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          當前位置:首頁 >>解決方案 >>雨水收集

          水作為一種寶貴的資源,在城市水循環系統和流域水環境系統中起著十分重要作用。由于人類的活動造成植被減少或破壞,城市發展中不透水面積的增加,導致雨水流失量增加和水循環系統的平衡遭到破壞,并引發一系列環境與生態問題。我國許多城市水資源嚴重不足,而大量雨水資源卻白白流失,雨水利用率不到10%。水及生態環境修復功能,強化雨水入,以增加土壤的含水量,甚至利用雨水回灌提升地下水的水位,可改善水環境乃至生態環境,總之,城市雨水利用是解決城市水資源短缺,減少城市洪災的有效途徑。也是改善城市生態環境的重要組成部分。若能將雨水利用與雨水徑流污染控制,城市防洪,生態環境的改善相組合,堅持技術和非技術措施并重,因地制宜,擇優選用,兼顧經濟效益,環境效益和社會效益,標本兼治,則雨水利用會產生廣泛的效益,并極大地促進城市可持續發展。

           雨水收集利用技術

          1、雨水的初期棄流

          雨水的收集再利用要滿足相應的雜用水水質要求,因此,雨水水質的好壞將直接決定雨水收集利用的難易情況。雨水徑流流污染屬于非點源污染,具有突發性和非連續性。一般認為中期和后期的雨水水質較好,但初期雨水的水質由于受多種因素的影響而普遍較差且變化較大。因此為了降低雨水回用的處理難度,通常在雨水收集利用工程中都采取初期雨水棄流。

           

          1)初期雨水棄流量

          初期雨水棄流量應按照當地實測收集雨水的污染物濃度變化曲線確定,當無資料時,遵照《建筑與小區雨水利用工程技術規范》(GB50400-2006)規定可采用2~3mm徑流深度作為屋面初期雨水棄流深度,5~7mm,作為地面初期雨水棄流深度。

           初期雨水棄流量按下式計算

          W1=10X8XF

          式中W1-設計初期雨水棄流量:

          5-初期雨水棄流深度,mm,水面集雨取0F-集雨面積,m2。

           對于特定的生態區域,棄流量取值還需要綜合雨水水質、用水量和雨水處理工藝等進行判定。

           

          同時上述規范還規定“雨水收集回用系統應設初期雨水棄流設施綠化屋面除外,土壤入系統宜設初期雨水棄流設施。間隔日以內的降雨不宜棄流”。

           

          2)雨水初期棄流方式及裝置

          目前,在城市區域進行大規模的雨水利用項目還沒有很成熟的實際經驗,初期雨水的棄流方案也沒有確定的參照標準。就現有的國內實例看,雨水利用的方式偏重于采用通過土地入、回灌補給地下水,實現地域的水循環的間接利用法,避免對雨水進行深度處理,也可以降低運行費用。結合有關專家在國家體育場雨水利用設計中對初期雨水棄流方式的思考,將初期雨水棄流的常用處置方式概況如下:

          1、直接引入綠地,不單獨處置初期雨水。適用于初期雨水水質良好的情況。初期雨水中一般含有一定量的影響植物生長的毒素,這些毒素可能包括硫化物、鹽分、總溶解固體等,甚至不適當的。當其不超過植物的容忍限度時,將雨水直接排入綠地就是一個簡單可行的方法。

          2、將雨水排入級配石料的過濾盲溝或多孔混凝土過濾板進行簡單過濾。適用于初期雨水水質條件較好的情況,會相應帶來維護和更換的問題。

          3、采用分散式處理對初期雨水進行棄流,如在單個雨漏管或道路雨水收集管下安裝分離設備。這種方法可去除粒徑大于物質,適用多種初期雨水水質。分散式處理的未端裝置形式各異,常見的形式有:

           

          初期雨水棄流裝置

          在棄流裝置內設有浮球閥,隨著水位的升高,浮球閥逐漸關閉當手機到一定雨量后,浮球閥完全關閉棄流后的雨水沿旁通管流至雨水收集管道,已收集的初期雨水,在降雨結束后打開放空管上的閥門將其排入污水管道,對于道路雨水考慮到其埋設于地下,收集的初期雨水不容易接入污水管道,且大面積的道路收集的初期雨水榮譽對污水管道系統形成沖擊,因此你可以考慮將收集的初期雨水排入適宜的透系統如井、透管溝等。這種裝置構造簡單實用,但需要一定的人工維護。

           

          對初期雨水進行集中棄流,考慮到區域面積可能占地較大,各種匯水面分布復制,上述各種形式的分散式雨水棄流裝置用量過多。若每個可能的雨水立管未端、室外雨水口均設置棄流裝置,設計安裝這些裝置本身就是一大問題,用量多頁使維護量增大,明顯不具備經濟可行性。因此還可以考慮采用在蓄水池附近設置專用的棄流池這種方式棄流初期雨水。

           

          設置棄流池的優點是:

          1、通過計算確定棄流池容積,可以將一定量的初期棄流,從而保證處理設備進口的雨水水質在一定程度內穩定。

          2、設置方法簡單可行。

          3、設置位置不多,當然棄流池并非完美,其確定也是明顯的不同部位的雨水通過室外雨水管道匯集,再流行一段時間后進入棄流池,然而不同部位的初期雨水流到棄流池所需的實際是不同的,所有就會出現棄流池近處的中后期雨水可能比遠處的初期雨水更先到達棄流池的問題。為解決這一問題,需要特別核算棄流池的服務區域,結合服務區域的管道布置形式決定棄流池的位置。必要時,也要通過改變場地雨水口布局和雨水管道布置形式,調整集流時間。

           由上可見,棄流池增大了雨水棄流量,這在一定程度上違背了雨水收集利用的初衷,因此比較適用于雨量充足、全年需棄流次數相對較少的地區。

           不同匯水面的棄流方式

          不同的匯水面,由于其特點如徑流污染程度,高程等各不相同,相應的雨水棄流方式也不盡相同。經分析歸納,各種匯水面可能采用的棄流方式如下:

          屋面一般通過在雨落管上加設初期雨水棄流裝置進行棄流當屋面有綠化時,通過綠化層收集到的雨水徑流可以不金華棄流。但由于雨水中的不斷累積可能阻塞雨水在土壤中的下路徑,所以雨水綠化層應采取相應措施保證雨水的正常下,并應考慮選擇耐淹耐旱植物。

           路面雨水一般污染較為嚴重,可考慮在雨水口加設初期雨水棄流裝置進行棄流當小區建有下凹式綠地時,可考慮將路面雨水引入綠地入收集,如當地年降雨量充足,需棄流次數少時,可考慮棄流池的方式進行統一棄流。

           綠地的表層植被和土壤對雨水的一些污染物具有較強的截納河凈化作用,因此,綠地的雨水可考慮不進行初期棄流。但如同綠化屋頂,應采取一定的措施保持綠地的透性能,滿足植被的生長條件。

           運動場地籃球場、硬地網球場等匯水面如同路面一樣通過雨水口收集雨水徑流,因此其棄流方式可參考路面草地網球場、高爾夫球場、足球場等草地鋪設的匯水面可考慮在地面下鋪設級配石料的過濾盲溝或多孔混凝土過濾板進行簡單過濾同時運動場地面積大,收集雨水多,初期棄流量大,也可考慮采用棄流池進行統一棄流。

           停車場通過雨水口收集雨水徑流,其棄流方式可參考路面當停車場的地面是透性鋪裝時,也可考慮在地面下鋪設級配上料的過濾盲溝或多孔混凝土過濾板進行簡單過濾。

           當然,上述提出的各種匯水面的棄流方式并不完善。在實際工程中應綜合考慮雨水收集區域的實際情況,整體規劃雨水收集利用系統,在此基礎上確定適宜的雨水棄流方式。

           雨水利用技術

           目前雨水利用技術可分為以下幾大類:分散住宅的雨水收集利用中水系統,建筑群或小區集中式雨水收集利用中水系統,分散式雨水透系統,集中式雨水透系統,屋頂花園雨水利用系統,生態小區雨水綜合利用系統(屋頂花園、中水、透、水景)等。上述各系統技術關鍵在于雨水的污染控制、截污和儲存。

           

          雨水利用的途應根據區域具體條件和項目要求而定,一般首先考慮補充地下水、涵養地表水、綠化、沖洗道路、停車場、洗車、景觀用水和建筑工地等雜用水,有條件或需要時還可作為洗衣,冷卻循環,沖廁和消防的補充水源。在嚴重缺水時也可作為飲用水水源。雨水利用系統一般包括雨水匯集區、輸水管系、截污裝置、儲存、凈化和配水等幾部分,另外還有溢流設施或身體設施。

           

          根據用途不同,雨水利用可以分為雨水直接利用(回用)、雨水間接利用(透)、雨水綜合利用等幾類。在許多情況下,如果雨水直接利用的經濟效益不明顯,雨水間接利用往往成為首選的利用方案。最好根據實地情況將二者結合起來,因地制宜,建立生態化的雨水資源綜合利用系統。圖4.2-2是城市雨水利用系統圖。具體包括以下幾個方面:

           

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          1、雨水的直接利用

          雨水的直接利用是指建設雨水收集系統,將一定匯水面積上的雨水通過收集系統收集起來,貯存于雨水收集池,經處理后用于綠化、沖廁、洗車等用途。雨水直接利用可以是建筑單體雨水利用系統,也可以是建筑群或園區雨水利用系統。雨水的直接利用是一種開源節流的有效途徑,可以緩解目前城市水資源緊缺的局面,可在一定條件下產生直接經濟效益。

           雨水直接利用的凈化工藝主要根據徑流雨水的水質、水量和雨水處理后所要達到的程度而定。如綠化、沖廁、道路清掃、消防、車輛沖洗、建筑施工等均應滿足《污水再生利用城鎮雜用水水質》(GB/T18920-2002)指標要求,景觀環境用水應滿足《污水再生利用景觀環境用水水質》(BG/T18921-20020)指標要求:透應滿足地下水人工回灌水質控制標準等。

