A. 城市初期雨水收集與處理的探討
城市初期雨水收集與處理的探討
隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重,雨水徑流污染愈加嚴重,尤其是污染物較多的初期雨水。下面就來看看城市初期雨水收集與處理的探討吧。
1 國內外城市雨水利用現狀
1.1 國外城市雨水利用
從20世紀80年代開始,世界各國就開始探索雨水資源化利用。目前世界上很多國家已經認識到了雨水的利用價值,採用各種技術、設備和措施對雨水進行收集、利用、控制和管理。美國、加拿大、義大利、德國、法國、日本、蘇丹、葉門、澳大利亞等五大洲約40多個國家和地區已經開展了不同規模的雨水利用與管理的研究和應用[1]。
技術方面,國外城市雨水利用的方式主要有三種:一是屋面雨水集蓄系統,收集下來的雨水主要用於家庭、公共場所和企業的非飲用水;二是雨水截污與滲透系統,道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水;三是生態小區雨水利用系統,小區沿著排水道建有滲透淺溝,表面植有草皮,供雨水流過時下滲,超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地,作為水景或繼續下滲[2]。
政策方面,許多國家和地區已經出台了相應的技術手冊、規范和標准,另外還制訂了一系列有關雨水利用的法律法規,對雨水利用給予支持。如德國聯邦水法、建設法規和地區法規均以法律條文或規定的形式,要求加強對自然環境的保護和水的可持續利用,如規定新建項目的業主必須對雨水進行處置和利用。同時,通過經濟手段控制雨水排放量,如向業主徵收不透水地面面積的雨水費用等[3]。
設備方面,專門生產雨水利用設備的廠家和公司也逐漸增多。德國GEP公司的雨水過濾器、屋頂雨水利用控制設備、雨水儲存罐等產品暢銷整個歐洲市場;德國UFT公司的流量控制和監控設備已經開始在全球20多個國家和地區銷售和使用;荷蘭WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料、整體式雨水檢查井、雨水口等雨水利用設備已經在全球30多個國家使用。
此外,德國在污水聯合會ATV規范框架下,基於水體的分類、空氣的污染狀況、匯水區域的被污染狀況、雨水處理設施的效果四個方面,做出雨水攜帶的污染負荷對水體影響的評價。根據評價結果,可以分析應該如何布置雨水處理設施或提出改進現有雨水處理設施的建議。另外還提出了雨水攜帶污染負荷對水體影響的定量評價方法,將計算出的污染負荷評價指數與水體目標指數相比較,就可以方便地評價雨水攜帶的污染負荷對水體的影響,並初步判斷應採取哪些處理措施[4]。
1.2 國內城市雨水利用
我國城市雨水利用具有悠久的.歷史,而真正意義上的城市雨水利用的研究與應用卻從20世紀80年代開始,並於90年代發展起來。總的來說技術還較落後,缺乏系統性,更缺少法律、法規保障體系。20世紀90年代以後,我國特大城市的一些建築物已建有雨水收集系統,但是沒有處理和回用系統。在技術和資金缺乏的情況下,收集後的雨水未經任何處理直接排入水體,對城市水體水質造成了很大的影響。
隨著城市和工業的發展,水源危機和雨洪危害日益嚴重。雨水作為重要的水資源加以收集利用,實行綜合治理已成為重要的新興課題。在城市總體規劃上,過去普遍採用的合流制排水系統大多數已被改制,改為分流制或截流制排水系統。但是,對於初期雨水未進行截流處理,多與中後期雨水一樣排入水體。
