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现代城市雨水利用:多途径寻找方案

稿件来源:水利学会网站 发布时间:2018-08-27 09:24:59 浏览次数:702

 

现代城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术,有助于实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态与环境等。 
    一、雨水集蓄利用 
    ■屋面雨水集蓄利用系统 
    利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水,如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水,减轻城市排水和处理系统的负荷,减少污染物排放量和改善生态与环境等多种效益。 
    该系统又可分为单体建筑物分散式系统和建筑群集中式系统。由雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分组成。有时还设渗透设施与贮水池溢流管相连,使超过储存容量的部分溢流雨水渗透。 
    ■屋顶绿化雨水利用系统 
    屋顶绿化是一种削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境新的生态技术,也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施。既可用于平屋顶,也可用于坡屋顶。 
    植物和种植土壤的选择是屋顶绿化的技术关键,防渗漏则是安全保障。植物应根据当地气候和自然条件,筛选本地生的耐旱植物,还应与土壤类型、厚度相适应。上层土壤应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物生长的天然或人工材料。在德国常用的有火山石、沸石、浮石等,选种的植物多为色彩斑斓的各种矮小草本植物,十分宜人。屋顶绿化系统可提高雨水水质并使屋面径流系数减小到0.3,有效地削减雨水径流量。该技术在德国和欧洲城市已广泛应用。 
    ■园区雨水集蓄利用系统 
    在新建生活小区、公园或类似的环境条件较好的城市园区,可将区内屋面、绿地和路面的雨水径流收集利用,达到更显著削减城市暴雨径流量和非点源污染物排放量、优化小区水系统、减少水涝和改善环境等效果。因这种系统较大,涉及面更宽,需要处理好初期雨水截污、净化、绿地与道路高程、室内外雨水收集排放系统等环节和各种关系。 
    二、雨水渗透 
    采用各种雨水渗透设施,让雨水回灌地下,补充涵养地下水资源,是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝和海水倒灌等多种效益。可分为分散渗透技术和集中回灌技术两大类广 
    分散式渗透可应用于城区、生活小区、公园、道路和厂区等各种情况下,规模大小因地制宜,设施简单,可减轻对雨水收集、输送系统的压力,补充地下水,还可以充分利用表层植被和土壤的净化功能减少径流带入水体的污染物。但一般渗透速率较慢,而且在地下水位高、土壤渗透能力差或雨水水质污染严重等条件下应用受到限制。 
    集中式深井回灌容量大,可直接向地下深层回灌雨水,但对地下水位、雨水水质有更高的要求,尤其对用地下水做饮用水源的城市应慎重。 
    ■渗透地面 
    渗透地面可分为天然渗透地面和人工渗透地面两大类: 
    天然渗透地面在城区以绿地为主。优点:透水性好、节省投资、便于雨水的引入利用、可减少绿化用水并改善城市环境、对污染物有较强的截留和净化作用。缺点:渗透流量受土壤性质的限制、雨水中如含有较多的杂质和悬浮物,会影响绿地的质量和渗透性能。 
    人造秀水地面是指城区各种人工铺设的透水性地面。优点:对预处理要求相对较低、技术简单、便于管理、有大量的地面可利用。缺点:渗透能力受土质限制、对雨水径流量的调蓄能力低。 
    ■渗透管沟 
    雨水通过埋设于地下的多孔管材向。四周土壤层渗透。优点:占地面积少、有较好的调储能力。缺点:难清洗恢复、对雨水水质有要求。 
    在用地紧张的城区,表层土渗透性很差而下层有透水性良好的土层、旧排水管系的改造利用、雨水水质较好、狭窄地带等条件下较适用。 
    ■渗透井 
    渗透井包括深井和浅井两类。深井适用水量大而集中,水质好的情况,城区一般宜采用浅井。其形式类似于普通的检查井,雨水通过井壁、井底向四周渗透。适用于拥挤的城区或地面和地下可利用空间小、表层土壤渗透性差而下层土壤渗透性好等场合。优点:占地面积和所需地下空间小、便于集中控制管理。缺点:净化能力低、水质要求高、不能含过多的悬浮固体、需要预处理。 
    ■渗透池(塘) 
    适合在城郊新开发区或新建生态小区里应用。结合小区的总体规划,可达到改善小区环境、提供水景观、开源节流、降低雨水管系负荷与造价等目的。优点:渗透面积大、能提供较大的渗水和储水容量、净化能力强、对水质和预处理要求低、管理方便、有渗透(调节、净化、改善景观)多重功能。缺点:占地面积大、在拥挤的城区应用受到限制、设计管理不当会造成水质恶化、干燥缺水地区蒸发损失大。 
    ■综合渗透设施 
    可根据具体工程条件将各种渗透装置进行组合。优点:可以根据现场条件取长补短。缺点:装置之间会相互影响。 
    三、雨水综合利用系统 
    雨水综合利用系统是利用生态学、工程学、经济学原理,具体作法和规模依据园区特点而不同,一般包括屋顶绿化、水景、渗透、雨水回用、收集与排放系统等。有些还包括太阳能、风能利用和水景于一体的花园式生态建筑。 
    四、雨水利用水质控制系统 
    雨水水质控制是现代城市雨水利用的重要组成部分和主要特征。城市雨水水质情况比较复杂,城市和区域的不同,汇水面、季节、降雨特征等的不同都会导致径流水质的很大差别。 
    ■雨水水质源头控制 
    源头控制是最有效和最经济的方法。控制城市大气污染不仅改善城市的空气质量,美化城市环境,也能对水污染控制有明显的贡献;屋面雨水水质的控制,要求一些城市有计划地对旧屋顶进行改造,不仅美化了市容,还解决材料老化漏水、保温抗寒效果差等问题;路面雨水水质控制需要改善路面污染状况,设置路面雨水截污装置,设计初期雨水弃流装置等。 
    ■雨水处理技术 
    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。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。