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雨水回用系统可能遇到的问题

发布时间:2023-03-01 12:11:44

A. 城市初期雨水收集与处理的探讨

城市初期雨水收集与处理的探讨

随着城市大气污染及地面污染的严重,雨水径流污染愈加严重,尤其是污染物较多的初期雨水。下面就来看看城市初期雨水收集与处理的探讨吧。

1 国内外城市雨水利用现状

1.1 国外城市雨水利用

从20世纪80年代开始,世界各国就开始探索雨水资源化利用。目前世界上很多国家已经认识到了雨水的利用价值,采用各种技术、设备和措施对雨水进行收集、利用、控制和管理。美国、加拿大、意大利、德国、法国、日本、苏丹、也门、澳大利亚等五大洲约40多个国家和地区已经开展了不同规模的雨水利用与管理的研究和应用[1]。

技术方面,国外城市雨水利用的方式主要有三种:一是屋面雨水集蓄系统,收集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水;二是雨水截污与渗透系统,道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水;三是生态小区雨水利用系统,小区沿着排水道建有渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水流过时下渗,超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地,作为水景或继续下渗[2]。

政策方面,许多国家和地区已经出台了相应的技术手册、规范和标准,另外还制订了一系列有关雨水利用的法律法规,对雨水利用给予支持。如德国联邦水法、建设法规和地区法规均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,如规定新建项目的业主必须对雨水进行处置和利用。同时,通过经济手段控制雨水排放量,如向业主征收不透水地面面积的雨水费用等[3]。

设备方面,专门生产雨水利用设备的厂家和公司也逐渐增多。德国GEP公司的雨水过滤器、屋顶雨水利用控制设备、雨水储存罐等产品畅销整个欧洲市场;德国UFT公司的流量控制和监控设备已经开始在全球20多个国家和地区销售和使用;荷兰WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料、整体式雨水检查井、雨水口等雨水利用设备已经在全球30多个国家使用。

此外,德国在污水联合会ATV规范框架下,基于水体的分类、空气的污染状况、汇水区域的被污染状况、雨水处理设施的效果四个方面,做出雨水携带的污染负荷对水体影响的评价。根据评价结果,可以分析应该如何布置雨水处理设施或提出改进现有雨水处理设施的建议。另外还提出了雨水携带污染负荷对水体影响的定量评价方法,将计算出的污染负荷评价指数与水体目标指数相比较,就可以方便地评价雨水携带的污染负荷对水体的影响,并初步判断应采取哪些处理措施[4]。

1.2 国内城市雨水利用

我国城市雨水利用具有悠久的.历史,而真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却从20世纪80年代开始,并于90年代发展起来。总的来说技术还较落后,缺乏系统性,更缺少法律、法规保障体系。20世纪90年代以后,我国特大城市的一些建筑物已建有雨水收集系统,但是没有处理和回用系统。在技术和资金缺乏的情况下,收集后的雨水未经任何处理直接排入水体,对城市水体水质造成了很大的影响。

随着城市和工业的发展,水源危机和雨洪危害日益严重。雨水作为重要的水资源加以收集利用,实行综合治理已成为重要的新兴课题。在城市总体规划上,过去普遍采用的合流制排水系统大多数已被改制,改为分流制或截流制排水系统。但是,对于初期雨水未进行截流处理,多与中后期雨水一样排入水体。

雨水收集利用的新技术和新设备也不断涌现。对于大型公用建筑、居住区、建筑群等屋面及地面雨水,经收集和一定处理后,除用于土地入渗补充地下水,还可用于景观环境、绿化、洗车场用水、道路冲洗、冷却水补充、冲厕及一些其他生活用水用途。通过因地制宜的规划设计结合雨水收集、利用设备的实施,减少用于以上用途的自来水用量,既可以节约水资源,又可以节约大量自来水费和排污费。另外还有小型雨水利用设备如一体化HDPE雨水贮存利用设备,是以HDPE密封式贮罐为基体,在罐内设置相应的机电设备。罐体可以安放在地面上或者埋入地下,自屋面或者其他集流场所收集的雨水在罐内做简单处理。贮水可以通过自动化设备提供给冲厕、浇灌绿地、洗车、水景等用途。罐内设有水位计量装置,最低水位时限制吸水,提示引入其他水源。该设备可广泛应用于小型建筑、别墅、洗车场、住宅的雨水收集与利用。但是这些设备中,对于初期雨水均采用弃流的方式,也没有对弃流后的处理提出较好的方案。