雨水收集利用的新技術和新設備也不斷涌現。對於大型公用建築、居住區、建築群等屋面及地面雨水,經收集和一定處理後,除用於土地入滲補充地下水,還可用於景觀環境、綠化、洗車場用水、道路沖洗、冷卻水補充、沖廁及一些其他生活用水用途。通過因地制宜的規劃設計結合雨水收集、利用設備的實施,減少用於以上用途的自來水用量,既可以節約水資源,又可以節約大量自來水費和排污費。另外還有小型雨水利用設備如一體化HDPE雨水貯存利用設備,是以HDPE密封式貯罐為基體,在罐內設置相應的機電設備。罐體可以安放在地面上或者埋入地下,自屋面或者其他集流場所收集的雨水在罐內做簡單處理。貯水可以通過自動化設備提供給沖廁、澆灌綠地、洗車、水景等用途。罐內設有水位計量裝置,最低水位時限制吸水,提示引入其他水源。該設備可廣泛應用於小型建築、別墅、洗車場、住宅的雨水收集與利用。但是這些設備中,對於初期雨水均採用棄流的方式,也沒有對棄流後的處理提出較好的方案。
目前,我國大中城市的雨水利用基本處於探索與研究階段,北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開展研究,已顯示出良好的發展勢頭。由於缺水形勢嚴峻,北京市開展的步伐較快,城市雨水利用已進入示範與實踐階段。《北京城市總體規劃(2004—2020年)》的描述,市政系統的中水將成重要水源,到2020年,中心城和新城區的雨水管道覆蓋率達90%以上,完善污水處理設施和回收系統,建立中水回用系統,使中水成為城市綠化、道路澆水、生活雜用和工業冷卻等主要水源[1]。通過一批示範工程,爭取用較短的時間帶動整個領域的發展,實現城市雨水利用的標准化和產業化,從而加快我國城市雨水利用的步伐。
2 城市初期雨水收集處理的必要性
雨水徑流污染屬於非點源污染,具有突發性和非連續性。雨水污染的特點是:初期雨水中的污染物含量高,隨著徑流的持續,雨水徑流的表面被不斷沖洗,污染物含量逐漸減小到相對穩定的濃度[5]。
隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重,雨水徑流污染愈加嚴重,尤其是污染物較多的初期雨水。據調查,某些地區的初期雨水的污染物指標最高值已遠遠高於典型城市生活污水。北京市曾經對道路地面徑流雨水污染情況進行過測試,與《污水排放綜合標准》(GB 8978—96)及《地表水環境質量標准》(GBZB1—99)相比,SS、BOD5和COD指標的最高值均超出許多。可見,初期雨水攜帶的污染負荷相當高且難於控制,已經嚴重超出直接排放水體的標准[6]。因此,對於城市初期雨水進行收集處理是十分必要的。
3 初期雨水收集處理問題及建議
3.1 初期雨水量的計算
既然要進行初期雨水的收集處理,初期雨水量的計算是必不可少的。但是目前在我國對初期雨水量還沒有較為統一準確的計算方法。綜合設計院設計人員的經驗,一般按照下雨10 min或者15 min的時間來計算初期雨水量。依據《給水排水工程快速設計手冊》中相關要求,確定建設項目初期雨水收集時間為5 min,根據實際工程經驗計算出降雨歷時為8 min,由此按降雨歷時8 min計算初期雨水流量。這些不同的計算方法並沒有註明適用條件,在具體設計中不知如何選用。因此,期待有更准確的計算方法,標注有清楚的使用條件以及較為精確的公式系數,為初期雨水的設計提供理論依據。
3.2 初期雨水的截流
