雨水收集利用的意义

雨水收集利用的意义（共7篇）

雨水收集利用的意义 篇1

前言

水, 是生命之源, 地球上最初的生命就是来自海洋。动植物的生长、生存都离不开水, 我们的生存与发展同样离不开水, 水是不可或缺的重要自然资源。地球表面覆盖有大量的水, 海洋面积约占地球总面积的71%, 陆地面积占地球总面积的21%。地球上水的总储量约为1.386X109km3, 其中海洋水约占96.5%, 陆地水约占3.49%, 生物水占0.0001%, 大气水占0.001%。海洋水是不能被直接利用的, 可供利用的水是淡水, 而淡水主要是陆地水, 陆地水又分为河水、湖水、沼泽水、冰雪水、土壤水和地下水, 其中冰雪水约占陆地水总量的68.7%, 地下水约占陆地水总量的30.1%。而且可供直接利用的淡水资源只占其中一小部分。由此可见, 能直接被我们利用的水资源其实只是地球总储水量中很小的一部分。

随着人口的急剧增长和经济高速发展, 水资源短缺已经成为全世界面临的问题。我国也是缺水大国, 有专家指出:2010年后, 我国将进入严重缺水时期;2030年, 我国将缺水400亿立方米至500亿立方米, 缺水高峰将会出现。因此把雨水作为重要水资源加以收集利用, 已经成为了解决水资源不足的重要途径。

雨水收集利用的作用

1、雨水收集利用的发展背景

我国西北黄土高原丘陵沟壑区、华北干旱缺水山丘区、西南旱山区, 主要涉及13个省 (市、自治区) , 742个县 (市) , 面积约200万km2, 人口2.6亿。水资源贫乏, 区域性、季节性干旱缺水问题严重又不具备修建骨干水利工程的条件, 是这些地区的共同特征。

北方黄土高原丘陵沟壑区与干旱缺水山区多年平均降雨量仅为250~600mm, 且60%以上集中在7~9月份, 与作物需水期严重错位。根据试验资料, 该地区的主要作物在4~6月份的需水量占全年需水量的40%~60%, 而同期降雨量却只有全年降雨量的25%~30%。由于特殊的气候、地质和土壤条件, 区域内地表和地下水资源都十分缺乏, 人均水资源量只有200—500m3, 是全国人均水资源量最低的地区。

西南干旱山区尽管年降雨达800~1200mm, 但85%的降雨集中在夏、秋两季, 季节性的干旱缺水问题也十分突出。这些地区大部分属喀斯特地貌, 土层薄瘠, 保水性能极差, 雨季降雨大多白白流走;许多地方河谷深切、地下水埋藏深, 水资源开发难度大;加之耕地和农民居住分散, 不具备修建骨干水利工程的条件, 干旱缺水是当地农业和区域经济发展的主要制约因素。由于缺水, 上述地区3.9亿亩耕地中, 70%是“望天田”, 粮食平均亩产小麦只有100kg左右, 玉米只有150kg左右, 遇到大早年份, 农作物还要大幅度减产甚至绝收, 农业生产水平低下, 种植结构与产业结构单一, 农村经济发展十分落后。区域内有国家级贫困县353个, 约占县 (市) 总数的一半, 贫困人口2350万, 有3420万人饮水困难, 是全国有名的“老、少、边、穷”地区和扶贫攻坚的重点地区。为了生存, 当地群众普遍沿用广种薄收的传统耕作方式, 陡坡开荒, 盲目扩大种植面积, 陷入“越穷越垦, 越垦越穷”的恶性循环, 区域内25度以上的坡耕地面积有4650多万亩, 有50%以上的面积属水土流失面积, 生态环境恶劣。

改变这些地区的贫困落后面貌, 关键是要解决好水的问题。实践证明, 大力发展小、微型雨水集蓄工程, 集蓄天然雨水, 发展节水灌溉是这些地区农业和区域经济发展的唯一出路, 而且这项措施投资少, 见效快, 便于管理, 适合当前上述区域农村经济的发展水平, 应该大力推广, 全面普及。

2、雨水收集利用在农业发展方面的意义

我国降水分布呈现出时间和空间的不均匀性, 季节性的干旱缺水问题十分突出, 这种降水的不均匀性在很大程度上影响了农业生产和城市用水。

据不完全统计, 到1999年底, 西北、西南、华北13个省 (区) 共修建各类水窖、水池等小、微型蓄水工程464万个, 总蓄水容量13.5亿m3;发展灌溉面积2260多万亩, 其中节水灌溉工程面积645万亩;解决了约2380多万人、1730多万头牲畜的饮水困难和近1740万人的温饱问题。

雨水集蓄利用的工程模式与技术方法也呈现灵活多样的特点。集流面形式有自然坡面、路面、人工集雨场 (碾压场、薄膜、混凝土等) , 其中西南地区主要依靠天然集流, 北方地区采用人工集流场或天然集流场与人工拦截措施相结合;蓄水工程形式北方地区以窑、窖、旱井为主, 南方地区以水池、水窖、塘坝为主;节水灌溉的方法有座水种、点浇、管道输水灌溉、滴灌、渗灌、喷灌及精细地面灌等。普遍采用了地膜覆盖及其他综合农业技术措施, 有些地区还开始发展设施种植、养殖业。

