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德國的雨水利用技術(shù)
發(fā)布日期:2016/10/27 10:24:42

  位于歐洲中部的德國,地勢北低南高,年降水量800毫米,年內(nèi)年際分布都比較均勻。德國河流眾多,水資源豐沛,國土總面積35.7萬平方公里,人口約8220萬人。工業(yè)高度發(fā)達(dá),經(jīng)濟(jì)實(shí)力位居世界第三。其地形多樣,從北到南分為北德低地、中部山脈隆起地帶、西南部中等山脈梯形地帶、南部阿爾卑斯山前沿地帶和阿爾卑斯山山區(qū)。地勢南高北低。


  國際上雨水管理最為先進(jìn)的國家之一


  盡管德國水資源充沛,不存在缺水的問題,但為了維持良好的水環(huán)境,德國不僅制定了嚴(yán)格的法律、法規(guī)和規(guī)定,要求對污水進(jìn)行治理,同時(shí)還要求對雨水進(jìn)行收集利用,并投入了大量的人力與資金開展雨洪利用的研究與應(yīng)用。目前,已形成了比較成熟和完整的雨水收集、處理、控制和滲透技術(shù)以及配套的法規(guī)體系,成為國際上雨水資源利用技術(shù)最為先進(jìn)的國家之一。從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到應(yīng)用,不但形成了完善的技術(shù)體系,而且制定了配套的法規(guī)和管理規(guī)定。


  “雨水費(fèi)”制度


  1988年,德國漢堡最早頒布了對建筑物雨水利用系統(tǒng)的資助政策,在后來的7年時(shí)間里,先后有l(wèi)500多個(gè)私有住宅的雨水利用系統(tǒng)得到州政府的資助。柏林每年降水量會達(dá)到580mm,出于環(huán)保和經(jīng)濟(jì)目的,政府倡導(dǎo)合理利用雨水,實(shí)施了“雨水費(fèi)”制度,這項(xiàng)制度規(guī)定,不管是私人房屋還是工廠企業(yè),直接向下水道排放雨水必須按房屋的不滲水面積,交納每平方米1.84歐元的費(fèi)用。但是采取雨水利用設(shè)施的用戶就可獲得減免和優(yōu)惠。


  不同開發(fā)區(qū)雨水利用技術(shù)


  1、大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)雨水利用技術(shù)


  德國聯(lián)邦和各州有關(guān)法律不但規(guī)定了受到污染的降水徑流必須經(jīng)處理達(dá)標(biāo)排放,還規(guī)定新建或改建開發(fā)區(qū)必須考慮雨水利用系統(tǒng),且規(guī)定考慮了雨水利用,可減免雨水排放費(fèi)。因此,開發(fā)商在進(jìn)行開發(fā)區(qū)規(guī)劃、建設(shè)或改造時(shí),均將雨水利用作為重要內(nèi)容考慮,尤其在大面積商業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)時(shí),更是結(jié)合開發(fā)區(qū)水資源實(shí)際,因地制宜,將雨水利用作為提升開發(fā)區(qū)品位的組成部分。


  例:慕尼黑新機(jī)場


  慕尼黑新機(jī)場占地面積約20平方公里,于1992年由現(xiàn)國際展覽中心處搬遷至此。由于機(jī)場建設(shè)前為農(nóng)田,地下水位埋藏較淺,因此,要求機(jī)場建設(shè)不能破壞原水量及水質(zhì)平衡系統(tǒng)。為此,機(jī)場范圍內(nèi)屋頂?shù)挠晁占笸ㄟ^管道排入下游排水系統(tǒng),跑道、停車場及機(jī)動車道上的雨水收集后進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)處理后排入排水系統(tǒng)。為不截?cái)嗌嫌蝸硭耐ǖ溃诟鳈C(jī)場建筑物基礎(chǔ)之下修建了排水管道系統(tǒng),保證了上游地下水流可順利穿越機(jī)場建筑物。同時(shí)跑道與滑行道間修建地下滲水系統(tǒng),以保證降水的快速入滲。