隨著初期雨水的危害性被人們所認知,在我國一些大中型城市的規劃設計中,已經開始考慮到初期雨水的收集處理。由於道路初期雨水的污染最為嚴重,首先開始引起重視的是道路初期雨水的分流問題。在排水系統為合流制或截流制的城市,怎樣把初期雨水截流到生活污水管網成為最普遍的問題。
若採用截流,當雨量較大時,後期的雨水必然會對污水處理廠產生負荷沖擊,由此帶來截流管徑應該取多少的問題;若按照截流井的做法把初期雨水截入污水系統,溢流井應該按照怎樣的條件設計;如何確定截流井的截流倍數;截流點至匯流面積內不同距離也導致截流的不科學性,通常會出現該截流的污水流入了水體,水質較好的雨水進入了污水處理廠,因此是否應該採用截流和調蓄相結合的方式。諸如此類的問題在具體設計中經常遇到。由於國外的污水雨水排水系統多為雨污分流制,因此少有合流制和截流制的技術經驗可借鑒。在我國初期雨水收集處理的經驗較少的情況下,對於這些問題的解決就依靠設計者從失敗中總結經驗,得出適合我國國情的初期雨水截流的方法。
3.3 初期雨水的污染負荷對水體影響的評價
前面已提到,德國在ATV規范框架下,做出雨水攜帶的污染負荷對水體影響的評價。根據評價結果,可以分析應該如何布置雨水處理設施或提出改進現有雨水處理設施的建議。我國現階段對雨水的收集處理還沒有較系統的污染負荷評價方式,對雨水的收集也未根據水質而分類處理。因此,學習引進國外先進的經驗技術,對我國雨水收集技術的發展是相當必要的。
3.4 初期雨水的處理方法
我國目前對初期雨水的收集處理還處於初期階段,收集初期雨水僅僅是不讓其排入水體污染水質,但對於初期雨水的處理和回用考慮得相當少,多數直接排入市政生活污水管網。初期雨水中含有的污染物濃度較高,尤其是道路初期雨水,直接排入生活污水管網會給污水廠帶來較大的負荷。另外,屋面初期雨水中污染物的含量雖高,但是多為固體顆粒和無機雜質,經簡單沉澱處理後水質也可以達到較好的標准。因此,對於初期雨水的處理和回用應該分具體情況而定,找出針對不同區域初期雨水的處理利用方式,做到珍惜水資源,充分利用雨水資源。
筆者認為,對於道路初期雨水,可以在截流時設置一些穩定塘作為雨水調節池,根據初期雨水量確定調節池的容積,中後期雨水溢流到水體中,雨水調節池設計成穩定塘,可就地處理初期雨水。對於屋面初期雨水,可在小區內設置集中的小型初沉設備,初期雨水經收集和簡單處理後,排入小區內的水景系統或澆灑綠地,如果污染較為嚴重未達到回用標准,則可以在小區內建設小型景觀式或園林式人工濕地,通過人工濕地對初期雨水進行再處理,同時也可以豐富小區綠化樣式。
4 小 結
(1)將棄流的初期雨水直接排入城市周邊水體或排入市政排水管網會嚴重破壞水體生態環境或者給城市污水處理廠帶來負荷沖擊。因此,從城市水處理的整體角度和長遠角度來看,城市在道路建設和小區等工程項目中,都應該設計相應的雨水收集設施,同時要把初期雨水收集處理的問題考慮在內,做出在不同情況下針對初期雨水的不同的收集及處理方案。
(2)目前初期雨水的危害已受到廣泛重視,我國部分大中型城市的建設中也開始考慮初期雨水。但是缺乏經驗,在設計中存在一定的問題:初期雨水的計算還沒有較為准確統一的設計依據;城市排水系統如何截流初期雨水,以及截流後的初期雨水如何處理還未得到較好的解決;污染負荷相對較小的屋面初期雨水也沒有得到普遍的收集和充分的利用。同時缺少較為系統的污染負荷評價方法來輔助分析初期雨水的處理方案。
(3)對於道路初期雨水,可在截流時設置一些雨水調節設施,就地處理初期雨水,減輕污水廠負荷。對於屋面初期雨水,可在小區內設置小型處理設備,初期雨水經簡單處理後作為水景和綠地用水;或者在小區內建設小型景觀式或園林式人工濕地,對初期雨水進行處理,豐富小區綠化樣式。