由此可见, 雨水收集利用解决了干旱缺水山区的基本生存问题。集雨工程的建设有效地解决了缺水地区分散农户的人畜饮水问题和贫困农户的温饱问题。雨水收集利用为农村产业结构调整、农民增收和山区经济发展创造了有利条件。雨水集蓄利用工程的实施, 使当地农业种植结构从传统、单一的粮食种植向粮、果、菜、花等综合发展;农村产业结构从单一的种植业, 向农、林、牧、副、渔业全面发展。

雨水集蓄利用使农作物单产有了较大提高, 传统的广种薄收开始让位于精耕细作, 部分地区出现了退耕还林、还草的现象。

3、雨水收集利用在城市建设方面的意义

(1) 城市雨水问题

城市雨水的收集利用在国外的发达城市已有几十年的历史。其经验和方法, 对我国城市特别是对一些严重缺水的城市很有借鉴意义。城市中大面积的硬质不透水表面导致了城市雨水大量排放、地下水位降低等一系列问题, 而城市中屋面的面积占去了整个城市硬质表面的30%左右, 采用种植屋面可以吸收汇集部分雨水, 增加城市雨水的回收利用, 减缓雨水排放, 改善城市水环境。

城市建设导致自然植被和土壤等覆盖的自然地表不断遭到破坏, 自然地表被建筑、道路、停车场等人工构筑物所替代。长期以来, 在这些人工构筑物的建设中一直采用不透水面层的处理, 使得降落在其表面的雨水通过排水装置迅速排入城市雨水管网。

(2) 城市雨水收集利用的途径

城市雨水收集利用方式主要包括屋面雨水利用、屋顶绿化雨水利用、园区雨水利用和回灌地下水雨水利用四种。由于天然雨水具有硬度低, 污染物少等优点, 因此它在减少城市雨洪危害, 开拓水源方面正日益成为重要主题。对于大型公用建筑、居住区、建筑群体等屋面及地面雨水, 经收集和一定处理后, 除用于浇灌农作物、补充地下水, 还可用于景观环境、绿化、洗车场用水、道路冲洗、冷却水补充、冲厕及一些其它非生活用水用途。

4、雨水收集利用对于环境的意义

雨水收集利用对保持水土和改善生态环境发挥了重要的作用。不但减少了地下水开采, 而且还可以补充部分地下水, 减轻整个自然界水循环系统的压力。减少水土流失, 对建设生态农业、生态城市, 保护环境都具有十分重大的意义。

结束语

水资源的缺乏已成为世界性的问题。在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时, 回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水作为非传统资源的利用具有多重功能:节约用水, 缓解水资源危机。雨水收集利用技术与住宅建设的结合将在很大程度上改变我们由于水资源日益枯竭而望天兴叹的生活。

参考文献

[1]汪慧贞、车武、胡家骏:《浅议城市雨水渗透》, 给水排水, 2001.2。

[2]那燕:《城市雨水资源利用途经的探讨》, 辽宁师专学报 (自然科学版) , 2001年02期。

[3]陈卫、孙全文、孙慧:《城市雨水资源利用途径及其生态保护》, 中国给水排水, 2000年第6期26-27页。

[4]杨建锋:《城市化和雨水利用》, 北京水利, 2001.1。

[5]郑兴:《德国的雨水管理及其技术措施》, 中国给水排水, 2005, 21 (2) :104～106。

雨水收集利用的意义 篇2

据中国发改委及水利部等有关部门介绍, 中国有400多个城市缺水, 约占全国城市的2/3, 其中约200个城市严重缺水[1,2]。特别是人口在100万以上的32个大城市中, 有30个城市缺水。中国目前人均水资源量占有量只有约2140m[1,3], 水的缺乏程度依据世界粮农组织 (FAO) 人均水资源量来看, 属于轻度缺水国家。但是中国国土很大、降雨量在地域上分布差异也很大, 加之人口分布极不均, 可以推测出有的地域极度缺水。

由于水资源匮乏, 加之用水量随着工农业发展及人们生活水平的提高而迅速增长, 逼迫人们大量地开采地下水资源, 进而引起海水倒灌, 入侵陆域面积的现象。以大连市为例, 2010年海水入侵面积为638.3 (km) 2, 为大连面积的5.08%[4]。

海水入侵的防治措施主要分为:开源、节流、建造阻挡海水入侵的水利设施、适应性生态改良及加强水资源管理等[5]。开源就是采取措施, 因地制宜, 增加地下淡水资源的补给量, 如雨水的收集、渗透、续存、利用等;还有污水处理后的再生水回灌地下, 等等。节流就是控制和调整地下水开采, 将其开采量限制在良性的允许范围之内。建造阻拦海水入侵的水利设施就是修建地下水库和地下防渗阻咸帷幕, 修建地表防潮设施及防暴堤, 敷设地下抽水槽与回灌井等。适应性生态改良措施是指为适应海水入侵现状, 进行海水入侵区内生态改良实验, 利用地下微咸水或与淡水混合利用浇灌耐盐作物, 发展入侵区经济。加强水资源管理就是养成良好的节水习惯, 加强节水技术进步, 城市污水再生回用等等。

