污染造成我国缺乏合格的淡水资源,可以认为水资源已成为制约我国经济发展的主要因素之一,节水不仅在现在,而且在将来均将是我国的基本国策之一。 建筑给水的节水重点在于。大便器冲洗水箱、屋顶水箱浮球阀、卫生器具给水配件和建筑中水等方面。液压式冲
21、洗水箱配件是有别于杠杆式冲洗水箱配件的新系列,其工作平稳性能可靠。利用气压给水原理用于大便器冲洗水箱也有泄空补气和手动补气两种型式,这类冲洗水箱为压力冲洗,可减少冲洗水量,但还有在不同楼层最小冲洗水量的保证和冲洗水量的定量控制等问题。屋顶水箱浮球阀继阀芯两步到位的配重逆开式浮球阀之外,又出现双浮筒浮球阀、液压式浮球阀和呼吸阀。最具特点是导阀控制型浮球阀,兼有浮球阀、减压阀、止回阀、流量控制阀、泄压阀等多种功能。 建筑中水对实现缺水地区污、废水资源化,使污、废水经处理后回用,既可节约用水,又使污水无害化,起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用,有明显的社会效益。我国北京等城市对建筑中
22、水实施已提出明确要求,现有的建筑中水水质标准按生活杂用水水质标准。系统推荐污、废水分流制,处理工艺推荐物化处理为主的工艺流程,或采用生物处理和物化处理的工艺流程。建筑中水目前已有定型产品可供选用。 1.7水泵隔振 水泵是建筑给排水主要振动源和噪声源。民用建筑又有较高的隔振和降噪要求。水泵隔振技术发展表现在:水泵机组隔振、管道隔振和支架隔振三者全面配套。水泵机组隔振元件从橡胶隔振垫发展成弹簧减振器和橡胶隔振器。从而较好地解决了不同转速、不同类型(卧式、立式)、设置在不同建筑、不同楼层的水泵隔振问题。管道隔振元件可曲挠橡胶接头最大公称直径已达2.4m。除普通接头外,可曲挠橡胶弯头、可曲挠橡胶同心异
23、径管、可曲 挠橡胶偏心异径管相继问世。使隔振、位移补偿、水流改向、管径改变等多种功能汇集在一个配件上,从而减少了配件数量。 2建筑排水2.1卫生器具 卫生器具直接反映人们的生活水平和生活质量。近年来,最有代表性的卫生器具有:水力按摩浴盆,用喷嘴产生大量回旋式气泡和冲击水流,可达到康健和休闲的效果;连体式低位冲洗水箱的漩涡式大便器,冲洗时噪声低,冲洗效果好,可节省冲洗水高标准的全自动坐式大便器可实现正常使用、冲洗污物、清洗人体和吹干等全部过程自动化;休闲卫生器具,包括桑拿浴设备、蒸汽浴设备、热能震荡按摩设备和身体机能调理运动器等。 2.2地漏 地漏是设置位置最低、排水条件最差的排水设施。处理不当
24、时,常有地漏水封破坏、排水通道堵塞、地漏顶标高高于地面无法排除地面积水、排水返滋倒灌等弊病。经过科研技术人员和生产厂商的共同努力,这些弊病已获解决,形成系列产品包括深水封地漏、钟翠式地漏、多通道地漏、防溢地漏、可调地漏、密闭地漏、快开地漏、侧墙式地漏、防冻地漏、防爆地漏等等。 2.3特制配件单立管排水系统 特制配件单立管排水系统比普通单立管排水系统立管通水能力增大13/,并可减少立管数量、改善排水系统通气条件、增加排水横管连接数量,该项技术在我国早已应用,但未能大范围推广。目前XX省、XX省均已有定型产品,这将有助于新型单立管排水系统的推广应用。但产品局限于铸铁制品,型号主要有苏维脱系统的混合
