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西安市的城市雨水收集利用技术方式

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西安市的城市雨水收集利用技术方式

西安市的城市雨水收集利用技术方式

  • 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:2018-10-31 00:00
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城市雨水的利用是一个方兴未艾的广阔领域,它涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、城市居民小区的合理设计及其环境建设等方面,是一项涉及面很广的系统工程。21世纪,无论是发达国家还是发展中国家,很多地区都面临着淡水资源紧缺的问题。作为解决水资源短缺问题的途径之一,城市雨水资源的利用必须得到足够的重视,必须改变单纯排放雨水的观念,限制雨水直接排放与流失。雨水是一种优质的自然资源,收集和使用方便,污染少,处理简单,用于城市和生活,可以有效缓解城市生活供水不足的矛盾。雨水利用是一项典型的生态保护技术,对于水资源的优化配置,促进经济社会的可持续发展具有十分积极的意义,需要多学科、跨部门联合攻关、共同研究。

 

  以下文章摘要:西安市是一个水资源匮乏的城市,但却有丰富的雨水资源,对合适于西安市的雨水利用方式进行了探讨。经分析讨论认为,这3种模式在西安市的城市雨水利用中都具有很强的实用性,即,利用城市屋面雨水减少自来水的需求,道路广场雨水补给地下水资源,下凹式草地降低城市雨洪灾害。

 

  西安城市雨水利用的必要性和可行性

 

1、西安城市雨水利用的必要性分析

 

西安市水资源总量26.66亿m³,人均占有地表水资源310m³,不足全省的1/3,只有全国人均占有量的1/6和世界人均占有量的1/24,远远低于国际公认的维持一个地区可持续发展人均占有量1000立力米的临街值。可见,西安市的水资源先天就存在“贫血”症状,城市可利用水资源短缺现象严重,而且随着城市化的发展,居民日常生活和城市环保用水量的加大,使得水资源短缺这一现象有加重的趋势。西安市近年来由于地下水的严重超采,市中心深层承压水位大幅度下降,近30年平均每年下降3-4m,形成一个区域漏斗。大雁塔十字下沉1,3m,导致大雁塔向西倾斜约1m,近年平均年倾170mm,据统计西安市区现有地裂缝10多条,总长达55.24km,地面沉降已对城市建筑造成了极大威胁。

 

2、西安城市雨水利用的可行性分析

 

西安市地处于关中盆地中部秦岭北,地跨谓河南北两岸。降雨主要集中在5-10月,占全年的78%,降雨在时空上分布不均匀。甘肃水科所研究指出,年降水量在250mm以上的地区均可进行雨水径流收集储蓄,由此可以看出西安市有很大的城市雨水收集利用空间。

 

由分析可知,城市雨水利用在水资源短缺的西安显得尤为重,并且在西安市展开雨水利用是非常可行的。

 

适合西安市的城市雨水利用技术方式

 

城市雨水利用分为直接利和间接利用这两种方式。直接利用是将城市雨水径流收集起来,根据用途要求,经混凝、沉淀、消毒等多种处理工艺或工艺组合进行不同程度处理后,用于绿化。洗车、道路喷洒、景观补水、冲厕等,即将雨水转化为产品水以代替自来水或用于景观水景。间接雨水利用是使用各种措施强化雨水就地入渗,使更多雨水留在城市境内并渗入地下以补充、涵养地下水。即使下渗量较小、地下水位太低或是受地址条件限制,以致下渗量较小、地下水位太低或是受地址条件限制,以致下渗雨水不能进入地下水层,至少可增加浅层土壤含水量、遏制城市热岛效应、调节气候并改善城市生态环境,还有利于减小径流洪峰流量及减轻洪涝灾害。

 

城市雨水利用技术科分为雨水储留设施和雨水渗透设施两大类。雨水储留设施有截留钡和调节池。雨水渗透设施是采用透水性管、井或透水地面,使地面的雨水能直接渗入地下。欧洲(德国为代表)城市雨水利用的主要技术有1、屋面雨水集蓄利用系统2、屋顶花园雨水利用系统3、雨水截污与渗透系统4、生态小区雨水综合利用系统。

 

城市雨水水质、汇水面、季节、降雨特征等的不同。综合考虑西安市的实际情况,城市雨水利用可采取的技术措施建议从以下几方面考虑,屋面雨水收集利用,透水路面雨水入渗,绿地雨水利用。

 

屋面雨水收集利用

 