           2、雨水的間接利用

          雨水的間接利用主要采用雨水透技術,將雨水下回灌地下。就雨量及其分布的不均勻性來說,間接利用(如透溝、透渠、透地面,透井,透塘及透綠地等)具有更高的經濟、社會及環境效益,對于建設城市徑流雨水量,補充涵養地下水資源,改善城市生態環境,緩解地面沉降和海水入侵,減輕城區水澇危害和水體污染等都有極其重要的作用和意義。

           在地下水位高、土壤透能力差或雨水水質污染嚴重等條件下雨水簡介利用技術會受到限制。相對來講,我國北方大部分城市降雨量相對少而集中,蒸發量大、地下水利用比例較大,雨水的間接利用技術的優點更為突出。

           3、雨水的綜合利用

          雨水的綜合利用是借助生態學、工程學、經濟學原理,通過人工凈化和自然凈化相結合,雨水集蓄利用、透與園藝水景觀等相結合的綜合性設計,從而實現建筑,園林、景觀和水系的協調統一,實現經濟效益和環境效益的統一,以及人與自然的和諧共處。這種協調具有良好的可持續性,能實現效益最大化,達到意想不到的效果。

           雨水利用設計原則

           雨水利用工程設計應遵循如下基本原則:

          1、雨水利用應與雨徑流污染控制、城市防洪減澇、生態景觀改善相結合。

          由于雨水利用作為生態用水和其他雜用水的補充水源,可以減少雨水排出量,消減洪峰,凈化回用或身體補充地下水,從而有效地減少雨水污染物的排出,所以進行雨水利用工程規劃設計時,往往與雨水徑流污染控制一起考慮,并兼顧城市排澇防洪、生態環境改善與保護。

           2、因地制宜,擇優選用

          城市雨水利用設計水處理、景觀園林、水利用和環境生態等多專業內容,在選擇利用或治理方案是,要特別注意地域及現場各種條件的差異,突出系統觀點,協調好各專業的關系。

           城市雨水利用技術措施應盡量可能采用生態和自然化的措施,符合可持續發展的原則。應兼顧近期目標和長遠目標,資金條件有困難時可以分階段實施。

           3、兼顧經濟效益、環境效益和社會效益。

          城市雨水利用不應僅限于經濟效益,還應考慮到環境效益、社會效益等方面。

           雨水利用主要技術措施

           

          雨水集蓄利用是指有計劃地設置雨水集流面,提高集流效率,改善蓄水工程的防性能,對雨水資源進行深度開發。在現代節水理論和方法的指導下,雨水利用的效率和效益均大大提高。

           

          1、完善各種集水面雨水收集系統,如采取源頭截污措施,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,并合理設置相應的提升系統和安全溢流系統等。

           規劃設計要根據現場的氣候及降雨、水文地質、水循環、水資源、雨水水質、給排水系統、建筑、園林道路、地形地貌、高程、水景、地下構筑物和總體規劃等各種條件,充分考慮集蓄利用和各種透設施的優缺點及適用條件,通過水量平衡,水力計算和技術經濟分析來確定方案,兼顧經濟效益和社會效益,考慮城市和區域環境、生態和美學、人和自然的統一和諧,力求最佳效果。

           限制屋面清潔雨水利用的實際問題是降雨量在時間分布上不均衡,需要建造雨水存儲池,使得初期投資較高。將存儲池的建造成本攤入提高排水系統標準與控制城市溢流雨水污染等雨水利用的間接效益上,可以認為這是一種安全一資料-環境效益兼備的雨水管理技術。

           下圖則是雨水透與利用雨水構筑水景觀生態系統,這種系統更適合在城市公園、休閑場所應用。在住宅小區應特別注意加強管理,防止水質的惡化和蛀蟲孳生,并保證安全。這類系統類似一些發達國家提倡的“雨水花園”可以是很小的規模,應用于獨棟建筑的小花園里。

           

           

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           方案是將集蓄利用和透想結合,該系統首先應根據水量平衡確定調蓄容積,滿足雨水回用的需要,多余的雨水再通過透設施下。為了保證系統的穩定運行和效果,設計了初期雨水的棄流和預處理裝置。

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          如果雨水量充足,小區又具有較大的匯水面積和景觀水體,綠化率也很高,可以考慮采用圖中所示的流程。該系統采用比較自然化的設計,利用綠地和淺溝匯集雨水的同時達到減少水土流失、控制初期雨水污染物的目的。利用水體和透設施來調蓄雨水,水體底部可采用防膜來減少漏。通過仔細地水量平衡計算和綜合設計,這種系統可以實現利用雨水資源、減少污染、改善小區環境、提高防澇標準扥多個目標。

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          雨水是天然水源,不需要水資源費用,水質一般較好,經過簡單處理后就可以直接回用是最好的雜用水水源之一



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