25、器和跑气器等。 2.4通气系统 在通气管系统方面我国已建立可适应不同建筑标准、不同要求的五级标准,即伸顶通气管、不伸顶通气管、专用通气立管、环形通气管和器具通气管等。在通气系统基础上发展的是通气阀。通气阀是一种减少伸顶通气,替代专用通气管系具有通气功能的阀件,采用优质塑料和橡胶制作.单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上,既可补气又可防止管道内部气体进人室内;双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽,使用时以单路进气阀为主。 2.5排水管材和配件 排水塑料管作为化学建材的主力军,是我国从战略高度积极推行的管材。具有生产能耗低、耐腐蚀性能好、质量小、安装施工方便、摩阻小、使用寿命长等优点,是我
26、国近些年来发展最快的管材。经过多年的工程实践,管道伸缩、耐温要求、抗老化性能等技术问题都已得到解决,技术重点侧重于接口防漏、减少排水噪声和在高层建筑中的防火等方面。复合型塑料管的生产目的在于减少排水水流噪声;加设防火套管,目的在于防止火灾蔓延,使塑料管应用范围进一步扩大。铸铁排水管在不少场合还是首选的排水管材之一。铸铁管材已有立模浇注、离心浇注成型和球墨铸铁管等不同种类。 2.6小型生活污水局部处理消毒 为减少污水对天然水系的污染、保护环境以及减轻城市排水管系的负荷和防止堵塞,在城市污水处理发展赶不上城市建设需要的情况下,小型生活生产用气压给水设备。针对消防水泵不经常启动的特点,消防用气压给水
27、设备补气采用强制水力自动补气方式。为弥补当消防水箱设置高度高于气压水雄,补气罐高位设置有困难时,出现补气罐低位设置仍能补气的新形式。消防主泵和稳压泵合用的气压给水设备,具有减少稳压启动次数,消防主泵及早投入运行和消防给水管网始终能满足消防用水水压和流量要求的多种特点。 变频调速给水设备,已有恒压变量、双恒压变量、变压变量、多点控制恒压变量和变频式气压给水设备等多种类型。恒压变量变频调速给水设备起步较早,也最早用于给水工程;双恒压变量变频调速给水设备兼用于生活和消防给水系统,有利于节省投资;变压变量变频调速给水设备用压力和传量传感器控制,更进一步发挥变频调速给水设备节能的优点;多点控制恒压变量变
28、频调速给水设备,针对消防给水用水点集中和灭火设施要求水压稳定的特点而设计;变频式气压给水设备特别适合于供水范围小、用水量昼夜变化大的场所。变频调速给水设备,在变频器国产化,增加变频器控制的水泵台数以减少功率,降低投资;大功率变频器的应用和防变频波干扰技术,提高变频器、控制器的可靠性,变频技术在排水泵等方面的应用都有较大的进展。在变频调速技术基础上发展,并克服变频调速给水设备变频器主要依赖进口、价格昂贵、维修困难而且功能发挥不足等缺点研制的可编程逻辑程序控制技术,是二次加压技术中优点突出也较受欢迎的技术。 五、建筑给排水设计中水资源浪费问题分析 1)配水器与卫生器具对水资源的浪费。当前发展中,建
29、筑用户往往会用一些高能耗的卫生器具和配水器等,其在日常生活中对水资源的浪费较为严重,以传统蹲式大便器为例,基于其水箱的缘故,使用过程中往往需要大量的水进行冲洗,显然超过了实际需使用的水量,这种现象的存在,势必会形成对水资源的严重浪费。2)管道X阀门X给水配件出现泄漏现象。具体而言,建筑给排水系统中,泄漏的现象较为常见,特别是管道与给水配件因泄漏出现的大量水资源浪费。像建筑物内水管,水的长期作用腐蚀到水管,继而会损坏水管,致使其发生漏水X渗水等现象,势必会造成对水资源的浪费。如冷镀锌钢管管材的使用过程中,在一段时间后这种管材会生锈,势必会降低通过的水的质量,污染到建筑内用户的生活用水,造成水资源
