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摘要：近年来，我国的城市化进程有了很大进展，海绵城市建设也越来越受到重视。初期雨水污染的控制一直是重点问题。初期雨水调蓄池可以控制初期雨水的径流污染，在海绵城市建设中发挥着重要作用。吸收雨水是建设海绵城市的目的，因此要对雨水利用进行研究，以建立起一个基于海绵城市建设的雨水利用潜力的评价体系，并且依据当前海绵城市建设中雨水利用的情况，包括雨水利用效率、现状、经济可行性、区域生态环境以及雨水的综合需求等因素。本文首先研究了雨水资源利用潜力研究的意义，其次分析了雨水基础设施配置优化策略研究。
关键词：海绵城市；低影响开发；数据库；效益定量化；优化算法
引言
随着我国海绵城市建设的逐步推进，国家对水生态、水安全的重视程度逐渐提高，解决初期雨水的面源污染问题已经成为改善水环境的主要聚焦点。经过国内外的海绵城市建设实践，初期雨水调蓄池对于控制雨水径流面源污染有着非常明显的效果。雨水调蓄池的两大主要功能为消减排水管道峰值流量和控制面源污染。由于水资源治理方面的不足，很多地区时常遭受暴雨、洪水袭击，对人民群众的生命和财产安全构成了极大的威胁。既缺水又时常发生洪涝灾害是我国水环境的现状。同时，随着城市化、工业化的发展，水资源污染较为严重，因此，我国水资源的开发和保护迫在眉睫。
1雨水资源利用潜力研究的意义
如果通过设计、规划、工程建设等，在一定程度上将某一地区的雨水利用潜力发掘出来，在不考虑技术以及经济的前提下，采取各种办法使雨水资源得到最大程度的利用与开发，就可以认为这是该区域的雨水资源理论上的潜力。然而，任何一种办法或措施实际上都不可能完全、充分地利用雨水资源。所以，要采取综合径流系数的办法对该地区的雨水资源进行估算，利用验证模型结果建立该地区雨水利用的评价体系。目前，城市面临着洪涝灾害的问题，尤其是在城市化进程不断推进情况下，城市的洪涝灾害问题更加凸显，严重影响城市的经济发展。近年来，几乎每年的雨季都会出现城市洪灾，使社会经济和人民生活受到了极大的影响。随着我国经济的高速发展，对于水资源的需求逐步提高，因此，需要对雨水收集系统进行改进，不能让水资源成为制约城市发展的因素。充分收集利用雨水资源、采用雨污分流的方式解决城市缺水与洪涝灾害问题，对于改善水环境、减少水污染都有非常重要的意义。
2雨水基础设施配置优化策略研究
2.1调蓄流程
雨水调蓄设施的初期雨水的截留方式通常有两种。第一种是在雨水泵站后截留，出水闸井设置调水管线把需要调蓄的初期雨水输送至调蓄池。当调蓄池充满雨水后，关闭调水管线闸门，雨水流向河道。该方式的优点是调水管线埋深较浅，缺点是泵站需水泵运行提升后方可实现调水功能；第二种是在雨水泵站前截留，在雨水泵站前设置截留井，通过相应闸门控制，使初期雨水优先进入调蓄管道，流向调蓄池，当调蓄池充满后，雨水流向泵站，通过雨水泵站排向河道，该方式优点是调蓄雨水时无需开启泵站，缺点是调水管道及调蓄池埋深较深，投资较大。
2.2集流
雨水集流是雨水综合利用的重要组成部分，收集雨水不仅能缓解水资源短缺的问题，还可以减轻排水系统负担。收集到的雨水可以用于各种植被景观的浇洒用水，也可以在处理后作为饮用水源。还可以设计不同的雨水综合利用系统，将雨水更加合理利用，例如将雨水导入路边植草沟并储存利用从而实现路域植被的恢复等。雨水集流还需注意由于初期雨水的污染程度较高，应做相应的区分，对初期雨水进行弃流或其他处理。对于西北干旱地区，集流至水窖的雨水可以是重要的水资源。应将初期雨水与后期雨水分散储存，在保证用水安全的同时一定程度上缓解用水矛盾。但水窖储存水时由于水窖容积过大，常导致水中COD过高，还可能引起亚硝酸盐的增加。水窖消毒引起的副产物也会导致水中有机物含量增加，甚至破坏窖体。
2.3海绵城市建设效益指标体系建立
海绵城市效益指标体系建设方面尚没有公认和统一的标准，部分定性指标多采用定性描述而缺乏定量化的方法，对其货币化较为困难，需进一步探索社会效益的量化方法。考虑建设成效与海绵设施组合形式下，海绵设施建设全过程生命周期成本-效益分析，综合考虑海绵城市建设成效中的环境、经济和社会等多个定量定性评价指标，对建立不同海绵措施宏观配置优化决策指标体系尤为关键。
2.4调蓄池冲洗
由于初期雨水在调蓄池中停留，将在调蓄池中沉淀积泥，因此需要对调蓄池进行不定期的清洗。如果完全采用人工清洗，不但危险，而且费力。在条件允许的情况下，调蓄池应设计自动冲洗水系统。目前，调蓄池的自动冲洗方式主要有水力喷射器清洗，水力冲洗翻斗清洗，液压拍门冲淤系统清洗，机械刮刀清洗，移动清洗设备清洗，潜水搅拌器清洗，真空自冲洗系统清洗等。其中，真空冲洗方式具有自动冲洗，无需外动力，无需外部供水，设备位于池外，便于检修，冲洗距离长的优点，比较适合调蓄池的冲洗。真空冲洗的运行过程为，调蓄池进水形成存水室水封后真空阀打开，随着调蓄池的进一步进水，存水室中水位到设计高度后，真空阀关闭，存水室中水位将一直维持，待调蓄池排空后，破坏存水室中的真空对调蓄池进行冲洗。
2.5引入社会资本在海绵城市建设中发挥作用
我国的海绵城市建设主要依靠政府管控，并且主要集中在尚未建成的新城区，对老城区雨水设施的改造关注较少。而国外不仅有政府宏观协调，还发动民众积极参与雨水设施建设管理，有效缓解资金紧张的问题。当然，完善资本参与竞争制度，健全相关法律法规体系，使社会资本在海绵城市建设中有完善的社会秩序，健全海绵城市雨水利用管理体系依旧是一大挑战。
2.6海绵设施的优化布局
建立海绵设施优化布局与建设成效之间的非线性响应关系，以此为基础将海绵设施基础数据库、成本-效益体系及优化算法配置方案结合，构建灰-绿雨水设施多目标支持决策系统。与此同时，考虑单体模型与区域尺度模型的耦合，灰-绿-蓝系统的耦合，构建多目标优化的城市雨水管理模型是未来研究的重点。
结语
综上所述，海绵城市建设能够在很大程度上保障城市用水，保护水环境的安全，而雨水利用潜力是海绵城市建设的重要指标。本文通过对雨水利用现状、生态环境状况、经济可行性以及雨水的需求量进行较为全面的分析，用多项指标对区域雨水资源利用的潜力进行了客观评价。对各项指标采取分级指标法反映区域内雨水资源利用的潜力，采用模糊综合评价法和层次分析法对海绵城市建设中雨水资源利用潜力进行科学评价，并根据评价结果进行相应的改进建设，为各地雨水资源利用、水资源保护、生态环境保护提供参考。
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