;B. 請問關於雨水收集回用的意義及展望
雨水的收集回用為小區生活雜用水提供了新的供水途徑,緩解了目前用水緊張的現狀,減輕了城市雨水排水的壓力;雨水的收集回用減少了路面積水,方便了行人,避免了暴雨時雨水積蓄對環境的破壞,減少了污染;雨水的收集回用相比城市自來水的價格,雖然前期投資比較大,但是從長遠來看,雨水的利用節約了傳統的雨水排放中統一收集、處理以及長距離管道輸送的投資。可見,雨水的收集回用使環境、社會以及經濟效益和諧統一,意義重大。
近年來,隨著海綿城市理念的提出,人們對雨水的再利用逐步重視起來。但是,達到全國范圍內居住小區雨水收集回用系統真正的建成並投入使用還有很大的差距,經濟及技術等條件的限制導致絕大多數小區並沒有實現對雨水的二次利用。對此,還需在以下幾個方面繼續深入研究:第一,應加大對雨水收集利用的科研力度,為雨水的回用提供強大的理論支撐;第二,強化人們的節水觀念,加大對雨水收集回用的宣傳教育;第三,由於我國對雨水的利用尚處於起步階段,所以政府應進行宏觀調控,出台相關的配套政策,並給予一定的財政資助,進一步推進雨水二次利用的發展和實施,以促進人和水的和諧發展。
C. 雨水可以回收利用嗎,
以往,雨水都是直排河道,常常會造成水位升高。雨水到底能不能實現回收利用呢?從浙江嘉興區住建局獲悉,位於秀洲新區的萬科金域緹香小區就有一套將雨水回收利用的系統,可以將路面、綠化帶、屋頂等區域的雨水回收,通過一定技術的處理達到回用、節水的效果。
就是將路面公共區域、綠化帶、屋頂的雨水通過收集管網匯流至初期雨水棄流裝置內,首先將降雨初期含泥沙顆粒較多的雨水截留去除,隨後的降雨則通過棄流池裝置進入蓄水池內儲存,通過提升泵進入高效氣浮設備中,降解雨水中的COD等污染物。
處理後潔凈的中水流入清水池中進行消毒,然後通過變頻泵加壓後輸送至各個用水點,主要是用於綠化澆灌。浙江嘉興萬科房地產開發有限公司相關負責人介紹道,如果完全採用自來水作為綠化澆灌用水,按照自來水3.1元/噸計算,一年就要花費2403653.1=271560元,而水處理設備一年的運行費用在七八萬元,一出一進,差不多就可以節約近20萬元水費。
從區住建局了解到,這是秀洲區雨水利用示範工程項目的一個試點,也是低影響開發理念的實踐。通過自然生態的方法實現雨水的凈化利用,是一種削減徑流量、增加新水源、減輕污染和美化城市環境的生態技術。
小區在建設時,直接將雨水回收利用工程設計進去,很大程度上可以減少政府在大型污水處理廠、收集污水管線和擴建排洪設施上投入的資金,不僅解決雨季雨水四溢、旱季花錢買水的難題,還可以減輕污水處理廠負荷,提高城市污水處理廠的處理效果,又可以降低城市洪水壓力和節省封閉路面下的排水管網負荷。
新小區可以有雨水回收系統,那麼我們住在老舊小區的怎麼辦?我們住在頂樓,一到梅雨季節,屋頂上、牆面上或多或少都出現過雨漬斑點,這樣的問題可以解決嗎?針對雨水回用是否只能適用在新建小區等市民普遍關心的問題,區住建局相關專家表示,如何將雨水回收利用好,一直是秀洲區在低影響開發理念中的一個課題。對於老舊小區,我們可能會注重在屋頂集雨工程的建設。
與此同時,還會將這種低影響開發滲透到生態綠化道路的建設中來。既能加大路兩旁雨水滲透,補給淺層地下水,又可以起到凈化功能。此外,今年,嘉興作為浙江省唯一入選海綿城市建設的試點城市,如何做好雨水的滲滯蓄凈用排?如何對示範區進行改造?秀洲區的具體實施方案正在進一步研究中。
D. 雨水收集設備能不能解決城市內澇
可以暫時緩解