30、浪费的同时,还会威胁到建筑用户的健康安全。此外,还会出现阀门损坏漏水等诸多现象,造成对水资源的额外浪费。3)热水系统。建筑设计的过程中,因为没有考虑到对热水供水系统的循环及半循环的优化设计,也会有严重浪费水资源的情况出现,如建筑用户的日常生活中,无法及时通过热水供应系统获得热水,势必需要先放出一些冷水,才能等到热水,因为不能对放出冷水的有效再次使用,显然也是对水资源的严重浪费 4)消防加压贮水系统不合理。综合看来,粗放式加压系统是我国高层建筑消防加压贮水的常用方式,具体为各个建筑物间单独减压,这种方式的运用,显然增加了工程建设资金及设备投资等,最重要的是导致了贮水池中出现大量水资源浪费现象。5
31、)过高水压造成的水资源浪费。当前建筑业发展中,生活给水系统进行竖向分区操作方面,现行的建筑给排水设计进行了规范。在实际运行中,一些卫生器具存在水压过大的情况,后续会出现超压出流现象。当生活给水系统分区之后,让其最底层配水点的静水压偏高,继而在对水流量进行计算时,结合建筑给排水设计,得出对应的卫生器具额定流量的,这种情况下,显然在不采取减压措施的前提下,卫生器具的实际出水流量将远比额定流量要大,造成水压处于持续升高的趋势,加之不断增加的漏水量,势必会造成水资源的大量浪费,另外产生的振动X水冲击以及噪声等,会损坏给水配件和水管等水资源二次利用率不高。有调查得出,在日常生活中,我国的居民在对水资源使
32、用后,所形成的废水占建筑总体排水量大部分,废水资源还有来自办公室、酒店等建筑方面,而当前普遍没有形成对这些废水资源及雨水的有效利用,从而浪费了这部分的水资源,这也是未来可完善的领域。节水制度的不健全,节水意识的淡薄,导致居民用水浪费现象十分普遍。主观浪费水资源的现象多,危害大。我国要解决好日益复杂的水资源问题,不断强化节水意识。 六、建筑给排水中的节水和水资源利用对策 1)使用节水性能好的配水器与卫生器具。当前社会发展的大形势下,在建设工程项目中,基于卫生器具和配水器具节水性的重要作用,为达到更节省水资源的目的,应当对节水性能好的配水器与卫生器具进行推广和使用。具体实施中,需要在确保使用功能及
33、质量的基础上,尽可能对节水性能优异的卫生器具与配水器进行选择,如为建筑配置节能性能好的水龙头。另外应注意配水器与卫生器具的选择方面,不能单考虑其价格及使用功能,更应对其能否达到建筑给排水节水节能标准进行考虑。所以,选择水龙头时,应选节水型的,相比看来,其比普通的水龙头更能防止水资源的浪费。此外,在其使用的过程中,面对静压高出水量大的情况,这种水龙头的作用会更凸显出来;基于节水方面的考虑,也应该选择小容量水箱大便器,当前市场中的大便器为水箱节水型,对于冲洗过程中的水资源浪费能有效减少,节水效果比较好 2)使用优质管材X优质阀门。建筑工程项目中应当选取新型的复合管材,如不锈钢管、钢塑复合管、铝塑复
34、合管等,这种选用利于水资源质量的提升。此外,还能对管道损坏造成的水资源浪费进行有效预防。作为建筑给排水系统中的主要部件,阀门决定了关断水流,而从水资源的质量以及水资源的浪费状况来看,阀门的质量与型号的好坏有着决定性的影响,相 比于闸阀的关闭性,显然截止阀的关闭性能好,但同时相比于蝶阀的关闭性能,得出闸阀的关闭性能更好,基于此,需要结合给排水设计中的实际情况进行对阀门型号的选择。3)解决热水循环系统设计中的问题。结合当前的建筑设计来看,主要有三种热水循环方式。具体分析得出,三种循环方式中浪费水资源最多的无疑是干管循环,基于此,在集中热水供应系统的设计方面,笔者认为应当选用立管X干管热水循环,除此
