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节水与水资源利用

雨水收集

时间:2014/10/25 14:13:55   作者:小编王纯善整理   来源:绿建之窗   阅读:1237   评论:0
内容摘要:前言曾有人问作家龙应台:如果被带到一个陌生的国度,如何分辨它是否发达?龙应台说:一场雨足矣——最好来一场倾盆大雨,足足下它3个小时。如果你撑着伞溜达了一阵,发觉裤脚虽湿却不肮脏,交通虽慢却不堵塞,街道虽滑却不积水,这大概就是个先进国家;如果发现积水盈足,店家的茶壶头梳漂到街心来,小孩在十字路口用窝子捞鱼,这...

前言

    曾有人问作家龙应台:如果被带到一个陌生的国度,如何分辨它是否发达?龙应台说:一场雨足矣——最好来一场倾盆大雨,足足下它3个小时。如果你撑着伞溜达了一阵,发觉裤脚虽湿却不肮脏,交通虽慢却不堵塞,街道虽滑却不积水,这大概就是个先进国家;如果发现积水盈足,店家的茶壶头梳漂到街心来,小孩在十字路口用窝子捞鱼,这大概是个发展中国家。


    而在中国的许多大城市中,每每暴雨来袭之后,街道水漫金山,交通堵塞,行人举步维艰的场景却屡见不鲜,让人不禁疑惑,原本可以作为资源收集与利用的雨水,在中国的大城市中,却是这般场景?(摘自景观中国)


一、雨水收集与绿色建筑


即将实施现已发行的《绿色建筑评价标准》GB/50378-20144.2.13条:充分利用场地空间合理设置绿色雨水基础设施,对大于10hm2的场地进行雨水专项规划设计,评价总分值为9分,并按下列规则分别评分并累计:
        1.下凹式绿地、雨水花园等有调蓄雨水功能的绿地和水体面积之和占绿地面积比例达到30%,的3分;

2.合理衔接和引导屋面雨水、道路雨水进入地面生态设施,并采取相应的径流污染控制措施,得3分;

3.硬质铺装地面中透水铺装面积的比例达到50%,得3分。


二、含义


        雨水收集利用是指针对因建筑屋顶、路面硬化导致区域内径流量增加而采取的对雨水进行就地收集、入渗、储存、处理、利用等措施。主要包括收集、储存和净化后的直接利用;利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用,改善城市水环境和生态环境;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源。


三、意义


       雨水收集和利用并非是新鲜事,我国早在秦汉时期就有修建池塘拦蓄雨水用于生活的记录,而西北地区水窖的修筑已有几百年的历史 。国外收集利用雨水的记录也不乏其例。而真正现代意义上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收集利用是从20世纪80年代到90年代约20年时间里发展起来。随着城市化的进一步加速,城市缺水的矛盾也进一步加深,环境与生态问题也同步扩展。为了解决缺水、环境、生态等一联串的矛盾,人们把注意力放到雨水的收集和利用。这一课题正好是解决了缺水、环境、生态这一联串的问题。我国是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源量仅为世界人均占有量的14,而且我国水资源分布存在显著时空不均。因此近年我国为缓解北方严重缺水的局面正着手进行南水北调工程,该项目工程量大、工期长。作为缺水地区不能坐等外源调水,应充分开发和回收利用当地一切可能的水资源,其中城市雨水就是长期忽视的一种水资源。通过雨水的合理收集与利用,补充地下水源,削减城市洪峰流量,有效控制地面水体的污染,对改善城市的生态环境、缓解水资源紧张的局面有重要的现实意义。很多城市和地区的自来水供应已难以同步跟上城市化发展的步伐。城市的浇灌绿化、冲洗马路等公益用水及洗车等新兴的用水行业又进一步加重了自来水供应的负担。可是每年的暴雨季节,泛滥的雨水又给城市排水造成了极大的困难。而雨水的收集和利用正好解决了这一给城市建设带来的两大难题。雨水的收集和利用可以为我们带来许多的好处,我们可以把收集来的雨水用于日常生活,如洗衣洗车、冲洗厕所。当然浇灌绿化、冲洗马路、消防灭火等等更是雨水利用的大户。雨水的收集和利用还可以减少城市街道雨水径流量,减轻城市排水的压力,同时有效降低雨污合流,减轻污水处理的压力。有此可见,把雨水收集起来并加以利用有着重大的意义。 


四、设计要点

    收集雨水首先要有一个集水面,再配一套输水管,最后是蓄水池。收集雨水的系统并不复杂,投入最大的是蓄水池,其次是输水管。就 目前 的条件而言,收集屋顶的雨水,集水面也有,输水管也有,缺的只是蓄水池。而建蓄水池也并不是一件很复杂的事,只要在每栋房前的花园或绿地底下建一个蓄水池,留一供取水和清扫池底垃圾的口,顶上复盖土并种上绿化。这样的蓄水池还可以和人防建筑相结合,一方面满足了人防的建设指标,另一方面又增加了一条收集利用雨水的投资渠道。


  高速公同样也是一个收集利用雨水的好场所。只要在高速公的边上每隔一定的距离建一蓄水池,再把各个蓄水池起来,把一个个分散的小蓄水池变成一个统一的蓄水系统,结合高速公的绿化带的用水,这样就可以方便的收集和取用雨水。