首先,雨水回用目前多集中於屋面雨水收集,因為水質相對清潔,回收成本降低,而屋面只佔城市面積的一部分,所以是有局限性的。
其次,雨水收集需要一定的貯存空間,在城市面積擁擠的今天,註定不能成為大面積採用的方法,而在地下開挖收集池又存在地下管網復雜,土方成本高,後續維護困難以及泵送成本的一些列問題。
再次,雨水與清潔水源不同,長時間放置會出現發臭等問題,因此貯存期短,需要在降雨(一般一周內)之後及時利用或者排空,如果不能及時清理還會導致衍生問題。目前雨水利用以澆灌為主,如果和中水一般列為沖廁用水,則需增加管網成本,且水量也難以保持問題,水質更是堪憂。
E. 請問(雨博士)雨水收集利用技術措施有哪些
為您服務是我的榮幸,您滿意是我們努力的目標。
我們將以更努力地服務和更好的產品,為您做更好的工程。
關於您的問題雨水收集利用技術措施有7項:
1、完善各種集水面雨水收集系統,如採取源頭截污措施,初期雨水棄流或分流。
2、合理設置調蓄池(塘)有條件時盡量減少多功能調蓄設施
3、各種滲透裝置及其配水系統
4、合理選擇處理凈化工藝和措施,有條件時重點選用雨水濕地,雨水生態塘、雨水花壇扥自然生態處理措施
5、發展和建設人工水體自凈和水質保障系統,大力推廣植被淺溝技術
6、考慮雨水回用與景觀園林相結合(噴灌,綠化,噴泉等)
7、考慮雨水循環利用的可行性,並合理設置相應的提升系統和安全溢流系統等。
F. 雨水回收系統的工作原理是什麼
雨水收集利用系統是抄採取入滲、滯蓄系統、收集回用系統、調節等系統組成。
建築與小區應該優先採用入滲、滯蓄系統,地下建築頂面的透水鋪裝及綠地最適合設計增滲設施系統。
雨水收集利用系統應滿足一下條件:
①
雨水入滲、滯蓄系統合理利用場地空間
②
收集回用系統應當設計收集、截污、儲存、處理以及回用等設施
③
調節系統應設計收集、調節以及溢流排放等設施
④
雨水收集回用系統應當根據規模確定
雨水收集利用系統不是以上說的都可以運用,我們應當根據實際問題來解決問題並以設計,設計雨水收集利用系統全靠靈活運用,並加以改善完善。
望採納~~~
G. 城市雨水收集與回用
隨著人們環保意識的增強,城市雨水的收集利用會逐步發展起來。這也就需要有關部門轉變城市治水思路,先發展雨水利用工程,再建雨水外排系統,積極推動城市雨水利用與管理進程,使雨水利用系統能夠在大多數城市得到推廣和應用。本文作者結合多年來的工作經驗,對城市雨水收集與回用進行了研究,具有重要的參考意義。
伴隨著城市化建設,城市中建築屋面、路面、廣場、停車場地等表面大部分均進行了硬化處理,這些硬化處理雖然滿足了美觀、舒適、整潔的要求,但也為人類帶來了一定的隱患。降落的雨水主要依靠地表徑流;而近年來全球極端氣候致使暴雨、特大暴雨頻發,我國多個城市(北京、武漢、深圳、廈門等)發生內澇災害,嚴重危及人民群眾的生命財產安全和城市的正常運行。
與發達國家相比,我國存在城市排水標准偏低、缺乏應對特大暴雨的內澇防治系統、相應的預警及應急措施不完善等問題,這直接削弱了城市抵禦暴雨等氣象災害的能力。為解決此類問題,2013年國務院發布了《國務院辦公廳關於做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發(2013)23號通知)。通知要求各地區積極推進低影響開發建設模式,採取蓄、滯、滲、凈、用、排相結合,實現生態排水,綜合排水。