屋面雨水收集,利用建筑物屋面拦蓄雨水,地面或地下储存,经过滤和反渗透过滤,利用原有水管输送,以供用户就地使用。城市的每一栋建筑物的屋面都可以收集雨水,如果按建筑物的寿命为50年来考虑,每平方米的屋面一年可收集雨水按300L50年可收集雨水15000L。根据《西安市城市总体规划》(2004-2020)西安主城区居住建设屋面可达到17462m³,如果按照60%的屋面可以收集雨水,以西安市的平均年降雨量计算,每年在西安市安主城区居住屋面可收集的雨水可达到3.14*10 7m³。由此可见西安市城市可收集的雨水量是相当可观的。

 

透水路面雨水入渗技术

 

由于西安市的降雨比较集中,其中7-9月份的降雨量占全年降雨量的49%,西安市道路、广场占地面积达到1033m³,在这个时期的道路广场可产生2661.2m³的雨量。由于一些道路广场的排水设施老化,加之雨洪量很大,每次大降雨过后,雨洪的肆意横流给行人和交通带来极大的不便。现有的设施是直接将雨水排入到下水管,这样也浪费了大量的雨水资源。透水性硬化路面的铺装如图所示,它是城市雨水利用的有效措施之一,其内部构造是由一系列与外部空气相连通的多孔结构形成骨架,同时又能满足路用及铺地强度和耐久性要求的地面铺装,可以使雨水及时、快速地入渗到地下。减轻城市防洪和排水的压力,调节城市地表空气的湿度和温度,并且此结构简单易行,能有效的补充地下水。

透水路面入渗技术

可渗透路面是由特殊级配的骨科、胶凝材料、水及增强剂拌制成混合料,经特定工艺制成的混凝土制品,其中含有很大比例的连通孔隙。为满足城区雨洪控制和利用,可渗透路面的强度大于30mp,渗水能力保证在1mm/s的降雨情况下随降随渗,地面布产生积水,滤层原料为粗沙,主要为过滤下渗的雨水。碎石层可起到短时贮存雨水的作用,主要为防止由于雨水在土壤中下渗不及而产生积水的现象。当透水路面产生径流,在碎石层中有雨水积蓄不能迅速下渗土壤时,可以在其中插入排水花管,花管与蓄水池或污水管相接,以便排除碎石层中的积水,为路面雨水腾出:“空间”,保证路面不积水、不径流。

 

下凹式绿地雨水利用

 

绿地雨水利用是一种重要的间接雨水利用方式,主要的利用形式是下凹式绿地雨水利用。不透水路面径流雨水汇集到下凹绿地,雨水通过绿地植物可被直接吸收、滞流和储存、下渗补给地下水等方式利用,一般利用量可达到降水量的40%左右。绿地实现对雨水利用的途径主要有渗透利用和储存利用两种,任树梅等对北京城区不同下凹深度的绿地蓄渗效果最好,不但充分利用绿地的下渗能力,而且充分利用绿地的蓄水能力。蓄水能力随下凹深度的增加而增加,一般下凹深度在50~100mm

 

典型的下凹式绿地雨水利用模式见下图。

下凹式绿地雨水利用模式

低势绿地结构设计关键是控制调整好绿地与周边道路和雨水溢流口的高程关系,即路面高程高于绿地高程,雨水溢流口设在绿地中或绿地和道路交接处,雨水口高程高于绿地高程而低于路面高程。如果道路坡度适合时可以直接利用路面作为溢流坎,从而使非绿地铺装表面产生的径流雨水汇入地势绿地入渗,待绿地蓄满水后再通过溢流口或道路溢流。由于路面雨水因为汽车尾气排放等原因,有较多的污染物,如果将路面径流的雨水蓄积利用或进行回灌,需要在雨水利用工程中增设初期弃流装置。这样不仅提高了工程投资规模,而且增加了雨水利用的环节,造成诸多不便。而采用这种方法,进过绿地过滤后的雨水,水质比较洁净,无论是下渗土壤还是草地下面增加雨水收集设施进行雨水收集,都可以直接进行收集利用的。

 

结论建议

 

通过对以上几种雨水利用方式的探讨,认为屋面雨水利用、透水路面雨水利用和绿地雨水利用方式简单可行,而且经过这几种方式处理后的雨水水质良好,雨水利用简便高效,是比较适合于现阶段西安城市雨水利用。

 

但是,西安市雨水利用还没有形成完整的技术规范和相应的政策措施,使其在具体的实施过程中遇到一些政策上和技术上的阻碍,建议有关部门尽早制定一系列有关雨水利用的法律法规和条例及技术规范与标准,规范西安市的雨水利用。同时,进行公众教育,转变观念,唤起民众对雨水利用的理解和支持。在城市雨水资源化过程中,政府部门起着重要的政策导向作用。动员全民,结合当前的发展趋势,挖掘潜力,科学地实施及推广城市雨水利用。