目前,我国大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段,北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究,已显示出良好的发展势头。由于缺水形势严峻,北京市开展的步伐较快,城市雨水利用已进入示范与实践阶段。《北京城市总体规划(2004—2020年)》的描述,市政系统的中水将成重要水源,到2020年,中心城和新城区的雨水管道覆盖率达90%以上,完善污水处理设施和回收系统,建立中水回用系统,使中水成为城市绿化、道路浇水、生活杂用和工业冷却等主要水源[1]。通过一批示范工程,争取用较短的时间带动整个领域的发展,实现城市雨水利用的标准化和产业化,从而加快我国城市雨水利用的步伐。

2 城市初期雨水收集处理的必要性

雨水径流污染属于非点源污染,具有突发性和非连续性。雨水污染的特点是:初期雨水中的污染物含量高,随着径流的持续,雨水径流的表面被不断冲洗,污染物含量逐渐减小到相对稳定的浓度[5]。

随着城市大气污染及地面污染的严重,雨水径流污染愈加严重,尤其是污染物较多的初期雨水。据调查,某些地区的初期雨水的污染物指标最高值已远远高于典型城市生活污水。北京市曾经对道路地面径流雨水污染情况进行过测试,与《污水排放综合标准》(GB 8978—96)及《地表水环境质量标准》(GBZB1—99)相比,SS、BOD5和COD指标的最高值均超出许多。可见,初期雨水携带的污染负荷相当高且难于控制,已经严重超出直接排放水体的标准[6]。因此,对于城市初期雨水进行收集处理是十分必要的。

3 初期雨水收集处理问题及建议

3.1 初期雨水量的计算

既然要进行初期雨水的收集处理,初期雨水量的计算是必不可少的。但是目前在我国对初期雨水量还没有较为统一准确的计算方法。综合设计院设计人员的经验,一般按照下雨10 min或者15 min的时间来计算初期雨水量。依据《给水排水工程快速设计手册》中相关要求,确定建设项目初期雨水收集时间为5 min,根据实际工程经验计算出降雨历时为8 min,由此按降雨历时8 min计算初期雨水流量。这些不同的计算方法并没有注明适用条件,在具体设计中不知如何选用。因此,期待有更准确的计算方法,标注有清楚的使用条件以及较为精确的公式系数,为初期雨水的设计提供理论依据。

3.2 初期雨水的截流

随着初期雨水的危害性被人们所认知,在我国一些大中型城市的规划设计中,已经开始考虑到初期雨水的收集处理。由于道路初期雨水的污染最为严重,首先开始引起重视的是道路初期雨水的分流问题。在排水系统为合流制或截流制的城市,怎样把初期雨水截流到生活污水管网成为最普遍的问题。

若采用截流,当雨量较大时,后期的雨水必然会对污水处理厂产生负荷冲击,由此带来截流管径应该取多少的问题;若按照截流井的做法把初期雨水截入污水系统,溢流井应该按照怎样的条件设计;如何确定截流井的截流倍数;截流点至汇流面积内不同距离也导致截流的不科学性,通常会出现该截流的污水流入了水体,水质较好的雨水进入了污水处理厂,因此是否应该采用截流和调蓄相结合的方式。诸如此类的问题在具体设计中经常遇到。由于国外的污水雨水排水系统多为雨污分流制,因此少有合流制和截流制的技术经验可借鉴。在我国初期雨水收集处理的经验较少的情况下,对于这些问题的解决就依靠设计者从失败中总结经验,得出适合我国国情的初期雨水截流的方法。

3.3 初期雨水的污染负荷对水体影响的评价

前面已提到,德国在ATV规范框架下,做出雨水携带的污染负荷对水体影响的评价。根据评价结果,可以分析应该如何布置雨水处理设施或提出改进现有雨水处理设施的建议。我国现阶段对雨水的收集处理还没有较系统的污染负荷评价方式,对雨水的收集也未根据水质而分类处理。因此,学习引进国外先进的经验技术,对我国雨水收集技术的发展是相当必要的。