1 雨水资源的收集利用及雨水收集系统

大连市2008年海水入侵面积一度高达867.8 (km) 2[6], 为大连面积的6.90%, 当年海水纵向入侵最大深度达7.0km, 与2009年海水入侵面积也基本相同。从2008～2010年海水入侵面积变化趋势发现, 2010年海水入侵面积有所减少, 根据[4,6]大连市2008～2010年的年降雨量分别是560.9mm, 613.9mm和786.8mm。由此可以推断, 降雨量的多寡直接影响海水入侵面积的大小。进而得出结论, 若能有效地收集并利用难得的雨水资源, 将能大大缓解海水倒灌, 减小海水入侵面积。

笔者曾赴日本考察, 发现日本的雨水资源收集利用十分成功, 且效果显著。为此笔者就日本的雨水资源的收集系统做过详细调研, 进行了系统研究。本文根据日本雨水收集、蓄存、过滤、渗透等经验, 针对大连市地方气候、地质、水文特点, 并结合现场考察, 介绍几种雨水收集系统, 以作为防止海水入侵措施的实际应用。

1.1 碎石沟管道

通常作为雨水排水干线设施使用, 在排水管道壁上开许多孔洞, 孔洞处用碎石和沙砾封堵, 能起到过滤、渗透雨水作用, 并能起到暂时蓄存雨水、进而抑制雨水急速下泄作用的雨水排水设施称为碎石沟管道。碎石沟管道是矩形管道的, 具有很大的储水空间, 是亦能对地下水有涵养作用的设施。

碎石沟管道可以采用现场浇筑混凝土结构, 也可以采用预制PC混凝土箱状结构。从使用量大小、埋设难易程度、现场管理效果及工程质量的可靠性等方面考虑, 后者在大连市还是较适宜的。

由于碎石沟管道上面的道路情况复杂, 作为埋设在地下的雨水排水干线设施, 应配置超出一般道路规模的、能承担道路荷载的箱形管道。

由于碎石沟管道具有较强的雨水渗透能力, 排水管道容易沿着不透水层发生滑坡等现象, 因此不适宜在坡面和可能对垂直地面的稳定性有损害的地区使用。

1.2 碎石侧沟管道

碎石侧沟管道的主要结构形状及作用与碎石沟管道基本相同, 但是它通常作为雨水排水支线设施使用, 因此规格较小, 切断面形状等均与碎石沟管道有一定差别, 如预制PC混凝土箱状结构的碎石侧沟管道断面形状多为U型。

碎石侧沟管道是以在小街道为对象的道路下面的雨水排水支线设施使用, 主要用于连接来自建筑物雨水排水的集水井、道路上收集雨水的雨水口等。

1.3 碎石沟管渠和碎石沟井

碎石沟管渠是用碎石覆盖有孔洞PVC管, 它是具有雨水输送、蓄水与渗透的排水设施;主要作为碎石侧沟管道替代管道, 用于建筑用地内。碎石沟井的构造是在侧壁附着多孔状结构窗户的设施, 亦称为渗透井;既可以作为单独的渗透井用于建筑用地内, 亦可作为汇集雨水的雨水口用于街道的道路下面。碎石沟管渠和碎石沟井具有碎石沟管道和碎石侧沟管道同样作用。

碎石沟管渠和碎石沟井主要在建筑用地内使用, 并由承建方负责施工。

碎石沟管渠和碎石沟在整个雨水排水系统中使用量大, 通过其对雨水的暂时蓄存, 洪水量的减少, 地下渗透的效果非常显著。

碎石沟管渠和碎石沟井是主要针对建筑用地使用, 虽然跟承建方的努力有关, 但在若全市范围内推广的话, 应该为此相应地探讨研究有关各方面的法规制度, 使其向义务化使用方向发展。

1.4 调节蓄水池

调节蓄水池是暂时蓄存雨水, 削减雨水洪峰流量的排水设施, 同时具有过滤、渗透作用以及涵养地下水资源作用。根据流入调节蓄水池的功能, 池内的雨水主要是道路等的排水, 水中油类、重金属等物质的混入较多, 若用作自来水水源, 其在澄清、消毒上的费用将会很高, 所以作为自来水水源使用并不现实。

调节蓄水池通常设置在天然洼地、池塘和公园水池等地上, 但在大连这样的大都市, 找到建设调节蓄水池这样的空地是很困难的, 所以拓展利用地下空间。应考虑利用己有的公园、地下广场、或者通过再开发的建筑物用地的停车场、庭院及广场的地下空间, 建筑物本身地下空间的利用也可在考虑之列。

在地下建设的调节蓄水池的较简单, 通常是较大的池体。主要是现场施工为主, 但近年来, 作为这样的地下池体结构, 采用预应力钢筋混凝土制作的连结型构筑物正在被开发出来, PC混凝土箱状结构。

