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住宅小区雨水回用技术及产品种类

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:2019年3月4日 11:14

摘要:从水资源现状及国家政策角度,介绍了雨水回用的概念及流程,分析了建设海绵城市的必要性,并基于“海绵城市理念”,结合《海绵城市建设先进适用技术与产品名录》,总结了适用于住宅小区的主要雨水回用技术及产品种类,最后针对我国雨水资源的利用现状,总结发达国家的经验,总结了亟待完善的问题。

 

随着城市化的高速发展,我国土地利用情况发生了变化,很多城市逐渐被钢筋混凝土建筑,大型基础设施及各种不透水的场地、道路所覆盖,有资源显示,我国城市道路的覆盖已经达到7%~15%,特大城市甚至超过20%,严重影响地表水下渗,再加上近年气候反常,降水强度大大超出设计标准,导致城市暴雨峰值增加且提前,城市地表径流量增大,给市政雨水管网造成了很大的压力,一些地区及城市还时常遭受内涝现象。另一方面,雨水作为相对较清洁的水资源,在水污染严重及地下水过度开采、水资源供需矛盾日益加剧的背景下,越来越多的国家已经认识到其价值,并采取相应的背景下,越来越多的国家已经认识到其价值,并采取相应的技术措施,因地制宜地开展了雨水综合利用的研究。

 

2014年10月,我国住房城乡建设部发布了《海绵城市建设技术指南》该文件旨在构件开发雨水系统,实现城市对降雨的自然积存、自然渗透和自然净化,并实现健康的水循环,进一步提升城市的生态环境。而住宅小区作为城市化进程的重要组成部分,不仅是增加不透水面积的重要环节,也是雨水控制的重要源头之一,本文主要探讨雨水回用技术在住宅小区中的应用,显然是十分必要的。

 

一、总体思路

 

1.1住区规划及水量平衡

 

1)住区规划。在住区规划项目中运用海绵城市设计理念,视雨水资源为重要的影响因素,将建筑规划方案、详细设计和水资源的循环结合起来,这对于我国缺水池地区水资源的生态平衡具有重要意义。在住区规划、建设中,从住区场地分析与评估、住区相关用地的控制、公共开放空间的选择、道路布局、房屋布局及街景设计等方面提出海绵城市设计理念在住区规划中的策略,并指导住区规划建设中水源的合理利用,维持水生态平衡。

 

2)水量平衡。水的运动有连续性,在数量上保持着收支平衡。水量平衡分析是对降雨量、蒸发量与可利用雨水量之间关系的计算,是水资源数量和质量计算机评价的依据。根据北京地区某小区的建筑规划、降雨、蒸发量等基础数据,对以景观水体为核心的水量平衡进行了分析,为后续雨水收集、生态提岸、安全调蓄、喜欢利用等提供了条件。对成都某住宅小区规划水景面积1000m²,绿地面积约为2100m²,道路及场地面积约为2400m²,从输入项(屋面雨水的收集)和输出项(水景的补水量、绿化和浇洒道路用水量以及车库用水量)两个方面入手,进行了水量平衡分析。

 

1.2雨水回用流程

 

雨水回用就是将雨水根据需求进行收集后,对收集的雨水进行处理,达标后再回用的系统,既节约自来水用量,又减少了雨水的排放,是实现绿色建筑很好的途径。而住区雨水资源根据产生位置与受污染程度的不同又有屋面雨水与地面雨水、初期雨水与非初期雨水之分,因此,雨水的收集方式回用应根据需要来设计,雨水收集主要包括屋面雨水、广场雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水等雨水回用主要包括回灌地下水,冲厕、洗车、冲洗路面、景观用水等。雨水回用方案如图1所示。

雨水利用方案

二、主要技术与产品

 

2.1透水铺装

 

透水铺装是通过相应技术手段,增大铺装的透气性与透水性,使雨水能够迅速渗入地表,使地下水资源得到及时补充,有效缓解城市不透水硬化地面对城市生态造成的负面影响的材料。有效缓解城市不透水硬化地面对城市生态造成负面影响的材料。除透水铺装外,还有硅砂砖、集水管等设施构成的硅砂雨水收集利用系统,透水管道与透水井等,都能适用于建筑与小区、广场、公园等区域的雨水收集利用。

 

铺装材料种类,随铺装区域的地质条件、地下水水位,地下空间情况以及功能要求的变化而不同。我国《海绵城市建设先进适用技术与产品名录》对透水路面砖(板)、透水型多功能混凝土植草砖、透水水泥混凝土路面、透水沥青混凝土路面的组成、适用范围作了相应描述。如表1所示。

透水铺装种类与应用范围

与不透水铺装相比,透水性铺装具有诸多功能方面的优点,具体表现在以下方面。

 

