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城市雨水作为水资源利用的一种新的开源节流方法

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城市雨水作为水资源利用的一种新的开源节流方法

城市雨水作为水资源利用的一种新的开源节流方法

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2018-06-26 00:00
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    摘要:根据目前雨水利用存在的径流污染情况,从雨水污染源规划-地表径流处理-雨水收集口的设置-雨水汇处理的一个完整的雨水处理系统进行分析。城市雨水作为水资源利用的一种新的开源节流方法,不仅具有经济效益、还具有社会效益和生态效益,同时能达到生活和工业用水的要求。
 
    雨水用途
 
    雨水的利用可能很快就成为一种节约用水的潮流,日本在这个方面的运用已经走在了前列。雨水,可供冲洗厕所、冷却、制冷、洗车、街道洒水、浇树养花、城市水景观、人工水面、灌溉绿地、补给地下水、洗衣及改善生态环境等。
 
    用管道把屋顶的雨水引入设在地下的雨水沉沙槽,经沉积的雨水流入蓄水槽(池),由水泵送入杂用水蓄水池,然后提升到中水道里,供冲洗厕所等使用。与工业废水处理场相比,雨水利用设施的有利之处在于规模小、技术处理简单、维修容易,而且水质较好,是一旦发生地震灾害时可以应急的水源。城市雨水的利用不是狭义的农村收集、利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝灾害和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。利用的形式主要有:分散住宅的雨水收集利用中水系统;建筑群或小区集中式雨水收集利用中水系统;分散式雨水渗透系统;集中式雨水渗透系统;屋顶花园雨水利用系统;生态小区雨水综合利用系统(屋顶花园、中水、渗透、水景)等。
 
    城市与城市之间不仅存在气候、地质、水资源、雨水水质的差异性,同时由于经济的发展导致地面下的结构也有差异。因此要因地制宜,注重地区和项目的特殊性。降雨集中、地面落差大,容易积蓄干旱、半干旱地区年降水量的70%集中在6月~9月,且大多以暴雨形式出现,极易形成超渗产流。在地面落差较大的山区,利用较小的非生产用地人为制造一定的集流面,以较少的场次,即可获得较多的径流量,变水害为水利。
 
    雨水利用技术
 
    为了得到合理、可持续发展的水资源,重要的是执行分水岭的环境管理,为了这个目的,非点源径流污染机制的知识在下雨条件下变得尤其重要。等人建立了雨水的径流模型预测来自雨水的非点源的污染负荷,他们预测的结果跟调查的结果相符。为了避免非点源造成的污染,也为了得到洁净的雨水资源。雨水的处理必然是雨水利用的重要环节之一。
 
    污染源治理
 
    控制大气污染源,减少污染物的排放是源处理的第一步,经常清扫街道,减少垃圾堆放,控制交通量,减少汽车尾气的排放等,植树种草,提高植被覆盖率,扩大透水面积比例,推广使用人工透水地面及多种透水设施,加大绿地面积,重新布置相对高程。
 
    目前,屋顶花园雨水利用系统被提上日程。屋顶花园雨水利用系统不仅是削减城市暴雨径流量,控制非点源污染和美化城市的重要途径之一,而且可作为雨水积蓄利用的预处理措施。为了确保屋顶花园不漏水和屋顶下水道通畅,可以考虑在屋顶花园的种植区和水体中增加一道防水和排水措施。屋顶材料中关键是植物和上层土壤的选择。植物应根据当地气候条件来确定,还应与土壤类型厚度相匹配。上层土壤应选择空隙率高、密度小、耐冲刷、可供植物生长的洁净天然或人工材料。屋顶花园系统可使屋面径流系数减少到0.3,有效地削减了雨水流失量,可同时改善生态小区的生态环境。
 
    雨水收集口
 
    近年雨水收集逐渐采用分流制系统,分流制可以使雨水、污水分流,优于传统的合流制系统。现在落底式雨水口可以有效地截留径流中可沉降固体和大的悬浮固体等,为提高其对污染物的截流率和避免臭气的产生,落底式雨水口的进水管和井底需要及时清除。水质型雨水口也称作沉淀或油类分离器,在雨水进入排水管道和径流控制设施之前,用来去除道路径流中的沉积物和油类。这些雨水一般设计为多格状:如沉积物格截流沉积物,撇乳器格截留碳氢化合物。水质型雨水口目前在加拿大和美国的许多城市使用。
 
