国内雨水收集利用系统问题和技术

浏览次数:79    发布时间:2021-03-25 10:03:03    
  城市雨水利用是一项涉及面很广的系统工程,涉及到称呼四雨水资源的科学管理、雨水径流的污染、控制、雨水作中水等杂用水源的直接收集利用、用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用、城市生活小区水系统的合理设计及其生态环境建设等方面。雨水利用对于水资源的优化配置,促进社会经济的可持续发展具有十分积极的意义,在用水日趋紧张的今天,已越来越受到人们的关注。

  1、我国城市雨水利用现状及进展

  目前我国城市的雨水收集利用系统尚处在初期阶段,这些雨水大都被当作废水通过排水系统流入周边河流,城市雨水缺乏综合利用,这在我国城市都普遍存在。有些城市投入巨资修建雨水管网将雨水排走而没有考虑雨水利用。

  自上世纪70年代末起,许多国家开始注意城市雨水利用技术的开发和应用。在日本、德国等国家,城市雨水利用已非常广泛。我国城市雨水利用研究开始于上世纪90年代,1996年在兰州召开了第一届全国雨水利用学术讨论会。2000年,北京正式启动“城市雨洪控制与利用”工程。2001年水利部颁发了《雨水集蓄利用工程技术规范》,标志这项技术的初步成熟。北京市2003年颁发《关于加强建筑工程内雨水资源利用的暂行规定》规定:“建筑工程的附属设施应与雨水利用工程相结合”。景观水池应设计建设为雨水储存设施,草坪绿地应设计建设为雨水滞留设施这些规定都是提出了雨水利用的要求。但总的来说我国城市雨水利用技术还较落后,缺乏系统性,更缺少法律法规保障体系。下面根据我国实际情况,提出适用于我国城市的雨水利用技术,提供大家参考。

  2、我国城市雨水利用适用技术

  2.1雨水生态利用技术

  城市雨水生态处理技术依靠土壤、植物、微生物组成的生态系统净化雨水,避免了人工处理雨水带来的能源、资源消耗,降低了城市发展对自然系统的破坏,保持了城市的自然生态性,构建的生态处理系统创造了良好的城市自然景观。雨水生态处理技术可以很好地将雨水利用工程同城市已有或改造的水体系统相结合,在提高城市生态景观建设的同时处理并利用雨水,从而促进生态城市的建设。

  MR系统(Mulderr Rigolerr System)又称“水洼一渗透渠组合系统”是德国近十年发展起来的雨水处理技术。该系统多安装于公共建筑场所及道路附近,通过雨水的分散控制来缓解城市排水管网的负担,并涵养地下水资源。系统由上至下可分为两层,上层为种植类植物的浅水洼,下层为渗透渠。通常,水洼层铺设活土,深度不超过0.3m,通过土壤与植物的处理作用净化雨水,同时种植的植被绿色可以很好融入到建筑周围的生态景观当中,下层渗透渠一般填充高渗透性的凌柱状颗粒,流入砾石或熔岩颗粒等,可储存大量雨水,并逐渐将雨水释放以补充地下水,多余的雨水通过排空管排走。

  生态处理系统创造了良好的城市自然景观。在德国柏林Polsdamer广场Daimlerchrysler区域的生态小区雨水综合利用系统就取得了良好的经济、生态与社会效益。该技术较符合我国实际情况,可广泛应用于以生态建设为目标的城市。但是,这种技术完全依赖自然的净化机理处理雨水,它需要占用较多的城市空间,无法适应建筑密度高且改建困难的城市另一方面,由于该技术对雨水的净化效果有限, 所以当地雨水回用水质要求较高时,就必须经过进一步的深度处理才能使用。

  2.2雨水径流传输与收集技术

  雨水径流传输与收集技术是将来对来自屋顶、道路等的降水径流分别传输、收集、稍加处理或不经处理即直接用于冲厕、浇晒绿地等。来自屋顶上和较清洁路面上的降水径流除初期收到轻度污染外,后期径流一般水质良好,可以收集经简单处理后也可利用。

  来自屋顶等的径流,安装分散式过滤器于房屋的每个漏雨管的下端,过滤处理后即直接用于测冲洗厕所、浇灌绿地或构造水景观等,如图1所示。对于较清洁路面,设置蓄水池、集中式过滤器,它是将来自不同面积上径流汇集到一起,然后进行集中过滤,流程如图2所示。这样,一方面减轻了污水处理的压力,又通过利用雨水减少了大量的自来水供应。

  家庭利用雨水可采用预制混凝土上或塑料蓄水池等,社区环境也可利用雨水等采用的构造水景观或

  人工湖等,还有为增加雨水入渗将绿地或花园做成起伏的地形或采用人工湿地等。学校、企业、小区、大型公共场所或道路两侧修建蓄水池,减少地面径流量,把集蓄的雨水用于冲厕、洗车、消防、浇花、洒路、水面景观等,还可回灌补充地下水,实现雨水少排放,道路建设时在下面铺设雨水管道,并采用渗水管道,人行道采用透水砖、草皮砖,既补充地下水,又减少雨洪径流。

  2.3雨水渗透-涵养地下水技术

  地下入渗技术是在土地有限的情况下,或者表层有较浅的不透水层时,挖穿不透水层在透水层开挖入渗沟,沟内铺设带孔的透水管,周围填直径8~32mm的砾石,将收集到的屋顶或道路等不透水地面所产的雨水用管道输送到入渗沟内的透水管,沟内充填的砾石和管道有一定的蓄水空间,可存储一部雨水,并使雨水通过周围的土壤下渗。地下入渗法占地较少,便于在城区及生活小区设置,如图3所示。

  对于我国有些地区,由于地下水开采过度而导致地下水位下降,如能将雨水收集处理后回注地下,补充,涵养地下水,同时还能对暴雨洪水的水量起到调蓄作用,消减洪涝灾害。雨水的利用将缓解水资源的短缺,促进当地经济的可持续发展。

  雨水渗透技术是一种投资少、见效快、能发挥综合效益的节水型排水设施。对必须改造和新建的下水道工程,一次性采用渗透设施,更能达到节省投资一举多得的目的。渗透设施的构造、设计参数、施工管理应根据当地具体条件(如地址条件、地下水位等)试验确定,还应考虑大气、地面污染对雨水水质的影响。

  2.4节能型雨水利用技术

  目前,能源日益紧张,节能型雨水技术必将有很大的发展空间。在建筑中采用节能型雨水利用技术,可以降低雨水处理系统以及建筑能源消耗,构建可持续发展的低能耗生态建筑。

  英国的Barclaycard HQ是当代低能耗办公建筑中的优秀作品之一,如图4所示。其利用了雨水的多种特性,并配合建筑的恰当设计,使得该建筑有效降低了能耗,同时也营造了良好的生态环境,成为可持续发展节能生态建筑的典范,使人们看到了雨水利用的新方向。

  结论 (1)以上论述的各种雨水利用技术有的相互兼容、融合,同时具备其他技术的优点,但也有不同的特点,各城市可以根据自身特点加以利用,也可以根据当地实际条件综合利用。 (2)我国城市雨水利用起步较晚,目前主要出于研究探索阶段,雨水利用的科学研究还有一些滞后,不能满足雨水利用的可观需求。一些发达国家城市雨水资源化和雨水的收集利用的经验和方法,可以根据我国城市特点,加以改进运用于我国城市雨水利用。