 

 

 

 

 

 

 

 

  2、居民小區(qū)雨水利用技術(shù)


  生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)是1990年代開始在德國興起的一種綜合性雨水利用技術(shù)。該技術(shù)利用生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)原理,通過人工設(shè)計(jì),依賴水生植物系統(tǒng)或土壤的自然凈化作用,將雨水利用與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)人類社會與生態(tài)、環(huán)境的和諧與統(tǒng)一。其具體做法和規(guī)模依據(jù)小區(qū)特點(diǎn)而不同,一般包括屋頂花園、水景、滲透、中水回用等。


  例:漢諾威Kro2nsberg居住小區(qū)


  Kronsberg居住小區(qū)是為2000年漢諾世界威博覽會而開發(fā)的居民小區(qū),總面積150公頃。博覽會期間用于接待參會人員,會后銷售給當(dāng)?shù)鼐用瘛T撔^(qū)是采用全新概念建設(shè)的綠色環(huán)保小區(qū):能源方面,全部采用太陽能和風(fēng)能,無外來電力供應(yīng);供水方面,首先利用雨水滿足灌溉和環(huán)境用水需求,不足時(shí)采用自來水補(bǔ)充;建筑材料全部采用新型保溫隔熱環(huán)保材料。同時(shí)采用節(jié)能、節(jié)水技術(shù),最大限度節(jié)約能源和用水。雨水的利用除采用綠地、入滲溝、洼地等方式外,透水型人行道也被廣泛應(yīng)用,同時(shí),還經(jīng)過特殊設(shè)計(jì),利用貯蓄徑流的地下蓄水池與徑流進(jìn)入蓄水池的撞擊聲模擬海浪的聲音,增添了小區(qū)的氣息。觀測證明,小區(qū)建成后,徑流系數(shù)幾乎沒有增加。


  大型滯水區(qū)域

 

 

 

 

 

  坡地雨水綠道

 

 

 

 

 

  停車場和屋頂雨水匯入雨水滲濾溝

 

 

 

 

 

  雨水滲濾溝

 

 

 

 

 

  3、單戶家庭雨水利用技術(shù)


  德國是世界上發(fā)達(dá)國家之一,人民生活水平較高,住房多為獨(dú)門獨(dú)戶的單戶家庭。其雨水利用技術(shù)也非常成熟。由于很多柏林家庭都安裝了雨水利用設(shè)施。他們在自家庭院地下安裝一個(gè)與屋頂面積相當(dāng)?shù)男钏骰騼λ蕖奈蓓斄飨碌挠晁恍渲蜆淙~雜物被攔截下來,雨水則流入蓄水罐。經(jīng)過自然沉淀,上面干凈清潔的水則通過壓力輸送到需要的地方,可以用來洗衣服、沖廁所、澆花園、洗汽車等等。

 

 

 

  生活廢水處理

 

 

 

  屋面雨水收集

 

 

 

  雨水回收利用

 

 

 

  4、道路雨水利用技術(shù)


  德國的道路雨水利用也很普遍。與屋頂雨水利用不同,道路雨水主要排入下水道或滲透補(bǔ)充地下水。在德國,城市街道雨水入口多設(shè)有截污掛籃,以攔截雨水徑流攜帶的污染物。由于機(jī)動車道的降雨徑流含有較高濃度的污染物質(zhì),必須經(jīng)過處理后方可排放,因此,德國沿機(jī)動車道均建有徑流收集系統(tǒng),將所收集到的徑流直接送至污水處理廠處理,高速公路所收集徑流則要進(jìn)入沿路修建的處理系統(tǒng)處理后才能排放。

 

 

 

  5、“洼地--滲渠系統(tǒng)”