    运用以上两种雨水口可以很好的去除雨水中的污染物质,雨水可以作为轻度污染水回收利用,水质基本上达到市政用水的要求,也可以作为回驻地下水之用,代替了中水回用和自来水的浪费,价格远比后两种便宜。这是雨水利用前期规划之一。
 
    半截流制(又称截流式分流制)排水系统是一种比较理想的排水管道,又有雨水排水管道,且在雨水干沟上设雨水跳跃井,可以截留初期雨水和街道冲洗废水进入污水管道。此种方式可以很好的去除由于地面径流造成的污染,也就是污染源形成的污染。
 
    雨水截流
 
    近年来,由于水资源的过渡使用以及城区不透水面积的不断增大,导致地下水位的下降。为了减小地表径流量和高峰流速,延长滞留时间,增大地下水补充量,截流已经日趋成为潮流。
 
    等人在哥伦布的安第斯山脉的海拔2550m和3370m的两处山区的热带雨林用一年的时间研究了雨水径流。低降水量和低蒸发率地区,绝对渗透量并不比其它地区低,说明在城区种植植物可以起到截留水分的作用。
 
    我国城市可以采用点、线、面的种植方式对雨水进行节流,点就是居民区附近的花园,采取易于保持雨水的植物。线就是公路边种植植被,使雨水渗透到地下层。面就是在城区建立大型的公园、植物园,使整个城市成为绿色花园。
 
    透水性路面的建设
 
    公路建设方面,采用透水性路面技术(透水性沥青路面、混凝土透水路面),通过渗透增大地下水补充量,并且减少暴雨期间地表径流量和高峰流速,延长滞留时间。采用该项技术铺设的路面,物理性能好,并且由于不需要再建雨水管沟,还具有成本低的好处。另外,道路经过改造,在区内将增加可观的地下水资源。
 
    人工湿地处理
 
    人工湿地除氮的研究得出:湿地处理系统在通风的条件下,可以达到50%的除氮率,如果在开始的系统处理单元中继续通风,氮的去除率将达到93%。通过对人工湿地的研究指出传统的滞留盆地将被人工湿地所取代,但要完全取代传统的滞留盆地还需对人工湿地做深入研究。
 
    人工湿地已经成为汇处理之一的处理趋势,也是日趋走向成熟的污水处理方法。经研究,该方法可以除去雨水中的有机物和有毒物质,使雨水水质达到饮用水的标准,解决了人类寻求生活用水的来源,同时也解决了径流污染的形成。
 
    过滤器处理
 
    设备的集成化处理雨水,如德国“第三代”雨水利用技术就是利用这个特征。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。为了除去杂质,形成了不同形式的径流过滤器。根据过滤能力的不同可分为分散式和集中式两种。分散式过滤器一般体积较小,安装于房屋的漏雨管的下端;集中式过滤器一般体积较大,它是将来自不同面积上的径流汇集在一起,然后进行集中过滤。这两种过滤器均可将径流中直径大于0.25mm的杂质过滤除去。
 
    结束语
 
    雨水能起到调节、补充地区水资源和补给地下水资源的作用。针对目前水资源短缺及由雨水造成的径流污染,雨水的收集、处理和综合利用技术成为我国急需解决的问题。
 
    我国的城市雨水收集、利用系统还很不完善。虽然部分地区已经建立了一定的雨水收集系统,但未对雨水进行综合处理利用。只要完善雨水的处理及应用就能满足很大一部分的用水需求。对尚未建立雨水收集系统的地区,不仅要避免雨水下落过程中和径流形成污染,也要对已被污染的水资源进行收集、处理、再利用。
 
    合理的规划雨水处理和利用不仅能解决现存的径流污染问题,也为生活和工业用水提供水源。但要合理、有效利用雨水资源,还需要根据不同地区的具体情况深入研究。
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