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摘要:随着我国城市化建设进程的不断加快,城镇给排水问题变得越来越重要起来。在全国水资源普遍短缺的情况下,开展小区雨水利用具有重要的现实意义,雨水利用是可持续发展理念在给排水发展中的具体运用。
关键词:小区给排水;雨水利用;雨水利用技术
十八大提出了美丽中国,建设生态文明的新要求。城市用水剧增、水资源先天不足、地下水过量开采、水质污染恶化、城市水涝等问题让水的供给与需求矛盾日益突出,进行水资源的合理开发利用已成为全世界所面临的问题。可持续发展思想提倡水的循环利用,使水环境系统的综合效率达到最优,降低能耗,做到无废无污染,建成生态平衡的建筑环境。
城市的扩张,小区数量的剧增,不可避免的造成不透水地面面积的增加、地表雨水径流系数和径流量的提高,从而导致雨水大量流失,需加大排水系统的建设规模和投资资金;同时,由于减少了雨水的地下渗入量,使得地下水得不到充分涵养,对城市的生态环境将产生不利的影响。为此,自20世纪70年代末起,世界各国都开始重视雨水特别是在城市建筑中雨水的收集、渗透与利用技术的开发应用。
一、国内外雨水处理现状
德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一。目前,德国雨水利用技术已经进入标准化、产业化阶段,并制订了一系列有关雨水利用的法律法规,在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。在澳大利亚,修建地下蓄水管网,道路上的雨水不是流入下水道,而是通过路旁的积水孔直接被存蓄到树下面的积水池。在新加坡,无论是道路两旁、街道周边、海边还是建筑物周围,到处都是树木花草,这些绿化都是用雨水利用装置自动浇灌的。
我国雨水资源利用的思想具有悠久的历史,从新疆的“坎儿井”到北京北海团城的“倒梯形方砖、集水涵洞”雨水利用工程,都是古代雨水利用的典范。但我国真正意义上的城市雨水资源研究与利用起步较晚,自90年代起,北京、上海、天津、大连、哈尔滨、西安、郑州等城市开始结合自身的具体情况相继开展雨水资源利用的研究和应用。近年来,我国城市开始重视雨水源头控制和综合管理。与发达国家相比,我国在城市雨水滞留、集蓄利用及人工促渗补充地下水领域,无论在研究还是在工程经验方面均存在明显差距,需要更多的关注和深入研究,在应用中不断总结完善。
二、小区雨水利用的意义
2.1小区雨水利用是节约和开源的有效途径
把雨水作为中水回用系统的辅助水源,收集的雨水通过雨水管道直接送到雨水处理设备,净化为杂用水,用于消防、洗车、冲厕、浇灌草坪等,做到水尽其用。雨水利用将缓解城市水资源短缺的压力,有效节约城市水资源,增加城市水资源可利用量,提高城市水资源承载能力。预测到2030年我国城市雨水利用量177.7×108m3,雨水利用潜力很大。小区雨水利用是就地开源的有效途径之一,也是21世纪城市水资源可持续利用的一个有效途径。
2.2小区雨水利用有利于生态环境的改善
小区雨水利用全面推广以后可以减少城市雨水径流量,有效控制雨水径流污染和防治水土资源流失;增加对城市雨水资源的开发利用,地表河流、地下水等水体的用水量相对减少,有利于维持天然水体的正常生态环境用水量;利用雨水补给地下水源可维持正常的地下水位,从而使区域大气水、地表水、土壤水和地下水“四水”之间正常的水分循环和水量转换体系得到明显的改善,自然界水循环得以恢复。
2.3小区雨水利用有利于减轻城市洪涝灾害的压力
减少暴雨期间城市地表径流量,可以有效缓解城市洪涝灾害;增加城市绿地面积,利用城市草坪、绿地容蓄暴雨,可以滞纳削减暴雨洪峰;利用城市不透水面收集雨水,减少城市径流量,减缓城市径流速度,减缓暴雨水的汇流时间,滞蓄雨水,错滞洪峰;有效利用城市洼地和水体进行调蓄城市雨水,这些措施将会有利于减轻城市洪涝灾害的压力,减少城市排水系统在暴雨期间的排水压力。
2.4小区雨水利用有显著的经济效益