  用以上方法 收集来的雨水并非是的水。雨水水质控制是现代城市雨水利用不可忽视的问题。影响雨水质量的原因主要有这么几个方面:


  一是由于大气的污染,直接由降水带来的污染物。城市的大气污染日趋严重,致使雨水水质下降,不少城市出现酸雨。从部分城市降雨水质 分析 结果看,天然雨水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物,氮氧化物等,但浓度相对较低。


  其次是屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。


  面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。面材料、汽车排泄物,生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等,其成分复杂,随机性很大。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。


  为了有效控制雨水的水质,我们就必须采取一些措施,如;面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等等。


  为了控制面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物,可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等,或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。


  也可设计绿地缓冲带来截留净化面径流污染物,但必须考虑对地下水的潜在,限用于污染较轻的径流,如生活小区、公园的面雨水。


  设计特殊装置分离污染较重的初期径流,后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。


  除了上述源头控制措施外,还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性,如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染类和含量等。


  我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段,没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展,雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。


  现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程,在选择雨水利用系统方案时,要特别注意地域及现场各种条件的差异。即使在同一个城市,由于项目间各种因素和条件的不同,宜采用的方案也可能完全不同,切勿生搬硬套。


  规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水、水资源、雨水水质、给水排水系统、建筑、园林道、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件,充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件,通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案,力求最佳效果


五、增量成本分析
设备成本:水处理设备和水泵价格总和约在10万元左右。
土建成本:此项成本依实际工程而定,此处以200立方米的蓄水池,50立方米的清水池为例,土建费约15万。

运营成本:包括如下几点:雨水净化系统的电费、药剂费、管理人员工资。平均到每吨水的成本0.3元左右(不包含设备折旧)。

 

六、国内发展现状


1.实际案例


北京市雨水回收利用:


    自2014年6月1日入汛以来,北京市共迎来12场降雨,累计降雨量超过了70毫米,这些雨水可没有白白流走,而是通过各种雨洪工程收集了起来。目前北京市已建成城镇雨水利用工程967处,截至6月23日,城镇的雨水利用工程共集雨981万立方米,相当于近5个昆明湖。


水立方:

    下雨天气,屋面上的雨水会经过收集、初期弃流、调蓄、消毒处理的过程,再进行回用,根据雨水季节特点及水质特点,雨水处理后用于水景补水、冷却塔补水。平均每年可以回用雨水10500立方米。屋面雨水收集面积约2.9万平方米,雨水利用率约为0.76,可以提供10475立方米的雨水资源。


苏宁易购办公楼:

苏宁易购大楼位于徐庄软件园,其地下二层雨水回收处理设备间有一个约百平方米大小的房间,里面摆满了过滤器、加压箱等设备。墙背面有一大一小2个水池,大的是雨水收集池,面积820立方米,小的是清水池,240立方米。大池里雨水经过处理设备过滤清理后进入小池子,再经过管道就可对大楼附近的绿化、景观进行灌溉。两个池子蓄满水,至少够用2周。这套投资50多万元的雨水回收利用系统净化后的雨水,完全可以满足大楼周边5万平方米草地绿化灌溉;足够填满25个标准游泳池目前苏宁易购大楼处理雨水的成本约每吨0.2元,根据全年的降雨情况,这套雨水回收处理设施预计全年可以利用雨水4.6万吨,节省水费约16万元。

2.问题

我国虽已有许多成功的雨水收集利用案例,但仍存在如下不可忽视的问题:有70%做了雨水收集系统的项目未投入运营。笔者与做雨水收集的专业人士交流总结如下几点:1雨水处理系统操作维护有一定的专业难度,一般的物业管理人员不懂得管理;2. 雨水收集量不稳定,水量没法保证;3. 蓄水池水存储几天后会有一些异味,影响使用。
 
七、雨水收集利用三大方法

雨水收集这个事情并不难,技术上要求也不高,经济上投入也不大,关键是转变观念,在规划之初就考虑如何处理雨水。

雨水收集三大方法

 

雨水收集方式一:屋面雨水收集

        对于高密度建设的城市,屋面雨水收集大幅提高对降水资源的利用。

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

 

雨水收集方式二:场地雨水收集

1. 下凹式绿地集水 

下凹式绿地集水通过草沟等形式收集场地中的径流雨水,当雨水流过地表浅沟,污染物在过滤、渗透吸收及生物降解的联合作用下被去除,植被同时也降低了雨水流速,使颗粒物得到沉淀,达到控制雨水径流的目的。

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

 

2. 地面渗透集水

 地面渗透的目的包括将雨水回灌地下,补充涵养地下水源,改善生态环境,缓解地面沉淀、减少水涝等。

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

 

3. 透水铺装集水

道路铺装大量选用渗水材料,车行道与人行道交界处采用混凝土立道牙、人行道与道路绿化种植带交界处采用混凝土平道牙。

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

 

雨水收集方式三:道路雨水收集

将道路两侧的绿化和雨水收集口相结合,通过绿化过滤道路径流进行雨水收集回用。

雨水收集三大方法

雨水收集三大方法

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