低影響開發建設模式在國外發達國家及地區已普及幾十年,國內則剛起步。2011年將LID(低影響開發建設模式)首次寫入室外排水設計規范:應採取雨水滲透、調蓄等措施,從源頭降低雨水徑流產生量,延緩出流時間[1]。LID強調從源頭開始,全過程實施流量控制,能有效地削減降雨期間的流量峰值,減輕排水管道的壓力,降低城市內澇發生的頻率和強度。
雨水收集及回用是指針對因建築屋頂、路面硬化導致區域內徑流量增加而採取的對雨水進行就地收集、入滲、儲存、處理、利用等措施。主要包括收集、儲存和凈化後的直接利用;利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低窪地對雨水徑流實施調蓄、凈化和利用,改善城市水環境和生態環境;通過各種人工或自然滲透設施使雨水滲入地下,補充地下水資源。本文重點介紹源頭也即住宅區等小區內的雨水收集與回用。
1、雨水的收集
1.1屋面雨水收集
雨水收集回用系統應優先收集屋面雨水,不宜收集機動車道路等污染嚴重的下墊面上的雨水[2]
目前建築屋面大多採用對雨水無污染或污染較小的材料,屋面雨水水質相對較好,受外界污染影響相對較小,且其徑流量大,便於收集。
屋面雨水排放主要有以下兩種收集方式:
①屋面雨水經雨水斗收集排放至室外雨水管,經雨水管排至市政雨水管網,或者是排至室外雨水收集池,經雨水收集池溢流的部分再排至市政雨水管網。
②採用屋頂花園雨水利用系統,在確保屋面不漏水,多餘雨水水流通暢排放的前提下,植物的生長所需水量和土壤的吸水率在一定程度上提高了雨水的利用率。
1.2 地面雨水收集
地面雨水收集系統主要是收集硬化地面上的雨水和從屋面引至地面的雨水。
室外排水設計規范(2014年版)要求,地區整體改建時,對於相同的設計重現期,改建後的徑流量不得超過原有徑流量,可採取的綜合措施有下凹式綠地,設置植草溝、滲透池等,人行道、停車場、廣場和小區道路等可採用滲透性路面,促進雨水下滲,既達到雨水資源綜合利用的目的,又不增加徑流量[1]。城市排水(雨水)防澇綜合規劃編制大綱要求新建地區的硬化地面中,透水性地面的比例不應小於40%[3]。與傳統的路面相比,常見的透水瀝青、透水混凝土、草皮磚等透水地面,在使用上其透水性能有的還優於自然土壤的滲透能力。將地表徑流改為地下入滲,可以減少地表徑流,盡快補充地下水,並且更有利於環境的發展。
1.3 雨水的儲存設施
為便於回用,雨水的收集系統應設置雨水儲存調蓄設施。
儲存設施可以採用區域內景觀水體、水池等,其材料宜耐腐蝕、清潔、環保。
調蓄設施應盡量採用小區內天然的窪地、池塘等地面設施。天然條件不滿足時,可建造室外調蓄池。
1.4 雨水的棄流與外排
受空氣中粉塵及污染物的影響,初期雨水水質較差,回用較麻煩且成本高。考慮到雨水水量大,考慮將初期的雨水進行棄流,將中後期雨水進行收集回用。通過棄流初期徑流雨水就可以降低整體雨水收集的污染物濃度指標,收集到更優質的雨水。
雨水的降落量、大自然的變化多端都是無法控制的。所以,設有小區雨水系統的收集設施應設置相應的外排措施,當實際的降雨量超過了雨水系統收集設施的蓄水能力時,多餘的雨水就會形成徑流、溢流,匯到相應的雨水管道,通過雨水排水系統外排至市政雨水管網。
2、雨水的回用
2.1雨水回用的設計原則
雨水回用的設計原則主要有以下幾點:
①小區規劃中設有景觀水體時,在景觀水體的設計中,應優先選用雨水進行調蓄、補充,並設置雨水儲存設施。
②小區規劃中未設置景觀水體時,應優先考慮綠地、植草溝、透水鋪裝等入滲方式,其次考慮天然窪地、池塘等作為調蓄池,把徑流的高峰流量蓄起來,從而達到收集、處理、回收的目的。