雨水利用的替代效益显著,将雨水就地收集利用,可以减轻城市暴雨时排水管网的排水压力,减轻污水处理厂的负荷,提高污水处理厂的处理效率。同时,也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排洪设施的资金。
雨水利用可以替换城市自来水用于景观用水和其他用水,节省市政自来水费用,节约城市水资源,提高水资源利用效率,减少因为缺水而造成的社会经济损失,保障城市水资源可持续利用和城市可持续发展。
三、小区雨水收集利用技术
3.1小区雨水收集利用的概念
小区雨水收集利用是指针对小区内建筑屋顶、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、利用的措施。
3.2雨水水质特点
天然降雨中污染指标浓度较低,水质基本良好。初期雨水污染主要为有机污染和悬浮固体污染,其他污染指标浓度相对较低。雨水悬浮物、COD、氨氮、总磷随降雨历时的延长而逐渐降低,降雨后期COD趋于稳定,水质较好。因此,雨水的收集利用应考虑舍弃初期雨水径流,以减少对处理设施的影响,设置初期弃流设施即可以达到此目的。
3.3雨水收集系统
雨水收集主要包括四个主要方面:初期弃流—过滤—储存—回用。
雨水收集主要包括屋面雨水、绿地雨水和污染较轻的路面雨水等。屋面雨水采用外收集系统,由檐沟、收集管、水落管、连接管组成。
3.4一种雨水利用工艺流程
首先设计雨水收集池,在水池前端设置初期雨水分流井,经弃流后雨水进入雨水收集水池,后经全自动自清洗过滤器过滤和紫外线消毒器在线杀菌后送入厂区绿化系统和道路冲洗系统。弃流雨水排入下游雨水管道。
3.5雨水利用水质安全保障措施
(1)雨水回用供水管网应采取防止回流污染措施,水质标准低的水不得进入水质标准高的水系统。
(2)雨水回用系统应采取防止误饮误用措施。雨水供水管按规定涂色,取水口应设锁具或专门开启工具,并有明显的“雨水”标识。
(3)雨水回用系统供水管材应采用防腐性能好的给水管材。
3.6雨水利用系统主要设备及参数
(1)雨水初期弃流装置:雨水初期弃流采用溢流堰式初期雨水分流井。
(2)雨水储水池:可采用混凝土水池或模块组合水池,水池做好防渗处理。
(3)雨水设备间:安装全自动自清洗过滤器和紫外线消毒器。
(4)全自动过滤器:全自动自清洗过滤器设计出水精度一般为100μm,当进、出水压差达到0.05MPa时或设定一定时间,可自动反冲洗。
(5)紫外线消毒器:选用高效率的紫外灯,确保雨水消毒效果。
(6)控制系统:电控柜内置PLC控制,选配人机界面(触摸屏),结合现场情况进行系统控制设定,做到无专人值守,并确保系统出水水质达标。
四、小区雨水利用在给排水中的应用前景
雨水作为城市低水质用水的第二资源,如能有效利用则兼具开源节流和环境保护的综合经济和社会效益。目前,雨水回用技术缺乏经济动力,相信不久的将来,在制定合理水价体系的基础上,积极研制开发各种商业化、产业化的雨水设施,同时制定积极的经济政策,使房产投资商、物业管理者和用户方受益,这必将极大地推动小区雨水收集利用技术的普及。
根据雨水利用技术现状,最有应用前景的领域将集中于新建住宅区、别墅区和医院、学校、宾馆等现代化公共建筑物。可以预见,小区雨水资源化技术的成功应用将缓解水资源短缺形势,改善小区环境,对小区给排水技术的发展具有重要意义。
参考文献:
[1]黄敬文,《城市给排水工程》,黄河水利出版社,2008年
[2]王怀宇,《城环境工程给排水技术》,科学出版社,2010年
[3]谢浩,绿色建筑视野下的雨水回收与利用,《中国住宅设施》,2009年11期
[4]吴静,浅谈住宅给排水技术发展趋势,《城市建设理论研究(电子版)》,2012年15期
论文作者:褚刚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/9/1
标签:雨水论文; 城市论文; 小区论文; 水资源论文; 径流论文; 给排水论文; 水质论文; 《防护工程》2017年第9期论文;