  “洼地——滲渠系統(tǒng)”這種新的雨水處理系統(tǒng)在德國開始流行。該系統(tǒng)包括各個(gè)就地設(shè)置的洼地、滲渠等組成部分,這些部分與帶有孔洞的排水管道連接,形成一個(gè)分散的雨水處理系統(tǒng)。通過雨水在低洼草地中短期儲存和在滲渠中的長期儲存,保證盡可能多的雨水得以下滲。該系統(tǒng)代表了一種新的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,即“徑流零增長”,這個(gè)理念的目標(biāo)是使城市范圍內(nèi)的水量平衡盡量接近城市化之前的降雨徑流狀況。系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于不僅大大減少了因城市化而增加的雨洪暴雨徑流,延緩了雨洪匯流時(shí)間,對防災(zāi)減災(zāi)起到了重要的作用,同時(shí)由于及時(shí)補(bǔ)充了地下水,可以防止地面沉降,使城市水文生態(tài)系統(tǒng)形成良性循環(huán)。

 

 

 

 

 

  中水及污水處理技術(shù)


  1、中水利用技術(shù)


  由于供水價(jià)格昂貴,并慮及水源的可靠性,德國也將中水作為重要的水源之一。目前德國主要對來自浴室和洗手池的中水進(jìn)行處理利用,處理方法主要有兩種,一是生物膜法,再是利用植物及土地處理法。在德期間,考察團(tuán)訪問了一處利用生物膜法進(jìn)行中水處理利用的賓館。該賓館共有300個(gè)床位,使用率為70%。中水利用系統(tǒng)總投資為30萬馬克,已運(yùn)行6年,年處理中水2300立方米,主要用于沖洗廁所和灌溉綠地。根據(jù)運(yùn)行情況,預(yù)計(jì)7年可收回全部投資。


  2、污水處理技術(shù)


  為了維持良好的環(huán)境,德國法律規(guī)定任何受到污染的水體,必須經(jīng)過處理后方可排放。因此,德國的污水處理技術(shù)也具有國際先進(jìn)水平。考察團(tuán)重點(diǎn)考察了柏林的一處污水場。該污水處理廠占地120公頃,有員工95人,設(shè)計(jì)污水處理能力每天23萬立方米,現(xiàn)實(shí)際處理能力每天16萬立方米。污水的構(gòu)成15%為工業(yè)污水,85%為生活污水。需要指出的是,德國對污水排放的費(fèi)用要高于供水費(fèi)用,以柏林為例,每立方米的供水費(fèi)用為3.45馬克,而每立方米的排水費(fèi)用為4.85馬克,因此,污水處理是具有商業(yè)利潤。還應(yīng)指出,處理后的污水排入河道也應(yīng)向河道管理部門交納排水費(fèi)。根據(jù)該污水處理廠統(tǒng)計(jì)結(jié)果,每排放1立方米水須交費(fèi)0.076馬克。


  德國城市雨水利用帶給我們的啟示


  德國是一個(gè)水資源較為充沛的國家,多年平均降水量為800mm,且年內(nèi)和年際間分配均勻,不存在缺水的問題,但卻能大規(guī)模地推廣雨水利用技術(shù)。究其原因,一方面是通過經(jīng)濟(jì)手段,征收高額雨水排放費(fèi)用,使用戶從經(jīng)濟(jì)的方面考慮采取雨水利用措施;另一方面是應(yīng)用法規(guī)的形式規(guī)定了對新建或改建開發(fā)區(qū),必須采取雨水利用措施方能進(jìn)行項(xiàng)目立項(xiàng)。這既有利于環(huán)境改善,又可減輕雨水徑流對污水處理廠的壓力。同時(shí)德國雨水利用技術(shù)工程的設(shè)計(jì),不僅考慮了資源利用方面的因素,還將資源利用與城市景觀和環(huán)境改善融為一體,因此,使雨水利用技術(shù)更具生命力。

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