水資源問題早已成為世界各國所關注的一個重要問題。我國水資源緊缺,全國700多個地級市以上的城市中,有近400個城市缺水或嚴重缺水,大部分分布在我國北方及西北半干旱、干旱地區(qū),其中華北地區(qū)水資源緊缺已是制約國民經濟發(fā)展的重要障礙??傮w來說:我國水資源的分布是南方多于北方,東部地區(qū)多于西部地區(qū)。由于水資源分布的差異以及水資源污染的日益加重,城市的水資源正在面臨著不足和短缺等問題。一方面為了解決澆灌綠化、洗車等用水短缺問題,另一方面為了解決暴雨季節(jié)雨水泛濫所引起一系列的矛盾,雨水的收集和利用正好可以合理地緩解這兩大矛盾,不僅可節(jié)約水源,還可減輕城市排水設施的負擔。
雨水利用技術分為:收集、凈化、儲存、供水與利用四個方面。
1.雨水收集
①平時做好屋頂和房檐雨水槽、雨落管和雨水儲存罐等維護工作,以保證收集的雨水有良好的水質,并且應盡量擴大集雨面積。
②收集經過簡單過濾處理并去除水中懸浮顆粒物的雨水。
③摒棄初期污染雨水(屋頂?shù)燃昝娣e上堆放物和附著物會污染雨水,尤其在干旱期過后的第一次降雨污染較重。初期降雨的第一毫米雨水含污染物最多,即使作為非飲用水也不能使用,所以初期雨水必須排走不能收集)。
④雨量大時排放多余雨水避免雨水漫流。
⑤從公路和輕軌路面收集的雨水多含有油類、垃圾、煙灰、金屬粉末和其他有害物質,必須過濾處理,并只能限于沖洗廁所。
2.雨水凈化
①雨水水質分析
雨水在降落過程中,空氣中的溶解性氣體,溶解或懸浮狀固體,重金屬及細菌等會進入其中。地表徑流中的污染物主要來自降雨對地表的沖刷,所以地表沉積物是地表徑流中污染物的主要來源。地表沉積物的組成決定著地表徑流污染的性質。因此,雨水的水質會因地點、時間的不同而有所差異。從雨水質分析結果看,天然雨水中主要考慮的污染指標為SS、COD、硫化物、氮氧化物等,但濃度相對較低。
② 針對用水要求進行處理
通常收集來的雨水作為中水原水進行處理。用途主要是城市污水再生利用分類中的城市雜用水類,城市雜用水包括綠化用水、沖廁、街道清掃、車輛沖洗、建筑施工、消防等。污水再生利用按用途分類,包括農林牧漁用水、城市雜用水、工業(yè)用水、景觀環(huán)境用水、補充水源水等。依據(jù)不同的用水要求進行不同深度的處理凈化。
③必須設有消毒設施(如與人體接觸的用水)
消毒劑宜采用次氯酸鈉、二氧化氯、二氯異氰尿酸鈉或其他消毒劑。當處理站規(guī)模較大并采取嚴格的安全措施時,可采用液氯作為消毒劑,但必須使用加氯機。對采用藥劑可能產生的危害應采取有效的防護措施。
④凈化方法
生物法:人工濕地法、氧化塘法、活性污泥法、生物膜法等
物理法:大致有沉淀與上浮、過濾(格柵、砂濾等)
化學法:大致有絮凝、氧化還原等
3.雨水儲存
①首先需考慮到防澇抗旱的功效
以達到基本的防澇抗旱作用為依據(jù)來合理設計能滿足雨水利用要求的儲存設施和建筑物,即有可靠的調儲容量和溢流排放設施。隨著雨水利用工作的逐漸普及,因地制宜開發(fā)了各種不同的雨水利用設施和系統(tǒng)。
② 水量平衡
儲存系統(tǒng)設計應進行水量平衡計算。應根據(jù)工程的實際情況、往年雨水量和使用水用量的平衡和穩(wěn)定、系統(tǒng)的技術經濟合理性等因素綜合考慮確定。系統(tǒng)中儲存池(箱)的調節(jié)容積應按雨水量及處理量的之間關系求算。
③ 宜采用耐腐蝕、易清垢的材料制作。鋼板池(箱)內、外壁及其附配件均應采取防腐蝕處理。
④ 配備自來水補水管應采取自來水防污染措施,補水管出水口應高于雨水儲存池(箱)內溢流水位(并且安裝自來水水表)。
4.供水與利用
① 管道嚴禁與生活飲用水給水管道連接。