③雨水收集回用應優先選用水質污染少,並且集水效率高的屋面雨水。屋面雨水可採用雨水入滲、收集回用或兩者相結合的方式,應根據當地的缺水情況、雨水的需求量和水質要求、雜用水量和降雨量季節變化的吻合程度、室外土壤的入滲能力以及經濟合理性等因素綜合確定。
2.2雨水回用的幾種方式
雨水回用是通過規劃和設計,採取相應的工程措施,將汛期雨水蓄積起來並作為一種可用水源,不僅可以增加城市水源,在一定程度上緩解水資源的供需矛盾,同時還可以有效地減小城市徑流量。雨水收集回用系統主要由收集、貯存、處理設施及回用水管網組成。雨水收集後需經過水質凈化設施對雨水進行水體凈化處理,當達到所需用水區域相應的排放標准後才可以使用,另外還可以起到削減外排雨水總流量及總量的作用。
目前,這些用水區域常見的雨水利用方式主要有以下幾方面:
(1)屋面雨水集蓄運用,運用屋頂做集雨面用於家庭、公共和工業等方面的非飲用水,如灌溉、沖廁、洗衣、冷卻循環、道路及廣場澆灑、消防水用水、景觀水補水等中水體系。
(2)屋頂美化雨水運用,屋頂美化是一種減少徑流量、減輕污染和城市熱島效應、調理修建溫度和美化城市。
(3)小區雨水集蓄運用,綠洲入滲,保護綠洲面積。
(4)雨水回灌地下水,在一些地址條件比較好的當地,進行雨洪回灌,人工補給地下水。
3、結語
小區雨水的收集與利用對實現雨水資源化、節約用水、雨水資源化、縮小雨水管網管徑、修復水環境、減輕城市的洪澇災害及緩解內陸湖泊的面源污染起著至關重要的作用。
我國是一個水資源嚴重短缺的國家,人均水資源量僅為世界人均佔有量的1/4,而且我國水資源分布存在顯著時空不均。近年來我國為緩解北方嚴重缺水的局面進行了南水北調工程,該項目工程量大、工期長。作為缺水地區不能坐等外部調水,應充分開發和回收利用當地一切可能的水資源,其中城市雨水就是長期忽視的一種水資源。通過雨水的合理收集與利用,補充地下水源,削減城市洪峰流量,有效控制地面水體的污染,對改善城市的生態環境、保持水土、緩解水資源緊張的局面有重要的現實意義。
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H. 中國雨水利用的狀況
劉輝
(上海市太陽能學會,上海市華山路1954號,200030,中國)
雨水利用是一項被廣泛應用的傳統技術,可以追溯到6000多年的AZTEC(阿芝台克人)和瑪雅文化時期,當時人們是把雨水用於農業生產,例如修建渠道,種植莊稼。從19世紀末,20世紀初開始,隨著現代技術的興起,先是地下水的開採在許多地方逐漸取代了雨水利用技術,接著,當代水利工程的修建,又為農業的發展,發揮了很大的作用。但是近年來,由於水資源的緊缺已成為許多地方制約經濟發展的因素,同時大型水利工程所帶來的生態環境問題也迫使人們思考和尋找其他出路,因此,近20年來,雨水利用又重新引起了人們的注意,特別是聯合國「國際供水與衛生十年」(IDWSSD)開展以來,這一技術迅速在世界各國復興和發展。
雨水利用包括生活方面的應用和農業灌溉方面的應用,不僅用在農村,也用在海島和城市。
1農村的雨水集蓄利用
下面是幾個典型的應用實例。
1.1雨水集蓄利用工程
它是在乾旱、半乾旱地區及其他缺水地區,將規劃區內及周圍的降雨進行匯集,存貯以便作為該地區水源加以有效利用的一種微型水利工程,它的構成如下:
水與發展
1.2雨水集蓄利用的經濟分析
雨水集蓄利用是否經濟合理,是有關方面關心的問題,一般集雨工程的投資回收年限為2~6年,此外,在山西、河北和內蒙古等地國家也有補貼,平均約占工程總投資的20%~30%。各地補貼是由當地條件和各種因素決定的,但總的來講,國家補助應佔到總投資的1/3或強一點較為適宜。