3.4 初期雨水的处理方法

我国目前对初期雨水的收集处理还处于初期阶段,收集初期雨水仅仅是不让其排入水体污染水质,但对于初期雨水的处理和回用考虑得相当少,多数直接排入市政生活污水管网。初期雨水中含有的污染物浓度较高,尤其是道路初期雨水,直接排入生活污水管网会给污水厂带来较大的负荷。另外,屋面初期雨水中污染物的含量虽高,但是多为固体颗粒和无机杂质,经简单沉淀处理后水质也可以达到较好的标准。因此,对于初期雨水的处理和回用应该分具体情况而定,找出针对不同区域初期雨水的处理利用方式,做到珍惜水资源,充分利用雨水资源。

笔者认为,对于道路初期雨水,可以在截流时设置一些稳定塘作为雨水调节池,根据初期雨水量确定调节池的容积,中后期雨水溢流到水体中,雨水调节池设计成稳定塘,可就地处理初期雨水。对于屋面初期雨水,可在小区内设置集中的小型初沉设备,初期雨水经收集和简单处理后,排入小区内的水景系统或浇洒绿地,如果污染较为严重未达到回用标准,则可以在小区内建设小型景观式或园林式人工湿地,通过人工湿地对初期雨水进行再处理,同时也可以丰富小区绿化样式。

4 小 结

(1)将弃流的初期雨水直接排入城市周边水体或排入市政排水管网会严重破坏水体生态环境或者给城市污水处理厂带来负荷冲击。因此,从城市水处理的整体角度和长远角度来看,城市在道路建设和小区等工程项目中,都应该设计相应的雨水收集设施,同时要把初期雨水收集处理的问题考虑在内,做出在不同情况下针对初期雨水的不同的收集及处理方案。

(2)目前初期雨水的危害已受到广泛重视,我国部分大中型城市的建设中也开始考虑初期雨水。但是缺乏经验,在设计中存在一定的问题:初期雨水的计算还没有较为准确统一的设计依据;城市排水系统如何截流初期雨水,以及截流后的初期雨水如何处理还未得到较好的解决;污染负荷相对较小的屋面初期雨水也没有得到普遍的收集和充分的利用。同时缺少较为系统的污染负荷评价方法来辅助分析初期雨水的处理方案。

(3)对于道路初期雨水,可在截流时设置一些雨水调节设施,就地处理初期雨水,减轻污水厂负荷。对于屋面初期雨水,可在小区内设置小型处理设备,初期雨水经简单处理后作为水景和绿地用水;或者在小区内建设小型景观式或园林式人工湿地,对初期雨水进行处理,丰富小区绿化样式。

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B. 请问关于雨水收集回用的意义及展望

雨水的收集回用为小区生活杂用水提供了新的供水途径,缓解了目前用水紧张的现状,减轻了城市雨水排水的压力;雨水的收集回用减少了路面积水,方便了行人,避免了暴雨时雨水积蓄对环境的破坏,减少了污染;雨水的收集回用相比城市自来水的价格,虽然前期投资比较大,但是从长远来看,雨水的利用节约了传统的雨水排放中统一收集、处理以及长距离管道输送的投资。可见,雨水的收集回用使环境、社会以及经济效益和谐统一,意义重大。


近年来,随着海绵城市理念的提出,人们对雨水的再利用逐步重视起来。但是,达到全国范围内居住小区雨水收集回用系统真正的建成并投入使用还有很大的差距,经济及技术等条件的限制导致绝大多数小区并没有实现对雨水的二次利用。对此,还需在以下几个方面继续深入研究:第一,应加大对雨水收集利用的科研力度,为雨水的回用提供强大的理论支撑;第二,强化人们的节水观念,加大对雨水收集回用的宣传教育;第三,由于我国对雨水的利用尚处于起步阶段,所以政府应进行宏观调控,出台相关的配套政策,并给予一定的财政资助,进一步推进雨水二次利用的发展和实施,以促进人和水的和谐发展。

C. 雨水可以回收利用吗,

以往,雨水都是直排河道,常常会造成水位升高。雨水到底能不能实现回收利用呢?从浙江嘉兴区住建局获悉,位于秀洲新区的万科金域缇香小区就有一套将雨水回收利用的系统,可以将路面、绿化带、屋顶等区域的雨水回收,通过一定技术的处理达到回用、节水的效果。

