摘要:城市雨水利用是一個新興的具有良好市場前景的領(lǐng)域,在水資源嚴重短缺的情況下,積極開發(fā)利用與水資源,可作為城市的重要水源之一,為水資源的長期可持續(xù)發(fā)展提供了有效途徑,本文對國內(nèi)外雨水利用現(xiàn)狀和技術(shù)進行了闡述,其中雨水的滲透,收集系統(tǒng)使用比較廣泛,是目前雨水利用的主要措施。
關(guān)鍵詞:入滲,收集回用,調(diào)蓄排放
我國的水資源非常匱乏,人均水資源占有量很低。隨著近年我國城市化進程的高速發(fā)展,城市用水資源更加緊張,而大量的地表、道路、房屋等不透水面積的增加,使城市的降水滲入量大大減少,而突遇特大降雨的時候,城市排水設(shè)施的容量往往不足以排出暴雨流量,產(chǎn)生城市內(nèi)澇,近兩年的北京城市內(nèi)澇已經(jīng)對城市排水建設(shè)提出了嶄新的問題,也迫切需要在技術(shù)上加強對雨水的回用,做到供水、防洪、保護生態(tài)環(huán)境同時發(fā)展。
國外雨水利用現(xiàn)狀:從20世紀80年代開始世界各國已經(jīng)開始了探索雨水資源化利用,世界上很多國家已經(jīng)意識到了雨水利用的價值。很多國家已經(jīng)開展了不同規(guī)模的雨水利用與管理的研究和應(yīng)用。如德國計劃將國內(nèi)80%的路面改造為透水地面;日本也已經(jīng)大規(guī)模鋪設(shè)透水性地面;發(fā)達國家已經(jīng)出臺了有關(guān)雨水利用的相關(guān)標準和規(guī)范法規(guī)等。并且目前發(fā)達國家也有很多專門從事雨水利用的廠家逐漸壯大,形成一定規(guī)模。
國內(nèi)雨水利用現(xiàn)狀:在我國,雖然對雨水利用有著悠久的歷史,但是真正的開始研究利用還是從本世紀80年代開始的,而且我國國家還是缺少技術(shù)標準,規(guī)范和法律法規(guī)等來規(guī)范這個產(chǎn)業(yè)。目前我國雨水利用與發(fā)達國家相比還有很大差距,處于開發(fā)和探索階段,在甘肅與寧夏等西部城市開發(fā)了一些工程,取得了一些成果,在北京、上海、大連等一些城市也有了一些雨水利用工程,也取得了一些成果,對我國的雨水利用技術(shù)進步起到很大的推動作用。
雨水利用不僅是開源節(jié)流的一條途徑,而且對生態(tài)環(huán)境的改善,水污染的控制等方面也具有積極的意義。雨水利用主要有以下三種方式:收集回用,調(diào)蓄排放和土壤如滲。其中調(diào)蓄排放系統(tǒng)的功能主要是減輕城市洪澇,符合規(guī)范(《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》)的要求,規(guī)范也推薦了相應(yīng)的適用場合,為削減城市洪峰或要求場地的雨水迅速排干時,宜采用調(diào)蓄排放系統(tǒng)。雨水利用方式選擇的基本思路為:地面雨水采用如滲,屋面雨水采用如滲還是收集回用由技術(shù)經(jīng)濟比較決定,地面雨水采用入滲而不收集的主要原因是:1.地面特別是路面雨水污染嚴重,COD和SS等主要指標比屋面雨水成倍增高;2收集效率低,特別是綠地收集效率很低,是屋面雨水的1/4到1/5.