35、之外,在经济允许的条件下,当然也可以选用支管循环的方式进行节水,效果更好。 4)减压措施。对于建筑给水使用中出现超压出流现象的避免,重视设定给水系统中的压力极其重要,所以需要建筑给排水工程中的设计人员完善此环节。具体实施中,结合建筑给排水的实际情况,以此为基础,合理设定给水系统中的压力,确保对减压装置的合理安装,控制建筑用水中的水压于一个标准范围内。借助这种方式,可形成对给水系统的超压出流现象的有效避免,减压装置主要有减压孔板X节流塞以及减压阀等 5)使用区域集中消防加压储水系统。当前建筑业发展中,对于高层建筑而言,基于节水及合理利用水资源方面的考虑,应当共用加压水泵与消防水池,并确保借助建筑
36、物群中规模最大的建筑进行对消防储水量的计算,合理计算水资源方面的需求。这种方式的应用,使得各个建筑设计中消防加压的相应技术问题得到了避免,且同时减少了多座储水池在使用中的水资源浪费,利于节省工程建设成本,合理利用水资源。6)建筑排水和雨水方面。具体的节水及合理利用水资源方面,要选择无压流重力式排水,并确保通过直接排放的方式对生活废水和工业用水从敷设的管道中排出。对中水要合理利用,并有条不紊地开展蒸汽凝结水回收利用的工作;完善对雨水的收集和合理利用。作为一种较为清洁的自然资源,雨水对于人们的生活意义极大,用相关设施收集并储存起雨水后,对其的应用能有效满足建筑用水方面的需求。收集方面,可在建筑施工
37、中开挖一些沟渠来收集,这些雨水的使用,能大量减少建筑施工方面对水资源的投入,当前的人工沟渠集水方法相对落后,不利于对土地资源的保护。所以,在未来的发展中,对定型的集水设施的研发 也极为重要。 7)强化人们的节水意识。人的主观能动性很大,我们要不断强化节水意识,真正的做到节水。从根本上解决节水的问题,树立好节水意识,在全社会形成节水的意识,只有人的节水意识提高,采用节水的产品与技术,节水才会真正的实现。建筑给排水中的应用是一个系统性的工作,本着节水和合理利用水资源的想法,全方位分析了当前建筑中可能造成水资源浪费的环节。在对其具体分析的基础上,力求从建筑给排水和雨水,解决热水循环系统设计中的问题等
38、多方面进行改善,去实现节水和合理用水的初衷,实现城市化发展与可持续发展的相互促进。我国建筑给排水自1949年建国以来,经历了三个发展阶段:(l)房屋卫生技术设备阶段即初创阶段,自1949年至1964年室内给水排水和热水供应设计规范开始试行时为止。其主要标志是我国开始设置给水排水专业,房屋卫生技术设备被确定为一门独立的专业课程,第一代建筑给排水专业人员走上工作岗位。 (2)室内给排水阶段即反思阶段,自1964年至1986年建筑给水排水设计规范被审批通过时为止。其主要标志是通过工程实践,对以往机械照搬国外经验并造成失误进行了认真总结和反思,进而形成和确立有我国特色的建筑给排水技术体系。 (3)建筑
39、给排水阶段即发展阶段,自1986年至今。在此期间,建筑给水、建筑排水和热水供应技术全面而迅速发展,在许多方面有明显突破,并逐步走向成熟。全国性建筑给排水学术组织先后成立,在专业队伍、技术发展及组织建设等方面都显示出与前阶段完全不相同的特点。 现阶段的建筑给排水由建筑内部给排水、建筑灭火、居住小区给排水、建筑水处理和特殊建筑给排水五部分组成。其主体部分是建筑内部给排水。包括给水、排水和热水供应,基础是卫生设备。与前两个阶段相比,建筑给排水有着更丰富的内涵和更广阔的外延。随着改革开放的深化、高层建筑的大量兴建、国民经济的蓬勃发展和人民生活水平的不断提高,建筑给排水取得了令人瞩目的丰硕成果。下面我们