② 雨水管和自來水管不要接錯,管道外壁應按有關標準的規(guī)定涂色和標志。
③ 主要水質指標定期檢測,對常用控制指標(水量、主要水位、pH值、濁度、余氯等)實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測,有條件的可實現(xiàn)在線監(jiān)測。
④ 盡量收集溢流出來的雨水滲入地下補充地下水。
⑤為了收集到清潔的雨水,保持集雨面的清潔,雨水利用設備的維護和管理至關重要,必須不懈怠地進行維護管理工作(集雨面、沉沙池、沉淀池、濾網、雨水儲存罐、水泵及動力設備等)。
雨水資源化在我國處于初級階段,除在關注和推動水資源儲集方面缺少資金的投入外,技術還較落后,缺乏系統(tǒng)性,更缺少法律、法規(guī)保障系統(tǒng)等問題。城市雨水資源化是一個復雜的過程,不是一朝一夕就能實現(xiàn)的,但其確實能緩解水資源的嚴重不足。我國城市雨水利用的研究與應用是從20世紀80年代開始,并于90年代以后一些特大城市的建筑物已建有雨水收集系統(tǒng),但沒有處理和利用系統(tǒng)。但近年來大部分城市工業(yè)、農業(yè)、生活節(jié)水已取得很大成效,水資源保護和污水處理改善水環(huán)境的各項措施正逐步實施。根據(jù)各缺水城市自然特點,千方百計提高有限水資源的利用程度,采取措施攔蓄雨水加以利用,減少暴雨徑流,就地開源是一項近期緩解水資源緊缺狀況的重要措施,也為遠景調水奠定高效用水的基礎。利用汛雨回補地下水,實現(xiàn)地面水和地下水的聯(lián)合調節(jié)運用,以豐補歉,把補源和防洪相結合,寓資源利用于災害防范之中,是雨洪利用的思路和根據(jù)。 借鑒國外城市雨水資源化及其科學利用可在如下幾個方面進行使用型技術的開發(fā)研究。
1. 結合城市規(guī)劃
為緩解城市水資源緊缺的現(xiàn)狀和解決水澇現(xiàn)象嚴重的問題,需制定科學、合理的城市雨水利用規(guī)劃,實現(xiàn)投入資金的合理安排和使用。同時鼓勵采用高效率的雨水利用系統(tǒng)和技術創(chuàng)新,進一步促進雨水利用工程技術的相關規(guī)范、標準的制定和管理制度的建設,推動雨水利用產業(yè)的發(fā)展。此外,先進城市的雨水利用工作還能為其他地區(qū)雨水利用的推廣起到很好的示范作用。
2. 建造雨水蓄水和適當處理設施
利用城市建筑屋頂、庭院等不透水面收集雨水,修建雨水蓄水設施,匯集貯存城市雨水作為城市非飲用水的直接水源,可用于沖廁、洗車、消防、澆灑綠地、洗衣服,必要時可以用作工業(yè)用水,這在一定程度上可以緩解城市供水壓力,減輕水體污染和城市洪澇壓力。
3. 利用雨水涵養(yǎng)地下水,實現(xiàn)雨水滲透
采用綠色植被與土壤之間增設貯水層、透水層等辦法減緩雨水地表徑流的速度,增加雨水滲透,補充、涵養(yǎng)地下水源,緩解地面沉降,防止沿海城市的海水入浸。根據(jù)方式不同,雨水滲透可分為分散式和集中式兩大類。可以是自然滲透,也可以是人工滲透。
① 低勢綠地
綠地是一種天然的滲透設施。它具有透水性好、節(jié)省投資、便于雨水引入就地消納等優(yōu)點;同時對雨水中的一些污染物具有一定的截流和凈化作用。目前我國城市規(guī)劃要求有較高的綠化率,可以通過改造或設計成低勢綠地,以增加雨水滲透量,減少綠化用水并改善環(huán)境。
② 人造透水地面
人造透水性地面是指各種人工材料鋪設的透水地面,如多孔的嵌草磚、碎石地面,透水性混凝土路面等,能利用表層土壤對雨水的凈化能力,對于處理要求相對較低,技術簡單,便于管理。
③ 滲透管(渠)