一、雨水收集回用
1.屋頂集雨一般是將雨水通過雨水管收集,再通過過濾技術(shù)去除徑流中的顆粒物質(zhì),然后再將水引入蓄水池貯蓄,再通過水泵將水輸送到用水單元,一般用于沖廁或灌溉綠地等。
2.雨水收集后的處理:雨水收集后的處理過程與一般的水處理過程相似,雨水的污染物主要來自于污染物顆粒沉降、大氣中淋溶的污染物、垃圾的積聚以及交通運輸?shù),污染物的組成和性質(zhì)與路面的材料、路面的老化程度、路面的清潔度及因為雨水生化性較差,主水土流失等情況有關(guān)。有關(guān)資料表明,雨水水質(zhì)變化的總規(guī)律是初期雨水污染嚴重,COD和SS濃度高,受降雨強度、降雨量和時間間隔等因素影響嚴重,受降雨歷時的延長,污染物的濃度也隨之降低。因為初期雨水收到污染,需要棄流,棄流后的污水,經(jīng)簡單的混凝沉淀、過濾處理后,雨水滿足城市生活雜用水和景觀用水水質(zhì)標準。如對處理后的雨水有更高的要求,亦可采用膜處理等工藝,但因雨水量是隨機的不是固定的,雨水處理設(shè)備的空置時間通常比較長,故不推薦使用過于復(fù)雜的處理工藝。
二、雨水調(diào)蓄排放
1.綠地水域攔蓄:
利用湖體貯存雨水,如果城市建設(shè)區(qū)域內(nèi)有天然湖體,可以利用湖體作為雨水收集池,這樣不僅可以節(jié)省大量的建設(shè)費用,獲得較大的雨水貯存空間,而且有利于改善湖體的水質(zhì),是直接進行雨水收集利用的行之有效的方法。
2.建設(shè)蓄水池貯存雨水,如果建設(shè)區(qū)域內(nèi)沒有可利用的雨水貯存設(shè)施,可以根據(jù)雨水的回用量建設(shè)地下或地上蓄水持貯存雨水。
3.利用景觀水池貯存雨水,利用景觀水池貯存雨水也是對區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有貯存空間的科學(xué)利用,不僅可以節(jié)省工程投資,而且用雨水代替景觀用水可以節(jié)約水資源。
三、雨水間接利用技術(shù)-滲透
雨水滲透技術(shù)是一種間接的雨水利用技術(shù),是合理利用和管理雨水資源改善生態(tài)環(huán)境的有效方法,與雨水直接排放和雨水收集、儲存、處理與利用的方案相比,他具有技術(shù)簡單,設(shè)計靈活,易于施工,投資少,環(huán)境效益顯著等特點。對于我國有些地區(qū),由于開采地下水過度而導(dǎo)致地下水水位下降,如能將地下水收集處理后回灌地下,可有效補充涵養(yǎng)地下水,同時還能對暴雨洪水起到調(diào)蓄作用,可削減洪澇災(zāi)害。
雨水滲透技術(shù):分為自然滲透和人工滲透。自然滲透指綠地和天然河溝等滲透,進而補給地下水。人工滲透指利用人工滲透設(shè)施進行滲透。以下是對目前常用的滲透設(shè)施的優(yōu)缺點進行的簡單總結(jié)歸納:
回灌干式深井回灌容量大,可直接向地下深層回灌雨水,起到涵養(yǎng)地下水的作用,防止由于過量開采地下水造成的地面下陷等問題。對地下水位和雨水水質(zhì)有較高的要求,在受污染的環(huán)境中有污染地下水的潛在威脅
濕式深井
國內(nèi)應(yīng)用實例:目前我國大城市的雨水利用基本屬于探索與研究階段。2008年,北京奧林匹克公園內(nèi)的雨水回收系統(tǒng)正是啟用,標志著我國的城市雨水資源化利用上了一個大臺階,國家體育場“鳥巢”的雨洪利用系統(tǒng)只要是利用分布在鳥巢鋼結(jié)構(gòu)屋面雨水斗和地面草坪等處的雨水口,將雨水徑流在暴雨時收集到地下集水池內(nèi),收集的雨水經(jīng)過凈化后作為中水回用。今年,北京也開始了透水路面的研究也在奧林匹克公園內(nèi)有了應(yīng)用。在奧林匹克公園內(nèi)的這些雨水利用系統(tǒng),經(jīng)受住了北京近兩年的暴雨考驗,在城內(nèi)大部分地區(qū)排水不暢導(dǎo)致城市內(nèi)澇的時候,奧體公園還是排水通暢,沒有出現(xiàn)園內(nèi)積水的情況。事實證明合理而有效的利用雨水,對緩解我國的水資源不均及城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)均有積極意義。
結(jié)論:城市雨水利用作為公益事業(yè),不僅具有環(huán)境生態(tài)效益還有潛在的經(jīng)濟效益和社會效益。城市雨水得以有效利用,可以減輕城區(qū)因雨水徑流導(dǎo)致的面源污染,減少對城市河湖的水體污染,涵養(yǎng)地下水,維護生態(tài)平衡。實施雨水利用工程,可以減少城市污水處理廠、污水管線和防洪設(shè)施的投資,實施雨水利用工程對補充城市水源,緩解城市供需水矛盾具有重要意義,雨水利用有良好的產(chǎn)業(yè)前景,能形成新的經(jīng)濟增長點。
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