1.3雨水集蓄利用存在的問題
認識問題,認為雨水集蓄利用可以代替一切,或認為雨水集蓄利用只是小打小鬧都不是客觀的看法,事實上,雨水集蓄利用是在特殊的季節,特定的自然環境條件下,發揮特殊作用的小、微型水利工程。
投入不足,發展雨水集蓄利用的地區多為貧困山區,地方財力與群眾自籌能力均十分有限。群眾需求,遠遠大於所實際發展的雨水集蓄利用工程。
技術與管理問題,部分雨水集蓄利用工程的規劃布局不盡合理,影響了工程效益的充分發揮,另外,雨水集蓄利用工程的規劃、設計建設與管理還缺乏統一的標准、規范。
2海島雨水利用
我國約有7000個海島、島嶼,面積為6700km2,其中有人島433個,常住人口453萬人。多數海島基岩裸露,地形陡削,降水很少能夠儲存下來,同時大氣降水很難形成地下水,海島淡水緊缺是普遍現象,地下水量十分緊缺,且水質較差,多為苦鹹水,加上人口密度遠高於大陸,造成水資源更為緊缺。海島人曾經把海水淡化和島外調水作為解決用水的主要措施,但由於投資較大,且運行成本較高,只能望而卻步。例如海水淡化的主體設備造價1萬多元/m3,運行成本6~10元/m3,苦鹹水淡化主體設備造價5000元/m3,運行成本3~5元/m3,現在只好把視線轉移到了集雨工程上面。海島集雨的主要形式為屋頂接水、硬化路面集水、池塘蓄水。屋頂接水造價大概在300元/m3左右,一次性投資,幾乎不需要運行成本。
集雨工程的社會效益和經濟效益可通過普陀區的葫蘆島的情況得以體現。葫蘆島總面積0.94km2,全島2809人,淡水資源缺乏,人均水資源300m3,是全國的1/8,在屋頂接水之前,是「惜水如油的貧水島,過去遇到大旱季節,許多人找不到水喝,就會打架,在那時,約有50%~60%的民事糾紛是為了水,目前,有94%的家庭都搞了屋頂接水,不僅解決了用水問題,鄰里關系也好了。而且工程結束後,經防疫部門檢測:患細菌性痢疾、肝炎的居民從工程應用前的3.5‰,下降到目前的0.6‰。
3城市雨水收集及利用
目前全國670多座城市中有400多座不同程度缺水,其中缺水嚴重的城市達130多座,全國城市每年缺水約60億立方米,有些城市因地下水過度開采,造成地下水位下降,有的城市形成了幾百平方千米的大漏斗,海水倒灌數十千米。建設雨洪利用工程,將城市防洪工程與雨洪利用工程相結合,是乾旱缺水地區水資源利用的重要途徑之一。
中國城市雨水利用起步較晚,目前主要在缺水地區有一些小型、局部的非標准性應用。比較典型的有山東的長島縣、大連的獐子島和浙江省舟山市葫蘆島等雨水集流利用工程,大中城市的雨水利用基本處於探索與研究階段,但已顯示出良好的發展勢頭。
例如上海一開發區在建時有一雨水泵站,六台1000kW的機組輪流運行,把開發區內從路面收集來的雨水匯集到這里,簡單地把垃圾撿出後,再用泵泵出到河裡去。這里收集的雨水沒有經過處理,而用於澆花等。原因之一是需要澆花時應是乾旱季節,但反而在暴雨時,雨水收集得最多。所以城市雨水收集、處理後用在哪裡,倒是雨水回用普及的一個重要因素。
據說德國雨水利用技術已經到了設備的集成化階段,即從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制,都有一系列的定型產品和組裝式成套設備。這對我國雨水回用今後要發展的模式有一定的借鑒意義。
參考文獻
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