在大连市的地下, 符合建大规模的调节蓄水池条件的地方较多, 应该使其成为早日实现的排水设施。它的建成对洪峰的调节将发挥很大作用, 并使得雨水有了向地下浸透的可能性。现代城市的规划中, 该类排水设施大都分配置在道路转盘的中央广场, 建议经常发生浸水灾害的场所早日配置这些排水设施。此外即使没有这样的广场但又有可能发生洪水灾害的洼地场所, 可以考虑在建筑用地内的停车场或建筑物地下室进行配置。

1.5 大型回用蓄水池

大连市内有许多公园和比较洁净的广场, 与普通建筑物屋面的面积相比规模很大。其收集的雨水比较洁净, 只要通过简单的净化就可以作为杂用水使用。在这些场所可以设置以回用为目的的大型回用蓄水池。在大连市内可设置大型回用蓄水池的场所有限, 比如劳动公园、中山公园、人民广场以及体育场等, 这些场所都需要建很大容积的水池来储存大量的降雨。

大型回用蓄水池的地下蓄水池的构造分为4种类型。

(1) 碎石蓄水施工法:最简单的构造, 是在地下设置碎石槽, 在小石块间储存的施工方法、不需要高度的技术, 费用也很便宜。

(2) PC混凝土箱状结构施工法:前面调节蓄水池表示的施工法。

(3) 钢筋混凝土现场施工法:因为是现场施工, 所以不需要高度的技术。但是工期很长, 需要很大的挖掘量。

(4) 树脂制的蓄水槽施工法:树脂制蓄水槽是在地下组装的轻型塑料蓄水材料, 周围用挡水薄板或透水薄板覆盖, 蓄存雨水使其渗透的施工法。

在以上四个方法中, 碎石蓄水施工方法的蓄水效率较低, 但费用低廉。PC混凝土箱状结构的费用较高。树脂蓄水槽施工法虽然需要高度的制造技术, 但是蓄水效率较高、轻便, 可以适量的减少费用。作为公园的地下利用, 这样的树脂制蓄水槽比较合适。

1.6 小型回用蓄水槽

通常小面积用的小型回用蓄水槽被视为建筑设备的一部分, 主要以蓄存屋面的降雨为主。屋面上的雨水污染物较少, 设置设备也容易、无论是大规模建筑群、大型建筑物还是单户型小住宅, 都有设置水槽的可能性。

通常屋面上的雨水由专用蓄水槽或者是在地下埋设的小型回用蓄水槽来接纳水质较为洁净, 只要通过简单的过滤装置就可以利用。这些雨水洗车、冲洗厕所、绿化灌溉、地面洒水、冲刷墙壁等, 亦可作为空调等冷却用水, 等等。

虽然每个建筑物雨水蓄存量均不大, 但是如果把全市的蓄水量都加起来, 水量是很大的, 不仅仅是对雨水的有效利用, 而且对洪峰雨水的抑制也起到很大的作用。

1.7 道路透水性材料铺设

道路透水性材料铺设是利用透水性沥青混凝土等透水性材料来进行道路铺设。通过铺设材料本身和接缝处的缝隙使雨水从地表浸透到地下。

大连市的干线道路、车道多为沥青铺设, 人行路多为平板铺设, 铺设的修补和更新时更换透水性材料的是很有必要的。

利用透水性的铺设, 地基的石块也可以暂时储存雨水。而且雨水通过碎石渗透到地下, 对地下水的涵养有很大的帮助。

地下雨水浸透性低的地方也可以考虑在小石块上作暂时蓄水, 从路盘厚度的研讨开始, 渴望在全市范围内计划整备。

2 后语

以上是笔者一些初浅的看法, 希望能对大连市的生态型雨水资源利用乃至全国的雨水资源利用起到抛砖引玉的作用。

摘要：中国水资源匮乏, 大连市又是其中极度缺水的城市。过度开采地下水, 引起海水倒灌, 入侵陆域。收集现有的雨水资源并加以利用或涵养地下水, 对防止海水入侵的有重要的意义。为此各种雨水收集系统的应用, 适用条件及应用效果在收集现有的雨水资源时, 必须有所了解。

关键词：雨水收集,海水入侵,排水管道,排水设施,蓄水池,大连市

参考文献

[1]新闻中心-中国网[Z].http://www.china.com.cn, 2010-03-29.

[2]中国证券网-上海证券报[Z].http://www.sina.com.cn, 2007-03-22.

[3]新华网[Z].http://finance.sina.com.cn, 2004-04-22.

[4]大连市水务局.2010大连市年水资源公告[Z].2011-03-22.

[5]李忠国.大连市海水侵入现状及防治措施研究[D].河海大学, 2004, 12.