就是将路面公共区域、绿化带、屋顶的雨水通过收集管网汇流至初期雨水弃流装置内,首先将降雨初期含泥沙颗粒较多的雨水截留去除,随后的降雨则通过弃流池装置进入蓄水池内储存,通过提升泵进入高效气浮设备中,降解雨水中的COD等污染物。
处理后洁净的中水流入清水池中进行消毒,然后通过变频泵加压后输送至各个用水点,主要是用于绿化浇灌。浙江嘉兴万科房地产开发有限公司相关负责人介绍道,如果完全采用自来水作为绿化浇灌用水,按照自来水3.1元/吨计算,一年就要花费2403653.1=271560元,而水处理设备一年的运行费用在七八万元,一出一进,差不多就可以节约近20万元水费。

从区住建局了解到,这是秀洲区雨水利用示范工程项目的一个试点,也是低影响开发理念的实践。通过自然生态的方法实现雨水的净化利用,是一种削减径流量、增加新水源、减轻污染和美化城市环境的生态技术。
小区在建设时,直接将雨水回收利用工程设计进去,很大程度上可以减少政府在大型污水处理厂、收集污水管线和扩建排洪设施上投入的资金,不仅解决雨季雨水四溢、旱季花钱买水的难题,还可以减轻污水处理厂负荷,提高城市污水处理厂的处理效果,又可以降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。

新小区可以有雨水回收系统,那么我们住在老旧小区的怎么办?我们住在顶楼,一到梅雨季节,屋顶上、墙面上或多或少都出现过雨渍斑点,这样的问题可以解决吗?针对雨水回用是否只能适用在新建小区等市民普遍关心的问题,区住建局相关专家表示,如何将雨水回收利用好,一直是秀洲区在低影响开发理念中的一个课题。对于老旧小区,我们可能会注重在屋顶集雨工程的建设。
与此同时,还会将这种低影响开发渗透到生态绿化道路的建设中来。既能加大路两旁雨水渗透,补给浅层地下水,又可以起到净化功能。此外,今年,嘉兴作为浙江省唯一入选海绵城市建设的试点城市,如何做好雨水的渗滞蓄净用排?如何对示范区进行改造?秀洲区的具体实施方案正在进一步研究中。

D. 雨水收集设备能不能解决城市内涝


  1. 可以暂时缓解

  2. 首先,雨水回用目前多集中于屋面雨水收集,因为水质相对清洁,回收成本降低,而屋面只占城市面积的一部分,所以是有局限性的。

  3. 其次,雨水收集需要一定的贮存空间,在城市面积拥挤的今天,注定不能成为大面积采用的方法,而在地下开挖收集池又存在地下管网复杂,土方成本高,后续维护困难以及泵送成本的一些列问题。

  4. 再次,雨水与清洁水源不同,长时间放置会出现发臭等问题,因此贮存期短,需要在降雨(一般一周内)之后及时利用或者排空,如果不能及时清理还会导致衍生问题。目前雨水利用以浇灌为主,如果和中水一般列为冲厕用水,则需增加管网成本,且水量也难以保持问题,水质更是堪忧。




E. 请问(雨博士)雨水收集利用技术措施有哪些

为您服务是我的荣幸,您满意是我们努力的目标。
我们将以更努力地服务和更好的产品,为您做更好的工程。
关于您的问题雨水收集利用技术措施有7项:
1、完善各种集水面雨水收集系统,如采取源头截污措施,初期雨水弃流或分流。

2、合理设置调蓄池(塘)有条件时尽量减少多功能调蓄设施

3、各种渗透装置及其配水系统

4、合理选择处理净化工艺和措施,有条件时重点选用雨水湿地,雨水生态塘、雨水花坛扥自然生态处理措施

5、发展和建设人工水体自净和水质保障系统,大力推广植被浅沟技术

6、考虑雨水回用与景观园林相结合(喷灌,绿化,喷泉等)

7、考虑雨水循环利用的可行性,并合理设置相应的提升系统和安全溢流系统等。

F. 雨水回收系统的工作原理是什么

雨水收集利用系统是抄采取入渗、滞蓄系统、收集回用系统、调节等系统组成。

建筑与小区应该优先采用入渗、滞蓄系统,地下建筑顶面的透水铺装及绿地最适合设计增渗设施系统。
雨水收集利用系统应满足一下条件:


雨水入渗、滞蓄系统合理利用场地空间


收集回用系统应当设计收集、截污、储存、处理以及回用等设施


调节系统应设计收集、调节以及溢流排放等设施


雨水收集回用系统应当根据规模确定

雨水收集利用系统不是以上说的都可以运用,我们应当根据实际问题来解决问题并以设计,设计雨水收集利用系统全靠灵活运用,并加以改善完善。

望采纳~~~

G. 城市雨水收集与回用

随着人们环保意识的增强,城市雨水的收集利用会逐步发展起来。这也就需要有关部门转变城市治水思路,先发展雨水利用工程,再建雨水外排系统,积极推动城市雨水利用与管理进程,使雨水利用系统能够在大多数城市得到推广和应用。本文作者结合多年来的工作经验,对城市雨水收集与回用进行了研究,具有重要的参考意义。
伴随着城市化建设,城市中建筑屋面、路面、广场、停车场地等表面大部分均进行了硬化处理,这些硬化处理虽然满足了美观、舒适、整洁的要求,但也为人类带来了一定的隐患。降落的雨水主要依靠地表径流;而近年来全球极端气候致使暴雨、特大暴雨频发,我国多个城市(北京、武汉、深圳、厦门等)发生内涝灾害,严重危及人民群众的生命财产安全和城市的正常运行。
与发达国家相比,我国存在城市排水标准偏低、缺乏应对特大暴雨的内涝防治系统、相应的预警及应急措施不完善等问题,这直接削弱了城市抵御暴雨等气象灾害的能力。为解决此类问题,2013年国务院发布了《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发(2013)23号通知)。通知要求各地区积极推进低影响开发建设模式,采取蓄、滞、渗、净、用、排相结合,实现生态排水,综合排水。
低影响开发建设模式在国外发达国家及地区已普及几十年,国内则刚起步。2011年将LID(低影响开发建设模式)首次写入室外排水设计规范:应采取雨水渗透、调蓄等措施,从源头降低雨水径流产生量,延缓出流时间[1]。LID强调从源头开始,全过程实施流量控制,能有效地削减降雨期间的流量峰值,减轻排水管道的压力,降低城市内涝发生的频率和强度。
雨水收集及回用是指针对因建筑屋顶、路面硬化导致区域内径流量增加而采取的对雨水进行就地收集、入渗、储存、处理、利用等措施。主要包括收集、储存和净化后的直接利用;利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用,改善城市水环境和生态环境;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源。本文重点介绍源头也即住宅区等小区内的雨水收集与回用。
1、雨水的收集
1.1屋面雨水收集
雨水收集回用系统应优先收集屋面雨水,不宜收集机动车道路等污染严重的下垫面上的雨水[2]
目前建筑屋面大多采用对雨水无污染或污染较小的材料,屋面雨水水质相对较好,受外界污染影响相对较小,且其径流量大,便于收集。
屋面雨水排放主要有以下两种收集方式:
①屋面雨水经雨水斗收集排放至室外雨水管,经雨水管排至市政雨水管网,或者是排至室外雨水收集池,经雨水收集池溢流的部分再排至市政雨水管网。
②采用屋顶花园雨水利用系统,在确保屋面不漏水,多余雨水水流通畅排放的前提下,植物的生长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
地面雨水收集系统主要是收集硬化地面上的雨水和从屋面引至地面的雨水。
室外排水设计规范(2014年版)要求,地区整体改建时,对于相同的设计重现期,改建后的径流量不得超过原有径流量,可采取的综合措施有下凹式绿地,设置植草沟、渗透池等,人行道、停车场、广场和小区道路等可采用渗透性路面,促进雨水下渗,既达到雨水资源综合利用的目的,又不增加径流量[1]。城市排水(雨水)防涝综合规划编制大纲要求新建地区的硬化地面中,透水性地面的比例不应小于40%[3]。与传统的路面相比,常见的透水沥青、透水混凝土、草皮砖等透水地面,在使用上其透水性能有的还优于自然土壤的渗透能力。将地表径流改为地下入渗,可以减少地表径流,尽快补充地下水,并且更有利于环境的发展。
1.3 雨水的储存设施
为便于回用,雨水的收集系统应设置雨水储存调蓄设施。
储存设施可以采用区域内景观水体、水池等,其材料宜耐腐蚀、清洁、环保。
调蓄设施应尽量采用小区内天然的洼地、池塘等地面设施。天然条件不满足时,可建造室外调蓄池。
1.4 雨水的弃流与外排
受空气中粉尘及污染物的影响,初期雨水水质较差,回用较麻烦且成本高。考虑到雨水水量大,考虑将初期的雨水进行弃流,将中后期雨水进行收集回用。通过弃流初期径流雨水就可以降低整体雨水收集的污染物浓度指标,收集到更优质的雨水。
雨水的降落量、大自然的变化多端都是无法控制的。所以,设有小区雨水系统的收集设施应设置相应的外排措施,当实际的降雨量超过了雨水系统收集设施的蓄水能力时,多余的雨水就会形成径流、溢流,汇到相应的雨水管道,通过雨水排水系统外排至市政雨水管网。
2、雨水的回用
2.1雨水回用的设计原则
雨水回用的设计原则主要有以下几点:
①小区规划中设有景观水体时,在景观水体的设计中,应优先选用雨水进行调蓄、补充,并设置雨水储存设施。
②小区规划中未设置景观水体时,应优先考虑绿地、植草沟、透水铺装等入渗方式,其次考虑天然洼地、池塘等作为调蓄池,把径流的高峰流量蓄起来,从而达到收集、处理、回收的目的。
③雨水收集回用应优先选用水质污染少,并且集水效率高的屋面雨水。屋面雨水可采用雨水入渗、收集回用或两者相结合的方式,应根据当地的缺水情况、雨水的需求量和水质要求、杂用水量和降雨量季节变化的吻合程度、室外土壤的入渗能力以及经济合理性等因素综合确定。
2.2雨水回用的几种方式
雨水回用是通过规划和设计,采取相应的工程措施,将汛期雨水蓄积起来并作为一种可用水源,不仅可以增加城市水源,在一定程度上缓解水资源的供需矛盾,同时还可以有效地减小城市径流量。雨水收集回用系统主要由收集、贮存、处理设施及回用水管网组成。雨水收集后需经过水质净化设施对雨水进行水体净化处理,当达到所需用水区域相应的排放标准后才可以使用,另外还可以起到削减外排雨水总流量及总量的作用。
目前,这些用水区域常见的雨水利用方式主要有以下几方面:
(1)屋面雨水集蓄运用,运用屋顶做集雨面用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水,如灌溉、冲厕、洗衣、冷却循环、道路及广场浇洒、消防水用水、景观水补水等中水体系。
(2)屋顶美化雨水运用,屋顶美化是一种减少径流量、减轻污染和城市热岛效应、调理修建温度和美化城市。
(3)小区雨水集蓄运用,绿洲入渗,保护绿洲面积。
(4)雨水回灌地下水,在一些地址条件比较好的当地,进行雨洪回灌,人工补给地下水。
3、结语
小区雨水的收集与利用对实现雨水资源化、节约用水、雨水资源化、缩小雨水管网管径、修复水环境、减轻城市的洪涝灾害及缓解内陆湖泊的面源污染起着至关重要的作用。
我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源量仅为世界人均占有量的1/4,而且我国水资源分布存在显著时空不均。近年来我国为缓解北方严重缺水的局面进行了南水北调工程,该项目工程量大、工期长。作为缺水地区不能坐等外部调水,应充分开发和回收利用当地一切可能的水资源,其中城市雨水就是长期忽视的一种水资源。通过雨水的合理收集与利用,补充地下水源,削减城市洪峰流量,有效控制地面水体的污染,对改善城市的生态环境、保持水土、缓解水资源紧张的局面有重要的现实意义。

