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校园封闭区域雨水收集与利用是海绵城市建设的重要内容之一

作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司来源:www.spongerain.com 浏览次数: 日期:2018年12月28日 11:06

本篇文章来自“海绵雨水”指出了校园封闭区域雨水收集与利用是海绵城市建设的重要内容之一,其雨水收集与利用符合当前经济发展、社会发展和科技发展的需要。雨水经收集、沉淀、净化、消毒、储存可以作为冲厕、洗路、浇花、水景等非饮用水使用,雨季可以降低校园等封闭区域雨水对城市公共排水管网的压力,同时可以降低利用系统由雨水管道、收集过滤、净化消毒、贮存蓄水、自冲洗、雨水利用等主要部分组成,在建设实践中技术成熟、经济适用、安全可靠,值得推广应用。

 

一、海绵城市建设中雨水收集与利用的必要性

 

1.1海绵城市建设综述

 

海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防捞安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来,取代传统的排水系统,而是对传统排水系统的一种“减负”和补充,最大程度地发挥城市本身作用。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等谁喜欢利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存,自然渗透,自然净化的“海绵城市”。

 

1.2雨水收集与利用的意义

 

我国城市雨水利用的潜力巨大,有资料表明,我国的平均降水量是650mm,我国的国土面积为960km²,可以推算出我国每年的原生水资源量(总降水量)约为6.24万亿m³。在沿海城市,雨水收集利用具有更大潜力。上海年平均降雨量1124mm,全市每年的降雨总量应为70亿m³,扣除蒸发、渗透等因素,水务部门估计,全市每年白白流失的雨水总量约在24亿m³左右。深圳年均降水量1900mm,每年从天而降近40亿m³雨水,而深圳各大水库雨水蓄水量不到总降雨量的1/8,因此每年至少有35亿m³的雨水白白流失。

 

雨水收集与利用有着十分重要的意义,表现在以下两个方面。

 

1.2.1适应经济发展的需求

 

我国的水资源现状为:一是人均水资源最匮乏的国家之一,二是世界上用水量最多的国家,换言之,就是浪费十分严重。我国从20世纪70年代开始闹水荒,80年代水荒由局部蔓延至全国,目前形势越来越严峻,严重制约着农业和国民经济的发展。如何循环使用水资源,减少水资源的浪费是成为首要任务。随着水资源供需矛盾的日益加剧,雨水资源的价值之间被人们认识,采取相应的措施,因地制宜地开展雨水综合利用,从而带来农业和国民经济的可持续发展。

 

1.2.2适应社会发展需求

 

传统城市雨水处理方法是在雨水落到地面上后,一部分通过地面下渗补充地下水,不能下渗或来不及下渗的雨水通过地面收集后回流进入雨水口,再通过收集管道收集后,排入河道或通过泵提升进入和到。随着城市化程度的提高,传统的雨水管理模式经常会造成城市洪灾、雨水径流污染、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题。当前节能呼声越来越高,使得雨水收集再利用也越来越被人重视。开展雨水收集利用符合我国可持续发展战略。

 

二、校园等封闭区雨水收集与利用

 

校园等封闭区是城市的重要组成部分,应更新规划设计理念,顺应海绵城市建设的要求,率先推广应用雨水收集与利用系统。

 

2.1校园等封闭区域开展雨水收集与利用的意义

 

2.1.1改善生态环境,补充涵养地下水,减少水旱灾害

 

雨水集蓄利用有利于水土保持,改善生态环境,合理开发利用水资源。修建雨水收集利用系统就地拦蓄雨水径流入渗,减轻了对土壤的冲刷侵蚀和水土流失,补充涵养地下水资源。同时减少城市径流,减少水涝,可以有效降低雨污合流,减少城市街道雨水径流量。使用手机的雨水浇灌花草树木、灌溉绿地,可以改善城市于成景,海绵城市建设中校园等封闭区域雨水收集与利用。

 

2.1.2节省用水开支和市政投资

 

雨水利用运行费用低廉,经济效益突出。从运行管理和水费支出分析,投入收集1m³雨水的年运行费用不足0.1元,这样可以大大减少用水开支。同时,雨水利用工程可以减少由政府投入的用于大型污水处理厂、收集污水管线和扩建洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下,不仅可以减少雨季溢流污水,改善水体环境,还可以减轻污水厂符负荷,提高城市污水厂的处理效果。雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。校园等封闭区域雨水利用实施后,可以节省市政收集污水管线和扩建排洪设施的部分资金。

 

2.1.3提高水资源利用率

 

收集处理后的雨水可用于冲厕所、洗车、洗衣服、浇绿地、消防等,其钙盐含量低,属软水,也可作为冷却水等。雨水收集利用可以有效地调节、补充地区水资源,缓解水资源供需矛盾。

 