滲透管(渠)是在傳統(tǒng)雨水排放的基礎上,將雨水管或明渠改為滲透管(穿孔管)或滲透渠,周圍回填礫石,雨水通過埋設于地下的多孔管材向四周土壤層滲透。滲透管(渠)占地面積少,便于在城區(qū)及生活小區(qū)設置,它可以與雨水管系、滲透池、滲透井等綜合使用,也可以單獨使用。在用地緊張的城區(qū),表層土滲透性很差而下層有滲水性良好的土層、舊排水管系得改造利用、雨水水質較好、狹窄地帶等條件下較適用。一般要求土壤的滲透系數(shù)K明顯大于10-6m/s,距地下水位應有1m以上的保護土層。
④ 滲透池(塘)
滲透池(塘)是利用地面低洼地水塘或地下水池對雨水實施滲透的設施。當可利用土地充足且土壤滲透性能良好時,可采用地面滲透池。其最大優(yōu)點是滲透面積大,能提供較大的深水和儲水容量,凈化能力強,對水質和預處理要求低,管理方便,具有滲透、調節(jié)、凈化、改善景觀、降低雨水管系負荷與造價等多重功能。滲透池(塘)一般與綠化、景觀結合起來設計,充分發(fā)揮城市寶貴土地資源的效益。當?shù)孛嫱恋鼐o缺時,可以考慮采用地下滲透池,實際上它是一種地下注水滲透裝置,利用混凝土砌塊、穿孔管、碎石空隙、組裝是構件等調蓄雨水并逐漸下滲。
4. 在建筑物層頂上設雨水收集和儲蓄設施
在建筑物頂上設計雨水收集和儲蓄設施,將收集到的雨水直接用于消防、小區(qū)澆灑路面、植樹用水、洗車、沖廁所等,是實現(xiàn)城市雨水資源化的重要組成部分.在我國,隨著城市化進程的加快,城市大型建筑越來越多,建筑物頂部面積越來越大,建筑雨水收集大有作為. 因此,在我國要實現(xiàn)雨水資源化,在建筑物上設計雨水收集和貯存設施,達到直接將雨水用做“中水”的措施勢在必行.
總之,在我國這個水資源很貧乏,但降水資源相對豐富的國度里,如何開發(fā)利用巨大的降水資源,實現(xiàn)降水資源化,并提高降水資源的利用率,就成為一項重要的水資源開發(fā)利用的研究課題,也是目前建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要任務所在,同時也給房地產開發(fā)企業(yè)的不斷拓展提供了良好的發(fā)展契機。
雨水利用技術分為:收集、凈化、儲存、供水與利用四個方面。
1.雨水收集
①平時做好屋頂和房檐雨水槽、雨落管和雨水儲存罐等維護工作,以保證收集的雨水有良好的水質,并且應盡量擴大集雨面積。
②收集經過簡單過濾處理并去除水中懸浮顆粒物的雨水。
③摒棄初期污染雨水(屋頂?shù)燃昝娣e上堆放物和附著物會污染雨水,尤其在干旱期過后的第一次降雨污染較重。初期降雨的第一毫米雨水含污染物最多,即使作為非飲用水也不能使用,所以初期雨水必須排走不能收集)。
④雨量大時排放多余雨水避免雨水漫流。
⑤從公路和輕軌路面收集的雨水多含有油類、垃圾、煙灰、金屬粉末和其他有害物質,必須過濾處理,并只能限于沖洗廁所。
2.雨水凈化
①雨水水質分析
雨水在降落過程中,空氣中的溶解性氣體,溶解或懸浮狀固體,重金屬及細菌等會進入其中。地表徑流中的污染物主要來自降雨對地表的沖刷,所以地表沉積物是地表徑流中污染物的主要來源。地表沉積物的組成決定著地表徑流污染的性質。因此,雨水的水質會因地點、時間的不同而有所差異。從雨水質分析結果看,天然雨水中主要考慮的污染指標為SS、COD、硫化物、氮氧化物等,但濃度相對較低。
② 針對用水要求進行處理
通常收集來的雨水作為中水原水進行處理。用途主要是城市污水再生利用分類中的城市雜用水類,城市雜用水包括綠化用水、沖廁、街道清掃、車輛沖洗、建筑施工、消防等。污水再生利用按用途分類,包括農林牧漁用水、城市雜用水、工業(yè)用水、景觀環(huán)境用水、補充水源水等。依據(jù)不同的用水要求進行不同深度的處理凈化。