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H. 中国雨水利用的状况

刘辉

(上海市太阳能学会,上海市华山路1954号,200030,中国)

雨水利用是一项被广泛应用的传统技术,可以追溯到6000多年的AZTEC(阿芝台克人)和玛雅文化时期,当时人们是把雨水用于农业生产,例如修建渠道,种植庄稼。从19世纪末,20世纪初开始,随着现代技术的兴起,先是地下水的开采在许多地方逐渐取代了雨水利用技术,接着,当代水利工程的修建,又为农业的发展,发挥了很大的作用。但是近年来,由于水资源的紧缺已成为许多地方制约经济发展的因素,同时大型水利工程所带来的生态环境问题也迫使人们思考和寻找其他出路,因此,近20年来,雨水利用又重新引起了人们的注意,特别是联合国“国际供水与卫生十年”(IDWSSD)开展以来,这一技术迅速在世界各国复兴和发展。

雨水利用包括生活方面的应用和农业灌溉方面的应用,不仅用在农村,也用在海岛和城市。

1农村的雨水集蓄利用

下面是几个典型的应用实例。

1.1雨水集蓄利用工程

它是在干旱、半干旱地区及其他缺水地区,将规划区内及周围的降雨进行汇集,存贮以便作为该地区水源加以有效利用的一种微型水利工程,它的构成如下:

水与发展

1.2雨水集蓄利用的经济分析

雨水集蓄利用是否经济合理,是有关方面关心的问题,一般集雨工程的投资回收年限为2~6年,此外,在山西、河北和内蒙古等地国家也有补贴,平均约占工程总投资的20%~30%。各地补贴是由当地条件和各种因素决定的,但总的来讲,国家补助应占到总投资的1/3或强一点较为适宜。

1.3雨水集蓄利用存在的问题

认识问题,认为雨水集蓄利用可以代替一切,或认为雨水集蓄利用只是小打小闹都不是客观的看法,事实上,雨水集蓄利用是在特殊的季节,特定的自然环境条件下,发挥特殊作用的小、微型水利工程。

投入不足,发展雨水集蓄利用的地区多为贫困山区,地方财力与群众自筹能力均十分有限。群众需求,远远大于所实际发展的雨水集蓄利用工程。

技术与管理问题,部分雨水集蓄利用工程的规划布局不尽合理,影响了工程效益的充分发挥,另外,雨水集蓄利用工程的规划、设计建设与管理还缺乏统一的标准、规范。

2海岛雨水利用

我国约有7000个海岛、岛屿,面积为6700km2,其中有人岛433个,常住人口453万人。多数海岛基岩裸露,地形陡削,降水很少能够储存下来,同时大气降水很难形成地下水,海岛淡水紧缺是普遍现象,地下水量十分紧缺,且水质较差,多为苦咸水,加上人口密度远高于大陆,造成水资源更为紧缺。海岛人曾经把海水淡化和岛外调水作为解决用水的主要措施,但由于投资较大,且运行成本较高,只能望而却步。例如海水淡化的主体设备造价1万多元/m3,运行成本6~10元/m3,苦咸水淡化主体设备造价5000元/m3,运行成本3~5元/m3,现在只好把视线转移到了集雨工程上面。海岛集雨的主要形式为屋顶接水、硬化路面集水、池塘蓄水。屋顶接水造价大概在300元/m3左右,一次性投资,几乎不需要运行成本。

集雨工程的社会效益和经济效益可通过普陀区的葫芦岛的情况得以体现。葫芦岛总面积0.94km2,全岛2809人,淡水资源缺乏,人均水资源300m3,是全国的1/8,在屋顶接水之前,是“惜水如油的贫水岛,过去遇到大旱季节,许多人找不到水喝,就会打架,在那时,约有50%~60%的民事纠纷是为了水,目前,有94%的家庭都搞了屋顶接水,不仅解决了用水问题,邻里关系也好了。而且工程结束后,经防疫部门检测:患细菌性痢疾、肝炎的居民从工程应用前的3.5‰,下降到目前的0.6‰。

3城市雨水收集及利用

目前全国670多座城市中有400多座不同程度缺水,其中缺水严重的城市达130多座,全国城市每年缺水约60亿立方米,有些城市因地下水过度开采,造成地下水位下降,有的城市形成了几百平方千米的大漏斗,海水倒灌数十千米。建设雨洪利用工程,将城市防洪工程与雨洪利用工程相结合,是干旱缺水地区水资源利用的重要途径之一。

中国城市雨水利用起步较晚,目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。比较典型的有山东的长岛县、大连的獐子岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程,大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段,但已显示出良好的发展势头。

例如上海一开发区在建时有一雨水泵站,六台1000kW的机组轮流运行,把开发区内从路面收集来的雨水汇集到这里,简单地把垃圾捡出后,再用泵泵出到河里去。这里收集的雨水没有经过处理,而用于浇花等。原因之一是需要浇花时应是干旱季节,但反而在暴雨时,雨水收集得最多。所以城市雨水收集、处理后用在哪里,倒是雨水回用普及的一个重要因素。

据说德国雨水利用技术已经到了设备的集成化阶段,即从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制,都有一系列的定型产品和组装式成套设备。这对我国雨水回用今后要发展的模式有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]顾斌杰,张敦强,杨广欣,等.雨水集蓄利用技术与实践.

[2]水利部农村水利司,财政部农业司编.农村集雨工程简明读本.

[3]吴普特,黄占斌,付国岩.人工汇集雨水利用技术研究主要进展.

[4]苑希民.中国城市水利面临的严峻形势.

[5]车武,李俊奇.从第十届国际雨水利用大会看城市雨水利用的现状与趋势.

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