2.2校园等封闭区雨水收集与利用系统建设的特点

 

2.2.1科技进步使雨水收集与利用成为可能

 

传统的收集雨水方式有钢筋混泥土及不锈钢蓄水池,这两种方式施工工艺复杂,工序多,工期长,投入的人力物力财力都比较大。而新型的雨水收集系统是由若干个模块合成的一个水池,产品使用寿命长,施工方便,工期短,成本较低。技术革新使得大规模开展雨水收集利用成为可靠。

 

2.2.2关键技术

pp雨水蓄水模块

校园等封闭区域雨水收集与利用系统建设的关键技术,一是初期雨水排除器,其特点是回收90%以上的干净雨水,不用点,不用人工清理,自动保持干净,不堵塞,没有活动部分,没有滤材更换,永无故障。二是pp模块,施工便捷,抗沉降性能好,不开裂不渗漏,独特的蜂窝状结构,毛细微循环,有利于水质保持,不占用地表空间,深埋地下,隔绝空气和阳光,与地下水环境相似,收集雨水保质期长,性能稳定,环保材料不会对水质构成二次污染,施工周期短,综合造价低。

 

2.2.3雨水收集与利用系统的特点

 

初期雨水经过多道预处理环节,保证了所收集雨水的水质。采用蓄水模块进行蓄水,有效保证了蓄水水质,同时不占用空间,施工简单、方便,更加环保、安全。通过压力控制泵和雨水控制器可以很方便地将雨水送至用水点,同时雨水控制器可以方便地实现雨水对雨水收集系统的自动控制和状态监控。

 

目前雨水收集利用主要应用在以下几个方面。

 

(1)雨水利用。收集处理后的雨水用于冲洗厕所、浇晒路面、浇灌草坪、水景补水,甚至用于循环冷却水和消防水。可以缓解目前城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。

(2)雨水渗透。通过蓄水池将雨水下渗,补充地下水资源,改善生态环境,使淡水资源得到补充。

(3)雨水滞留。当降雨量超过城市排水量时,将雨水存储起来,减轻城市排水压力,从而提高城市排洪系统的可靠性,减少城市洪涝灾害。

 

2.3雨水收集与利用系统的组成

 

2.3.1雨水管道

 

雨水管道可直接铺设在未经扰动的原装上土地基上,沟底应平整,坡度应顺畅,并不得有尖硬的瓦砾、块石等。如为回填土土层,则在回填上土地段做300mm厚灰土垫层。在岩石或多石地段做150mm厚砾石垫层。开挖沟槽宽度一般为D+500mm。雨水管道顺室外地面敷设,其管顶敷土深度为0.70~1.00m

 

2.3.2过滤、消毒及蓄水设施

 

pp模块单体尺寸为1000mmX500mmX400mm,顶面承载(顶面覆土厚度大于0.6m小于2m40kN/m²超出雨水池承载范围时,必须要加固。埋地式雨水池外面包裹一层HDPE复合防渗膜,通过它将整个收集池与外界土壤隔开,防止收集池内的水渗透出来,以及土壤中的污染物渗入集水池内造成污染,同时保证整个系统稳定。HDPE防渗膜的外面还有一层保护的土工布,进一步保护防渗膜,确保整个系统不会发生外渗及内渗。蓄水池和清水池宜建在绿化区域。

 

蓄水池一般设计为10 .0 m×12 .5 m×2 .0 m250 .0 m3,清水池一般设计为5 .0 m×5 .0 m×2 .0 m50 .0 m3。雨水设备间采用碳钢设备间 ,进行渗漏试验合格后再施工,规格尺寸为1300 mm×1250 mm×1050 mm,内置紫外线消毒器、砂滤罐和其它设备。石英砂过滤器能截留雨水中的杂质,对雨水进行深度过滤,符合国标要求。 紫外线消毒器选用高效率的 UV - C紫外灯,采用高透光率、高纯度的石英套管,保证紫外线透过率在90% 以上。

 

2.3.3雨水使用设施

 

雨水供水管道上不得装设取水龙头,并应采取下列防止误接、误用、误饮的措施;

1、采用市政水作为备用水源,雨水储存装置有溢流装置,多余的雨水排入市政雨水系统,对回用水进行消毒

2、雨水回用管道均用色漆喷涂“雨水”儿子,间隔2m喷涂一处,

3、雨水回用阀门、水表、取水栓均应悬挂“禁止饮用”标识,

4、工程验收时应逐段进行检查,防止误接。

 

2.3.4雨水反冲洗系统

 

PP模块水池底部需铺设一定数量的反冲洗管道,这些反冲洗管道每隔0.2m进行开孔,孔径大小为10mm,交叉45°,反冲洗系统通过原水提升泵进行供水,操作时通过切换反冲洗管道的反冲洗阀门和至设备间处理器的阀门进行管路水流方向的切换,反冲洗的作用是通过提升泵对池低进行冲洗,使沉淀在PP模块水池底部的泥沙与水混合形成搅动状态,防止长期静置,形成死泥区,而污染水质。