40、就建筑给排水和卫生设备的现状、存在问题、国内外基本情况和今后发展方向等提供必要的材料。 七、海绵城市多尺度构建方法及实践宏观 综合水安全格局与水生态基础设施,北京案例在过去40年中,伴随人口的增长,北京XX县区面积已经拓展了700%。蔓延式、摊大饼式的城市扩展使得城市没有为生物和水预留科学合理的空间,弹性的生态网络缺失。也因此导致一系列的生态与环境问题,如雨涝频繁与河流湖泊干涸并存;公园绿地与区域水系统割裂,导致雨涝时,公园的雨水排往城市雨水管道,浪费了雨水资源,也增加了市政排水系统的压力,而干旱时,绿地又需要浇灌,与城市用水竞争;非生态化的河道建设方式不但没有使其成为日常通勤和游憩通道,反而
41、成为市民活动的障碍。因此,如何留住雨水并回补地下水,如何将这些留在地表的水与生物保护相结合,如何与文化遗产相结合,如何与游憩系统、慢行系统相结合,均是急需通过水生态基础设施的构建系统地解决的城市生态问题。本案例从XX省水系的空间格局与水生态系统服务的关系入手,通过水文过程分析和模拟,判别和保护具有较高生态系统服务功能的用地,提出水源保护区、地下水补给区等地区的生态管控导则,并恢复城市水系自然形态、建立河流生物廊道系统,从而构建起XX省综合水安全格局,包括: (1)雨洪安全格局,通过径流过程模拟、雨洪淹没分析(20年、50年、200年一遇下的雨洪可能淹没范围)和历史洪涝情况分析,确定区域的雨洪安
42、全格局。这个安全格局可以有效维护降雨径流的自然过程,通过恢复水系的调洪蓄涝能力,使城市免受雨洪灾害的威胁。 (2)水源保护安全格局,对于XX省这样一个缺水城市而言,地表及地下水源保护是区域水安全格局的另一个重要功能。根据相关地表水源保护规划以及地下水资源补给能力分析,确定水源保护安全格局。最终两者叠加形成综合水安全格局,它将生态系统的各种服务功能,包括旱涝调节、水源保护、生物多样性保护、休憩与审美启智,以及遗产保护等整合在一个完整的景观格局中,并最终通过与相应尺度的城市总体规划(或土地利用总体规划)相结合落实在土地上,构成禁止建设区和限制建设区的核心网络,成为引导城市空间有序扩展的刚性骨架。X
43、X省水生态安全格局分为三个安全水平:底线安全格局、满意安全格局和理想安全格局。如果按照最理想化的安全格局来构建水生态基础设施,那么XX省洪涝灾害频率将大大降低,同时城市人口容量也将大大提高,人与水的用地之争可以轻松化解,因为水生态基础设施能完全消纳区域雨洪水,并有效回补地下水资源。2007年完成的北京水生态基础设施规划研究,不幸在2012年得到了验证。北京721特大暴雨造成了79人死亡,而死亡事故的发生地点,正好与7年前研究得到的雨洪安全格局吻合。 中观 城镇海绵系统,六盘水案例 六盘水是一个在20世纪60年代中期建立起来的工业城市,城市被石灰岩的山丘环抱,水城河穿城而过。城市人口密集,在60