③必須設有消毒設施(如與人體接觸的用水)
消毒劑宜采用次氯酸鈉、二氧化氯、二氯異氰尿酸鈉或其他消毒劑。當處理站規(guī)模較大并采取嚴格的安全措施時,可采用液氯作為消毒劑,但必須使用加氯機。對采用藥劑可能產生的危害應采取有效的防護措施。
④凈化方法
生物法:人工濕地法、氧化塘法、活性污泥法、生物膜法等
物理法:大致有沉淀與上浮、過濾(格柵、砂濾等)
化學法:大致有絮凝、氧化還原等
3.雨水儲存
①首先需考慮到防澇抗旱的功效
以達到基本的防澇抗旱作用為依據(jù)來合理設計能滿足雨水利用要求的儲存設施和建筑物,即有可靠的調儲容量和溢流排放設施。隨著雨水利用工作的逐漸普及,因地制宜開發(fā)了各種不同的雨水利用設施和系統(tǒng)。
② 水量平衡
儲存系統(tǒng)設計應進行水量平衡計算。應根據(jù)工程的實際情況、往年雨水量和使用水用量的平衡和穩(wěn)定、系統(tǒng)的技術經濟合理性等因素綜合考慮確定。系統(tǒng)中儲存池(箱)的調節(jié)容積應按雨水量及處理量的之間關系求算。
③ 宜采用耐腐蝕、易清垢的材料制作。鋼板池(箱)內、外壁及其附配件均應采取防腐蝕處理。
④ 配備自來水補水管應采取自來水防污染措施,補水管出水口應高于雨水儲存池(箱)內溢流水位(并且安裝自來水水表)。
4.供水與利用
① 管道嚴禁與生活飲用水給水管道連接。
② 雨水管和自來水管不要接錯,管道外壁應按有關標準的規(guī)定涂色和標志。
③ 主要水質指標定期檢測,對常用控制指標(水量、主要水位、pH值、濁度、余氯等)實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)測,有條件的可實現(xiàn)在線監(jiān)測。
④ 盡量收集溢流出來的雨水滲入地下補充地下水。
⑤為了收集到清潔的雨水,保持集雨面的清潔,雨水利用設備的維護和管理至關重要,必須不懈怠地進行維護管理工作(集雨面、沉沙池、沉淀池、濾網、雨水儲存罐、水泵及動力設備等)。
雨水資源化在我國處于初級階段,除在關注和推動水資源儲集方面缺少資金的投入外,技術還較落后,缺乏系統(tǒng)性,更缺少法律、法規(guī)保障系統(tǒng)等問題。城市雨水資源化是一個復雜的過程,不是一朝一夕就能實現(xiàn)的,但其確實能緩解水資源的嚴重不足。我國城市雨水利用的研究與應用是從20世紀80年代開始,并于90年代以后一些特大城市的建筑物已建有雨水收集系統(tǒng),但沒有處理和利用系統(tǒng)。但近年來大部分城市工業(yè)、農業(yè)、生活節(jié)水已取得很大成效,水資源保護和污水處理改善水環(huán)境的各項措施正逐步實施。根據(jù)各缺水城市自然特點,千方百計提高有限水資源的利用程度,采取措施攔蓄雨水加以利用,減少暴雨徑流,就地開源是一項近期緩解水資源緊缺狀況的重要措施,也為遠景調水奠定高效用水的基礎。利用汛雨回補地下水,實現(xiàn)地面水和地下水的聯(lián)合調節(jié)運用,以豐補歉,把補源和防洪相結合,寓資源利用于災害防范之中,是雨洪利用的思路和根據(jù)。 借鑒國外城市雨水資源化及其科學利用可在如下幾個方面進行使用型技術的開發(fā)研究。
1. 結合城市規(guī)劃
為緩解城市水資源緊缺的現(xiàn)狀和解決水澇現(xiàn)象嚴重的問題,需制定科學、合理的城市雨水利用規(guī)劃,實現(xiàn)投入資金的合理安排和使用。同時鼓勵采用高效率的雨水利用系統(tǒng)和技術創(chuàng)新,進一步促進雨水利用工程技術的相關規(guī)范、標準的制定和管理制度的建設,推動雨水利用產業(yè)的發(fā)展。此外,先進城市的雨水利用工作還能為其他地區(qū)雨水利用的推廣起到很好的示范作用。