园林绿化中雨水的收集与利用 篇3

随着城市化进程的不断推进,城市生态与环境问题日益突出,城市园林绿化作为维护和改善城市生态环境重要载体和有效途径,创造出巨大的生态、环境、社会和经济效益,同时也需要消耗相当的资源和经费,其中水是保证园林植物正常生长和其效益发挥的重要资源之一。伴随着长春市城市绿化建设的迅速发展,绿地面积的日益增加,园林用水量也逐年提高。但长春市的园林绿化大多以自来水为水源,且利用率低,这使得城市有限的水资源更加紧缺,造成园林绿化中水资源的极大浪费,也加剧了城市水资源的匮乏。园林部门可利用建筑、道路、湖泊等收集雨水,用于绿地灌溉、景观用水,或建立可渗式路面、采用透水材料铺装,直接增加雨水的渗入量。我国的园林绿化事业要更好地发展,就必须改变水的利用模式,使之从“耗水型园林”向“节水型园林”过渡。

2园林绿地雨水收集与利用的意义

随着城市建设和经济的发展,人民生活水平不断提高,长春市绿地面积发展迅速。长春市政府提出把长春市建设为生态园林城的口号。因而,长春市的绿地面积将会在现有的基础上进一步发展。绿地面积的增加必将导致园林用水量的加大,使本就紧张的淡水资源更加紧缺。

长春市地处中纬度的欧亚大陆东岸,属中温带半湿润大陆性季风气候,年平均气温4.6℃,年平均降水量571.1mm,年平均日照时数2610.3h,年平均日照百分率为59%。近年长春市降雨量时空分布极不均衡,加上地表土壤储水能力薄弱,天然涵养林不断遭到破坏,引发一系列生态问题。

水体一直是园林中非常重要的构成因素,由于水资源紧缺,目前除主要公园及部分高档社区外,长春城市园林绿地中很少有良好的景观,或因顾忌到后期高额的水费等管理投入而不敢建设,或在建设后处于长期空置状态,水景成为广大市民可望而不可求的奢侈品,邻水楼盘也成为不少高档居民区开发项目的炒作热点。

雨水资源的收集利用,是城市充分利用有限水资源的一个重要途径,通过不断扩大的园林绿地收集雨水,用于园林灌溉、消防及景观用水,可有效减少园林用水对当地淡水资源的压力。缓解水资源的供需矛盾,同时通过相应的措施,滞留、储蓄、下渗部分雨水,还可以减缓城区雨水洪涝和地下水位下降,控制雨水径流污染,改善城市生态环境,因而,园林绿地雨水收集与利用的研究,对长春市建设生态型园林城市的发展目标具有深远意义。

3 国外雨水收集系统的实践

3.1 美国雨水收集系统

雨水管理在美国已有30年的历史,主要是针对雨水的收集、储存和净化。与传统的排水概念相反,美国在20世纪80年代初对所有新开发区的雨水下泄量进行规划,即暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平。同时,为了保证雨水质量,排向市政管道的雨水必须经过一定时间(至少24h)的沉淀和过滤,对暴雨洪水的蓄水能力和过滤设施是工程批报必不可少的部分,滞洪设施的最低容量均能控制5年一遇的暴雨径流。对一些硬质的市政设施采取软化的措施,如在停车场采用嵌草砖路面,提高雨水的下渗量。在停车场及道路沿线两侧设置地下蓄水层,以扩大地表收集雨水的能力。

3.2 德国雨水收集系统

德国是雨水利用体系建立较完善的国家,在20世纪80年代末把雨水的管理与利用列为水污染控制的三大课题之一,修建了大量的雨水池用以截流、处理或利用雨水,利用天然地形地貌及人工设施来渗透雨水。目前已形成了成熟和完整的雨水收集、处理、控制和雨水渗透等技术体系及配套的法规体系。

4长春市园林绿地雨水收集与利用方法

4.1 构建下凹式绿地

下凹式绿地指路面高程高于绿地高程,雨水口设在绿地内,且高于绿地高程而低于路面高程的绿地,这样设置可使道路、建筑物及铺装区上的雨水径流,首先流入绿地,绿地蓄满后再流入雨水口。以充分发挥植物根系对雨水径流中的悬浮物等杂质的净化作用。提高下渗雨水的质量,并且绿地渗透能力强,在一定程度上可弥补降水与渗透的不平衡,消减径流和洪峰的流量,叶、水、根等对设计暴雨条件下,下凹式绿地的蓄渗、减洪效果的研究表明,在1倍汇水面积的情况下,对于10年、50年和100年一遇的暴雨,下凹式绿地的降雨控蓄率分别为87.15%、58.48%、50.75%。其减峰率分别为71.04%、46.82%、和41.52%。蓄渗减峰效果极为明显。可见通过合理的地形设计,构建下凹式绿地。增加雨水在绿地中的滞留时间,提高雨水在土壤中的储存及入渗量,节约园林用水,增加地下水资源量,同时可以充分利用土壤对雨水的截污过滤作用,提高下渗雨水的质量,改善地下水环境。