44、km2的土地上,居住了约60万的人口。XX市的水生态综合治理旨在减缓来自山坡的水流,建造一个以水过程为核心的生态基础设施,来存蓄和净化雨水,使水成为重建健康生态系统的活化剂,提供自然和文化服务,使这个工业城市变为宜居城市。 为了构建完整的城镇海绵系统,工程关注水城河流域和城市两个层面。首先,河流串联起现存的溪流、湿地和低洼地,形成一系列蓄水池和具有不同净化能力的湿地,构建了雨洪管理和生态净化系统。这一方法不仅最大限度地减少了城市雨涝灾害,而且在旱季也能有持续不断的水源。第二,拆除渠化河流的混凝土河堤,重建自然河岸的湿地系统,发挥河流的自净能力。第三,建立连续开放空间,建立人行道和自行车道系统,
45、增加通往滨水区域的通道。最后,项目将滨水区开发和河道整治结合在一起。以水为核心的生态基础设施促进了六盘水的城市改造,提高了城市土地的价值,增进了城市活力 微观 城市雨洪管理绿色海绵技术,哈尔滨群力雨洪公园案例。如上所述,“海绵城市”真正在微观尺度的建设依靠的是一系列的水生态基础设施建设技术,限于篇幅在此选择较为有代表性的“城市雨洪管理绿色海绵技术”来进行说明。哈尔滨群力雨洪公园(群力国家湿地公园,34hm2)是我国首个以解决城市内涝为目标的国家级城市湿地公园。该公园通过整体景观设计途径进行生态化的雨洪管理,解决常规市政工程所没能解决的问题,使我们的城市成为与水问题相适应的城市,从2011年建成
46、以来,有效发挥了其解决城市雨涝的功能。设计中关键性技术要点包括:(1)以雨洪安全格局为基础,划定由“集水XX县区-汇水湿地”组成的、具有镶套式结构的“绿色海绵综合体”。(2)填-挖技术形成“海绵地形”,一方面是创造多级湿地系统的地形基础,同时为下一步营造多样化的生物栖息地与游憩空间提供环境基础;而且,造价低廉。(3)构建“水质净化-蓄滞水-地下水回补”多级多功能湿地系统。该多级湿地系统主要是整合潜流和表流湿地技术,进行土壤和生物净化,将净化后的雨水汇入中央低洼湿地,补充地下水。按照“水质净化人工湿地-蓄滞人工湿地-地下水回补与生物多样性恢复湿地”这一顺序,构造三类湿地系统,产生多种生态系统服务
47、。(4)充分利用地形及水量分布特征实施特色生境修复,并与乡土生物保护、游憩与科普教育功能相融合。 八、结语 本文主要探讨了关于如何科学、系统地对待水的问题,提出建立水生态基础设施是生态治水的核心,也是实现“海绵城市”的关键。通过广泛的讨论来关注城市洪涝问题和一系列相关的生态和环境问题,重新审视工业时代治水思路的利弊,深刻认识生态雨洪管理和城市生态建设的重要性及方法和技术,对实现生态文明和美丽中国具有重要意义,学术界应该给与充分的重视。提出“海绵城市”建设浪潮应该推动以下几方面学术研究:(1)中国古代水适应性城乡发展的思想、工程与技术遗产的整理和研究,目前这方面的研究还非常有限,不论从城市规划、
48、水利建设角度还是从遗产保护角度出发,都应该加快对该类水适应性景观和技术遗产的整理和研究;(2)绿色基础设施与灰色基础设施相衔接的研究,中国城市建设已经形成了对灰色基础设施的依赖,如何逐步摆脱这种依赖,有效地促进绿色基础设施优先的城市雨洪调蓄系统、如何在实际管理和操作层面实现这种衔接依旧是难题;(3)水生态基础设施规划落实的法治化途径,推进各尺度水生态基础设施的实施纳入法定规划体系,就规划成果向各部门和利益相关者广泛征求意见,通过多方博弈最终确定其空间边界,比如“水生态红线”;(4)一系列相关技术指南的制定,不同尺度水生态基础设施构建指南,以及各类技术集成的使用指南等,海绵城市建设技术指南是一个良好的开端,但还远远不够。 参考文献 1.海绵城市_理论与实践_俞孔坚 2.建筑给水排水工程_课程教学改革与研究_李伟英3.海绵城市概念与思想_杨阳4.海绵城市建设要点简析_王文