1)控制径流总量。采用透水铺装,不仅可延缓地表径流产生的时间,同时还能减小径流总量。透水铺装结构层的孔隙率较大,一般情况的降雨,雨水首先渗入地面,直到结构层的空隙被雨水蓄满,地面才会产生径流。透水砖路面的实践表明,由于透水铺装路面的渗透能力有限,地面径流与暴雨重现期,降雨历时存在一定的关系,暴雨重现期越小,降雨历时越短,雨水下渗量越大,地面径流系数越小,地表径流量可得到明显地控制。

 

2)控制径流污染。由于透水铺装较大的孔隙率,它对下渗雨水具有一定的过滤吸附作用,从而对雨水径流污染控制有较强的能力,降低了初期雨水污染程度。有实验表明,透水铺装对SS、CODTPTN都有一定程度的去除能力。但是透水铺装控制径流污染是因其孔隙率,而空隙很可能被颗粒物堵塞,透水沥青路面实践表明,运行2年后其透水排水能力降低了60%以上,4年基本丧失透水能力,所以对透水铺装的定期养护十分重要。《海绵城市建设先进适用技术与产品名录》列出了透水沥青路面综合养护技术与装备,以高压水为介质,运用车载动力单元将高压水喷射到路面,再通过气穴发生装置产生的水泡产生气穴效应,压出路面空隙中的堵塞物,再通过负压抽取、回收污物和水,能使透水性沥青混凝土路面的透水系数恢复60%。

 

3)生态效应。透水铺装具有的多孔结构形式,使其具有一定的生态效应,净化即将下渗到土壤的地表水,使地下水补给在水量与水质方面都得到了保证,降低地表温度,削弱城市热岛效应、热干化现象-多孔结构吸收的热幅射使水分蒸发,进入大气增加空气湿度,减少散布在空中的扬尘,而且可减低光滑硬质地面的定向反射造成的炫光现象,减少行车事故,透水铺装还具有吸纳噪声的功能,为创造和谐安静的城市环境起到了作用。

 

2.2绿色屋面

 

屋面雨水一般采用有组织排水,收集较为集中,水质较好,不需要复杂的水处理就能达到杂用水标准而成为可利用的水资源,而作为园林绿化形式的绿色屋面,不仅非常节约城市空间,而且弥补了不透水建筑所占用的城市绿地面积,在城市绿化、建筑屋面中应用广泛。对屋面雨水的种类、组成及适用范围的介绍,详见表2。

绿色屋面的种类组成及适用范围

目前,对屋面雨水的应用研究有很多,主要是针对屋面雨水收集系统的特点与组成的研究,以及针对屋面雨水的水质和污染物的净化处理方面的研究,也有对收集后的雨水如何利用方面的研究,以北大荒集团的某酒店屋顶花园为北京,从植物需水量、雨水可收集量、蓄水池容量以及雨水收集系统等角度进行了屋面雨水回收利用设计。但是,超过几十米的建筑物或构筑物的屋顶处,由于风速大,水分极易蒸发,再加上种植土层薄,持水能力弱,使得屋顶花园的应用受到了一定的限制。

 

2.3蓄水池、景观水池

 

蓄水池、景观水池等人工水体是储存经收集雨水的装置,雨水经净化处理后,回用于冲厕、洗车、冲洗路面以及绿化浇灌等。在保障水体水质的前提下最大限度地节约用水,合理利用雨水资源,减少运行成本,实现雨水资源化,同时兼顾景观、防洪与生态,满足绿色住宅小区对水资源、水景观和水环境的整体要求。对以景观水体为核心的水量平衡、雨水收集、生态提岸、安全调蓄、循环利用等问题进行了分析,提出了相应解决措施和对策,为住区雨水利用的设计方案提供了借鉴。

 

三、结语

 

雨水资源的利用是我国经济发展的需求、社会发展需求、科技发展的需求以及可持续发展的需求,在不断研究技术进步的同时,也存在一些亟待解决的问题。

 

1)针对我国降雨分布不均、诚实建设密度高、水资源匮乏等特点,雨水资源的合理利用需要与城市规划、住区规划、市政排水管网、已建雨水利用设施综合分析,选择合理的、符合我国国情的雨水利用方式。

2)相关技术、经济生态评估体系需要进一步完善。评估体系是将城市雨水系统的设计量化,最终检验与评价设计效果的工具,因而开发程序精确、操作简便的评估工具,可更加科学地辅助规划方案制定、效果综合评估和动态优化调整,同时也可为立法提供依据,是实现我国可持续发展城市雨水系统的必要途径和迫切要求。

3)由于水资源的利用涉及多方面、多部门的利益关系,所以要将雨水资源的利用真正开展起来,我国的雨水管理机制还需进一步完善。一些发达国家对雨水排放方面已有较完备的法律规定,美国、德国等颁发了雨水排放许可及雨水排放收费的相关规定,日本政府颁发于1992年颁发了“第二代城市排水总体规划”,要求新建、改建的大型公共建筑物必须设置雨水下渗设施,通过借鉴发达国家的先进理念,结合我国实际情况,制定出合理的雨水回用管管理机制,对我国水资源的利用是有重要影响的。

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