4.2 应用透水性铺装与结构

对道路、广场及停车场,透水性铺装材料可起到收集雨水,并回灌地下水的明显效果。在日本,1999年初,仅东京就铺设透水性铺装49.5hm2,使东京市区雨水流出率由51.8%降低到5.4%。近年来研发了陶瓷透水砖,由其铺设的场地在下雨时,能使雨水快速渗透到地下。增加地下水含量,调节空气湿度,净化空气,对缺水地区尤其是高强度陶瓷透水砖,强度高、耐滑、防滑性能好。可用于停车场、人行道、步行街等。透水沥青路面,透水率可达到1500mm/h,渗透能力是一般亚粘土的60倍。使用寿命较传统沥青路面可延长5年以上。各项性能都比传统沥青路面高,且不会增加投入,因此在园林绿地设计中广泛使用。合理选择透水性铺装材料,可以有效减少因硬度铺装面积的扩大对城市降雨径流及生态环境的影响,在不降低场地设计功能的情况下,促进降雨下渗,以控制地下水位的不断下降,改善地下水环境。

4.3 充分利用景观水体

园林绿地中,一般有喷泉、溪流、河道、人工湖等水景。充分利用这些景观水体,配以适当的引水设施,能很好地储存雨水。在由大量软性透水性下垫类型组成的公园区域内,靠其景观水体自身的天然调蓄作用,可以调蓄公园内几年一遇的天然降雨,对于景观水体通过合理的结构设计,可以最大限度地收集汛期雨水,甚至可以实现园区降雨的零排放,通过适当的净化处理在满足景观用水的同时,用于园林灌溉、道路洒水、以及消防用水等。可以有效减少园林绿化用水,改善城市环境,提高城市可用水资源的总量,缓解城市水资源危机。

4.4 利用植物群落蓄积、净化雨水

水生植物在美化水体景观、净化水质、保持河道生态平衡方面具有显著功效。为了防止“水华”,可以采取人工收藻、水体交换、水中曝气等措施,并根据河湖水质的污染成分有针对性的选择当地水生植物加以培植,并移植到湖泊、河道中。

自然的植物环境是由乔灌草形成的生态群落,能够很大程度上涵养水分、保持水土、减少地表径流、促进大气中水循环。目前城市绿地中过多的人工草坪,其根系浅,雨季不能吸收大量的降水,平时还要人工浇灌,浪费珍贵的水资源。因此在城市绿地中应以乔灌草组成的群落为主,维护良好生态环境。

5 结语

在城市园林绿地中进行雨水收集再利用是非常必要且切实可行的。合理地利用能够明显减少长期养护管理中水资源的费用、丰富园林绿地的综合功能。建设城市节约型园林绿地就是在科学地分析城市环境条件的基础上,运用最高效的投入和技术措施,建设能够保持后期养护管理中最少的资源消耗和成本投入,并长期而持续地获得最大生态、景观、社会服务等综合功能的绿地。城市园林绿地综合功能的可持续发挥是节约型园林技术的基础和条件,高效率的投入和技术措施是节约型园林技术的核心,后期维护的低消耗、低投入是节约型园林技术的关键。

摘要：阐述了长春市园林绿地雨水收集与利用的意义及途径,介绍了下凹式绿地、透水性铺装、雨水蓄水池等雨水利用方式,通过合理的工程设计、雨水利用方式设计及铺装材料的选择,可以充分实现园林绿地雨水的生态与经济效益。

关键词：园林绿地,雨水集蓄与利用,生态节约

参考文献

[1]车武,李俊奇.对城市雨水地下回灌的分析[J].城市环境和生态,2001,14(4):28.

[2]王浩,杨爱民.国内外城市雨水利用情况评述[Z].北京:北京市科学技术协会,2002.

民用建筑雨水收集与利用 篇4

我国已成为世界上水资源严重缺乏的国家之一, 有将近400座城市缺水, 其中, 严重缺水的城市达130多个。水资源短缺, 必将制约城市的发展。

国家近些年提出建设“绿色城市”“节水型城市”。城市的主体是建筑, 通过建造绿色节水型建筑能极大推动绿色城市和节水型城市的建设。21世纪以来, 目前国内已有100多个城市在不同层面打造绿色城市、生态城市。

随着水价的上涨, 越来越多的市民意识到了水资源的宝贵, 越来越有节水意识。使用雨水不收水费, 而且快捷方便, 相对价格越来越高的自来水来说, 对于市民是一个很好的选择。在这样的趋势下, 研究房屋建筑中的雨水和中水收集再利用将会迎合需求。

在节水的大环境下, 城市需要进一步发展, 分析水资源, 合理利用水资源, 是至关重要的。

南昌作为江西的省会城市, 其在节水方面做出的表率, 将为整个江西省形成节水的风气做到榜样。

南昌位于江西省中部偏北, 长江以南, 位于赣江、抚河下游, 水网密布。位于亚热带季风气候带, 全年雨量较为充沛, 有着丰富的雨水可以进行回收利用。

1 外国先进研究成果

许多发达国家如德国、日本等国都很关注雨水的利用, 如日本结合已有的中水工程, 在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”;德国早在20世纪80年代末修建了大量的雨水收集装置来截流、处理及利用雨水, 削减雨水进入地面的流量, 缓解城市洪涝问题。