2. 建造雨水蓄水和適當處理設施
利用城市建筑屋頂、庭院等不透水面收集雨水,修建雨水蓄水設施,匯集貯存城市雨水作為城市非飲用水的直接水源,可用于沖廁、洗車、消防、澆灑綠地、洗衣服,必要時可以用作工業(yè)用水,這在一定程度上可以緩解城市供水壓力,減輕水體污染和城市洪澇壓力。
3. 利用雨水涵養(yǎng)地下水,實現(xiàn)雨水滲透
采用綠色植被與土壤之間增設貯水層、透水層等辦法減緩雨水地表徑流的速度,增加雨水滲透,補充、涵養(yǎng)地下水源,緩解地面沉降,防止沿海城市的海水入浸。根據(jù)方式不同,雨水滲透可分為分散式和集中式兩大類。可以是自然滲透,也可以是人工滲透。
① 低勢綠地
綠地是一種天然的滲透設施。它具有透水性好、節(jié)省投資、便于雨水引入就地消納等優(yōu)點;同時對雨水中的一些污染物具有一定的截流和凈化作用。目前我國城市規(guī)劃要求有較高的綠化率,可以通過改造或設計成低勢綠地,以增加雨水滲透量,減少綠化用水并改善環(huán)境。
② 人造透水地面
人造透水性地面是指各種人工材料鋪設的透水地面,如多孔的嵌草磚、碎石地面,透水性混凝土路面等,能利用表層土壤對雨水的凈化能力,對于處理要求相對較低,技術簡單,便于管理。
③ 滲透管(渠)
滲透管(渠)是在傳統(tǒng)雨水排放的基礎上,將雨水管或明渠改為滲透管(穿孔管)或滲透渠,周圍回填礫石,雨水通過埋設于地下的多孔管材向四周土壤層滲透。滲透管(渠)占地面積少,便于在城區(qū)及生活小區(qū)設置,它可以與雨水管系、滲透池、滲透井等綜合使用,也可以單獨使用。在用地緊張的城區(qū),表層土滲透性很差而下層有滲水性良好的土層、舊排水管系得改造利用、雨水水質較好、狹窄地帶等條件下較適用。一般要求土壤的滲透系數(shù)K明顯大于10-6m/s,距地下水位應有1m以上的保護土層。
④ 滲透池(塘)
滲透池(塘)是利用地面低洼地水塘或地下水池對雨水實施滲透的設施。當可利用土地充足且土壤滲透性能良好時,可采用地面滲透池。其最大優(yōu)點是滲透面積大,能提供較大的深水和儲水容量,凈化能力強,對水質和預處理要求低,管理方便,具有滲透、調節(jié)、凈化、改善景觀、降低雨水管系負荷與造價等多重功能。滲透池(塘)一般與綠化、景觀結合起來設計,充分發(fā)揮城市寶貴土地資源的效益。當?shù)孛嫱恋鼐o缺時,可以考慮采用地下滲透池,實際上它是一種地下注水滲透裝置,利用混凝土砌塊、穿孔管、碎石空隙、組裝是構件等調蓄雨水并逐漸下滲。
4. 在建筑物層頂上設雨水收集和儲蓄設施
在建筑物頂上設計雨水收集和儲蓄設施,將收集到的雨水直接用于消防、小區(qū)澆灑路面、植樹用水、洗車、沖廁所等,是實現(xiàn)城市雨水資源化的重要組成部分.在我國,隨著城市化進程的加快,城市大型建筑越來越多,建筑物頂部面積越來越大,建筑雨水收集大有作為. 因此,在我國要實現(xiàn)雨水資源化,在建筑物上設計雨水收集和貯存設施,達到直接將雨水用做“中水”的措施勢在必行.
總之,在我國這個水資源很貧乏,但降水資源相對豐富的國度里,如何開發(fā)利用巨大的降水資源,實現(xiàn)降水資源化,并提高降水資源的利用率,就成為一項重要的水資源開發(fā)利用的研究課題,也是目前建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要任務所在,同時也給房地產開發(fā)企業(yè)的不斷拓展提供了良好的發(fā)展契機。





