德国雨水收集管理系统的发展状况

日期: 2016-11-10    作者: 凯仕利

    德国对雨水在城市生态系统中的作用有了较早的认识和研究。从 20 世纪 80 年代至今,其雨水管理思想有了较大的转变,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。因此从技术和管理的角度看,德国在雨水管理


域已形成了较完备的管理框架和技术支撑体系。



    从技术层面理解,雨水管理体现为雨水的处置和利用,其指导思想是通过安全、经济、可靠的技术手段对降水进行收集、传输和处置,以减少排入公共雨水或污水管道的


水量,并使降水尽可能得到处理和使用,而雨水管理的实施有赖于法律和规章制度的建设。 在法规建设方面,联邦水法、建设法规和地区法规以法律条文或规定的形式,要求


加强对自然环境的保护和水的可持续利用。联邦水法的政策导向表现为:优化生态环境,保持生态平衡,这为各州的法规建设确立了基本依据。在 1986 年的水法中将水供应


的技术可靠性和卫生安全性列为重点,而对于生态平衡,仅在第一章中提出了预防性的观点,即每一用户有义务节约用水,以保证水供应的总量平衡。到了 1996 年,其补充


条款中则增加了对水的可持续利用的理念的强调。为了保证水的利用效率,要避免排水量增加,即排水量零增长。在这种背景下,建设规划导则规定:在建设项目的用地规划


中,要保障雨水下渗用地,并通过法规进一步实。各州的具体落实方式不同,但在其法规中都规定:除了特定情况外,降水不能排放到公共管网中;新建项目的业主必须对


雨水进行处置和利用。



    在经济手段方面,为了实现排入管网的径流量零增长的目标,各城市根据生态法、水法、地方行政费用管理条例的规定,制定了各自的雨水费用(也称为管道使用费)征收


标准,据此并结合当地降水状况、业主所拥有的不透水地面面积,就可计算出应缴纳的雨水费 (由相应的行政主管部门收取)。此项资金主要用于雨水项目的投资补贴,以鼓励


雨水利用项目的建设。雨水费用的征收有力地促进了雨水处置和利用方式的转变,对雨水管理理念的贯彻有重要意义。



    在城市雨水处置基本方式方面,德国的雨水处置方式有多种,按照目的主要分为雨水利用、截蓄蒸发和雨水下渗三类。在雨水利用方面,屋顶雨水水质较好,经过简单处


理就能达到日常杂用水水质标准。2002 年 4月,DIN1989(德国工业标准)对雨水利用技术进行了全面总结,完善了贮水器、过滤器和控制装置的产品标准。在截蓄蒸发方面,


可以利用下渗洼地、绿化屋面、截蓄水塘等收集雨水,这有助于减小径流产量和迟滞产流速度,同时改善局域小气候。屋顶绿化被认为是最经济和易于维护的方式,适用于学


校、游泳馆、公共建筑的平面屋顶。为了发展屋面绿化技术,德国景观建设研究协会(FLZ) 2002 年修订了该项技术的规划、建设和养护规范,提出了指导性的建设方针,


水利用专业协会(FBR)也于同年出版了《屋面绿化与雨水利用合成技术》手册。雨水下渗应是被优先选择的雨水处置方式。它对土壤、可利用的土地面积有一定的要求:土壤的


下渗率应为 10.3-10.6m/s,渗透表层有不少于 30cm 厚的原土覆盖层,用地面积为汇水面积的 10% -15%。2002 年 1 月,德国水、废水和固体废弃物协会(ATV)推出了 ATV-


DVWH-A 138 工作手册,对雨水下渗设施的规划、建设和运行管理作了详细规定,并提出了更合理的土地利用方式,同时还对雨水利用和下渗组合工艺提出了指导性建议。



   在雨水水质分类与处置设施的选择方面,由于受城市地理位置、汇水面条件、大气质量、降水季节、降水间隔、降水历程、气温、清扫情况等因素的影响,雨水径流的水质


变化较大。为了对产流进行利用,各州依据联邦水法和州水法规定,对由不同汇水面造成的污染程度作了定性的划分,形成了相应的水质类型表格。该表格将城市不同汇水面


产流水质大致分为 3 类,即轻度、中度、重度污染。轻度污染径流不会对环境造成损害,可不进行预处理便进行下渗;中度污染径流需经单独的预处理或下渗设施处理后方


允许渗透到地下;重度污染的径流则必须排放到管道系统去作进一步处理或经完善的预处理设施处理后才被允许渗透到地下。ATV-DVWH-A 138 工作手册中对雨水的水质和选


择雨水处置设施及应达到相应的处理目的都有明确的规定。在实施雨水管理的过程中,选择处置设施是管理思路在技术层面的最终落实,其依据是水质条件和处置目的。城市


雨水处置方式的选择贯彻了雨水管理的思路,即尽量避免城市雨水径流排入公共管网,使城市范围内的水循环接近地区的自然状况,以保护城市水文生态系统和水环境。由于


不同处置方式的占地和处理效率不同,因而应当根据实际情况进行选择。例如:当渗透池用于公路两侧时,能够较好地截留道路径流、长时间蓄水并去除污染物;而渗井由于


占地少、有一定的除污效果,可用于老城区排水系统的改造;潜流式人工湿地主要用于去除有机污染物,由于占地大而多分布在城郊。



    在城市雨水管理的应用技术研究层面上,主要集中于:(1)交通路面径流污染控制技术,交通路面染负荷高,污染物难于处理,同时其分布广泛,影响范围大。目前主要是


研究路面径流对道路两侧处置构筑物的长期影响效应,研制有针对性的处理设施。(2)多种构筑物的组合处理技术。多种构筑物组合能够充分发挥各自的优势,可取得更好的处


理效果。例如,洼地—渠—管道下渗系统具备多种功能,处理效果好,可延缓汇流时间,便于雨水的就地处理,而且布置灵活,故得到了广泛应用;渗井—管道—渠道下渗系


占地少、有一定的除污效果,适用于建筑物密度较高的旧城区的排水系统改造;开发出的渠道填料系统能够用于大面积工业区的雨水收集和贮存,已有处置宝马公司 6hm2不


透水地面雨水的实例。(3)其他机理研究,如雨水长期下渗时污染物对土壤的环境效应;环境经济类研究,如雨水分散处理系统的经济评价;规划管理类的实际应用,如利用 


GIS技术对雨水处置方案进行规划设计;工程应用性研究,如应用潜流式人工湿地处理雨水,与雨水处置有关的技术的研究与应用带动了相关产业的发展。目前,德国雨水利


用技术已经进入第三代,在完善的技术标准指导下广泛应用于社会生产、生活的各个领域,为城市水的可持续利用提供了技术保障。



    总之,在德国,城市雨水管理是促使城市水循环按照自然规律进行的系统工程,其产生、发展和进步取决于对人与自然关系的深刻认识和反思。德国的雨水管理理念的出


点是保持城市生态平衡,通过采取法律、经济和技术的综合措施,使城市降水尽可能地纳入水的自然循环,以削减地表径流量、降低污水处理厂负荷、迟滞产流过程和增加


地下水补给,实现城区的良性水循环,为经济和社会的可持续发展提供良好的基础条件。


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