以德国的波茨坦广场为例, 波茨坦广场在它建造时充分考虑了城市与建筑绿色环保理念。它的设计与建造体现了雨水的收集与利用的理念, 很好地展示了雨水收集与利用是如何在建筑中运用的。比如在设计时, 考虑柏林市的地下水位埋深较浅, 为了不影响地下水位, 通过屋顶和硬质地面收集到的雨水需要全部进入主体建筑内部和广场地下层的储水箱。在那里雨水经过初步的沉淀和过滤, 经过处理的雨水通过地下控制室里的众多水泵和过滤器进入各个大楼的中水系统用于冲厕、浇灌绿地等, 还有一部分被送到地上的水面, 用于喷泉用水等等。。

2 雨水利用具体方法

1) 雨水回收。雨水落在屋顶, 经由屋面进入雨水回收管, 通过雨水回收管进入用户家的水箱中。

对于平屋顶, 可以在对屋面进行构造处理时将屋面做成一定的坡度, 例如铺填砂浆等。雨水沿着坡度滑到屋面两边。

对于坡屋顶, 应在坡边缘设置外挑檐沟, 雨水回收管设置在外挑檐沟中。这样的檐沟可以做成建筑造型, 美观且实用。

由于凭借水的自由滑落收集雨水, 此方案不适用于屋面构造复杂且屋面极不规则的民用建筑屋面。

在檐沟处放置过滤网, 作为雨水处理的第一道工序。过滤网可以将雨水中尺寸大的杂物分离出来。对于上述不同排水规划的屋顶, 在原排水立管的位置用雨水回收立管代替。雨水进入雨水回收立管后, 经过一个雨水转换装置进入用户家中的水箱达到储存的目的 (见图1) 。当入水口打开时, 雨水在雨水管内穿过外墙进入室内, 通过入水口进入水箱;当入水口关闭时, 雨水管无法进入水箱, 则雨水会由后面的雨水管流至下面的用户, 直至每一户都能接收到雨水。

2) 雨水处理。主要的雨水处理过程在雨水储存箱内进行。过滤净化装置分三层, 从上到下分别是小卵石、石英砂、活性炭。每层之间用纱布铺垫分隔。这样水由上到下流过时, 过滤程度逐级加大, 可以有效得到净化, 大部分杂质颗粒会被隔离或是吸附 (见图2) 。

3) 储水箱容量。为了确保运作安全, 设计时应根据当地降雨量和用户用水量确定储水箱的容积。以南昌为例, 2012年南昌市降雨量达到了1 996 mm, 若这些雨水全由集水面积为130 m2的屋顶收集, 那么收集雨水的体积是每年280 m3, 也就是28 t (暂不考虑回收率) 。据了解, 一个普通的三口之家一个月的用水量在8 t~9 t左右。以一栋6楼12户的居民楼考虑, 每年平均每户可以获得2.4 t的雨水用来冲洗卫生洁具, 换算下来, 便是每日6.6 kg的雨水可以用来冲洗卫生洁具, 可以冲洗2次~3次坐便器。

4) 进行利用。经过处理后, 雨水可以直接拿来冲洗卫生洁具, 就近打扫卫生间, 或者收集一定量之后用来拖地擦窗。此外, 不仅可以把雨水回收管接入卫生间, 也可以接入有水池的阳台。在阳台设置水箱, 经由楼顶的雨水收集管接收雨水, 由管道连至各户阳台, 也同样适用。

3 家庭厨房用水的回收再利用

1) 中水的利用价值。中水是相对于上水 (给水) 、下水 (排水) 而言的一种水。中水是小区居民生活废水和污水 (沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所) 中可利用的水的统称。在这些中水被处理后, 可以转化成达到一定卫生标准的用于绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、卫生间冲洗的水, 可以达到节水的目的。2) 厨房中用水的再利用。厨房里很多的用过的水可以拿来再利用, 例如淘米水, 洗菜水;某些卫生洁具, 如洗脸盆和阳台水池的用水, 这些水未受很大污染, 仍有较大的利用空间。设计时, 在这些用水部位的排水管处, 添加支管, 支管通过墙体进入自家卫生间。在卫生间设置一个简易的过滤水箱, 这些用水进入这个过滤水箱, 经过简单过滤, 就能拿来冲洗厕所, 或打扫厕所内卫生。考虑到实际上用户无法将全部用水循环使用, 应在管段上 (不在墙体内) 设置阀门, 控制水流是进入排水管还是进入回收管进入卫生间储水箱内。因为排水管大多暴露在外, 如阳台的水池、脸盆, 厨房里的水池, 这些用水装置连接的排水管在用户空间内大多是暴露的, 或是在检查口内 (例如厨房的水池底下是整体橱柜, 可以打开下面的门进行检修) , 于是可以将阀门设置在排水管上。用户打开此阀门, 则用水会经上述过程进入卫生间水箱内;若关闭, 则水会经过排水管进入排水系统。这样用户可以灵活控制对生活用水循环利用的需求, 以及可以避免回收了污染程度很高的水进行利用, 破坏再利用的效果。