 

2.4工艺流程

 

雨水收集利用系统是指通过汇总管道对雨水进行收集,再通过雨水净化、消毒装置对雨水进行净化、消毒装置对雨水进行净化处理后达到符合设计使用标准的系统。目前多数由雨水汇集系统、弃流过滤装置、净化系统、蓄水系统、消毒系统、水体利用系统组成。

雨水收集利用流程;雨水管道-截污管道-雨水弃流装置-雨水自动过滤器-雨水蓄水模块-消毒处理-用水点。

 

雨水收集利用就是直接对天热降水进行收集存储与利用。成熟的雨水利用技术是雨水的收集-截污-过滤-存储-渗透-提升-利用和控制一体化的定型产品和组装式成套设备。

 

雨水收集利用的工艺流程一般包括收集及预处理单元、储存单元、净化处理单元和回用单元等四部分。地面雨水需要先进收集,一般是通过收集管流向初期雨水排除器中,经过初期雨排除器过滤雨水中夹杂的一些树叶、杂物等,然后将杂质和脏水进行起来处理。过滤后的雨水经过蓄满时的溢流装置,进入雨水利用系统,以便将水资源进行有效的利用。雨量具有不均衡性,为了控制雨量的均衡,可以利用整流井的雨水自流进入雨水调蓄池来进行调控。进入调蓄池的雨水需要通过一级提升泵提升处理后进行消毒处理,符合雨水使用要求后才能够将其投放到清水池中。最后就是完成雨水的配送工作,一般是利用变频供水系统加压来进行这一工作的。处理完的雨水可以用于小区的绿化和冲洗,并且定期进行水泵的冲洗。(图1和图2)。

雨水收集与利用原理

图1雨水收集与利用原理

雨水收集与利用系统设备平面布置

图2雨水收集与利用系统设备平面布置

 

三、施工注意事项

 

3.1土方工程施工

 

蓄水池、清水池为地下工程,施工前要编制基坑开挖专项施工方案,深度超过5m的还要组织专家论证,经审核批准后,严格执行。开挖时要监测对周建筑物、构筑物的影响,发现情况立即采取措施。要收集施工区地下管线资料,先开挖探沟,防止破坏管线。基坑开挖采取支护措施,土质条件好、施工作业面大的可采用放坡开挖。基坑周围应设置围挡、警示标志,对施工现场采取管控措施,无关人员禁止入内,裸露土壤要采取覆盖遮阳网等防止扬尘措施,专职安全员要加强巡查,以保障施工安全。

 

3.2HDPE复合防渗膜施工

 

蓄水池、清水池其密闭性要好,与周围水体要防止互渗,要达到上述目标,应抓好HDPE复合防渗膜施工。其施工流程:方案制定-施工准备-支持层处理-HDPE膜铺设和剪裁-HDPE膜对正、搭接、压膜定型-焊接-检测-修补-描固沟处理-保护层施工-验收-覆盖。HDPE复合防渗膜施工要点如下。

 

(1)铺设基底坚实、平整、不得有树根、瓦砾、钢筋头、玻璃屑、石子、有机物残体等尖硬或造成环境污染的杂物。基底拐角处应园滑。

(2)铺设顺序是先边坡,后池低。铺设时应将卷材自上而下滚铺,并确保贴平整。拐角及畸形段,应尽量少留焊缝。铺设中应拉紧、铺平,避免出现褶皱。

(3)施焊顺序应先焊横缝,再焊纵缝,纵横缝应为T字型,不得采用十字叉形式。焊缝要求整齐、美观,不得出现滑焊、调走现象。

(4)焊缝处不得有油污、灰尘、泥沙。焊缝应尽可能留在顺坡度方面上,搭接宽度不小于100mm。

(5)下雨或大风天气不得进行焊接。防渗膜铺设完成后,应避免在膜上行走、搬运工具、材料等。

 

结语

 

海绵城市建设应动员全社会力量共同参与,校园等封闭区域是海绵城市建设的重要组成部分,而雨水收集利用是校园等封闭区域海绵城市建设的重要内容。雨水收集与利用不仅可以有效地开发利用自然水资源,而且可以减少水土流失、减轻城市排涝设施负荷、改善生态环境,是一项利国利民的生态工程和民心工程,具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。本文介绍雨水收集与利用的施工技术、施工方法和施工注意事项实践检验是成熟的、实用的和可靠的,借此与光大工程建设者在本领域实际工作中进行相互交流和讨论,为进一步推动本领域工程建设朝着技术先进、安全可靠、实用方向努力作出一份贡献。

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