4 应用前景

随着水资源的愈发短缺, 以及水污染加重带来的净化处理水费增高, 城市水费逐年递增, 已经有很多市民有了节约身边水资源并加以利用的意识。然而南昌市雨水利用起步较晚, 基础较为薄弱, 目前主要在一些缺水地区有一些小型的、非标准的应用, 比较典型的有葫芦岛、獐子岛、山东长岛县等地的集水利用工程。大多数中型、大型城市的雨水收集和利用还处于探索和试探阶段。

南昌市正处在发展建设的高速路上, 新城区正在扩建, 很多房屋建筑即将被建造。随着新城区的发展, 政府相关部门、房产开发者应该看到这样的一种前景, 在房屋设计时将中水利用因素考虑进去, 设计新型建筑。此外, 南昌建设的新城区目前只有一座中水处理厂, 铺设的中水管道很短, 处理并生产的中水只够处理厂本身的使用。红谷滩地区的房屋大多是传统的建筑, 没有对雨水和中水再利用的案例。目前南方的中水利用程度不及北方。但大势所趋, 随着民众对中水的利用意识提高, 我们所描述的节水建筑如果能很好地收集雨水并再利用, 将能很好地迎合公众节约水资源的意愿。随着建筑科技使建筑雨水、中水再利用设备愈发廉价, 节水型建筑、绿色建筑将得到很好的推行;将会使环境友好型的建筑理念普遍被人们所接受。

这与国家提出的建设“绿色城市”“节约型城市”的理念不谋而合。发展节水型建筑、“绿色建筑”满足城市可持续发展的需要, 对国家的城市建设有着重大意义。

5 研究总结

我国水资源匮乏, 能够直接使用的水越来越少。目前国内在雨水和中水的收集再利用方面的研究仍处于发展阶段, 很多问题正在被逐步解决和完善:技术不成熟, 技术设备运用成本昂贵, 民众缺乏对此方面的认识和认可;没有建筑规范对新型节水建筑起规范作用等等问题。随着建筑科技的发展和民众对雨水和中水再利用理念的接受, 相关技术将愈发成熟, 成本会降低, 节水型建筑必将得到推广。文中通过阐述雨水收集利用的研究背景及意义, 介绍新式雨水回收再利用系统和新式生活用水自回收的概念及方法, 展望雨水收集与利用和中水再利用的未来前景, 来提出雨水收集和利用的研究课题, 加以探讨。

参考文献

[1]李亮.德国建筑中雨水收集利用[J].世界建筑, 2002 (12) :81-83.

[2]曹秀芹, 车武.城市屋面雨水收集利用系统方案设计分析[J].给水排水, 2002 (1) :95-96.

[3]陈雄.居住小区雨水利用建筑技术与设计[J].建筑技术, 2009 (7) :123-125.

雨水收集利用的意义 篇5

在散货码头存在大量煤炭、矿石的装卸作业, 在其作业过程中, 大量的煤炭、矿石粉尘会飘散到空气中。在降雨初期, 这些有毒的粉尘会溶解到雨水并降落到地面并形成污染水体, 对环境造成较大的影响。初期雨量的计算主要目的是为初期雨水的处理提供有效的数据支持。根据GB50483-2009《化工建设项目环境保护设计规范》中第2.0.11条的规定, 初期雨水是指降雨过程前10~20 min左右的降水量。对初期数量的计算, 主要包括对流量与总水量两个方面的计算。流量的计算主要是为计算排水管管径, 而总水量的计算是为了确定初期雨水调节池及储存池的容积。

1. 根据暴雨强度进行计算

根据GB50014-2006《室外排水设计规范》, 散货码头暴雨强度计算公式如下:

公式 (1) 中的q表示暴雨强度, P表示设计重现期, t表示降雨持续时间, A1、C、b、n均为参数。

初期雨水池的容积按照下面的公式进行计算:

公式 (2) 中的V表示初期雨水收集池的容积, ψ表示综合径流系数, F表示汇水面积。

2. 根据降水深度计算

可以利用降水深度计算雨水储存池的容积, 具体按照下面的公式进行计算:

公式 (3) 中的V表示初期雨水存储池的容积, H表示降水深度, F表示汇水面积。利用该公式, 能够较为快速的计算出初期雨水存储池的容积V, 但是该公式并未考虑到径流系数。在部分情况下, 计算的结果可能会出现较大的误差。

二、初期雨水的收集与输送

1. 初期雨水的收集

散货码头初期, 雨水水体中的有毒物质含量较高。如果不能进行妥善收集与处理, 可能会因为流入河流中, 对河流中水体造成较大污染。在散货码头, 通常采用横向排水沟进行初期雨水的收集。同时将码头设计为两侧向中间倾斜的坡度, 便于初期雨水由码头两侧向中间汇集。这样能够有效降低初期雨水在码头地面流动的时间, 通常能够在5 min内将码头距离初期雨水收集池最远区域的初期雨水进行汇集。另外, 这样还有利于较小初期雨水收集池的容积, 降低初期雨水收集的成本。

由于码头自身的结构原因, 通常会在一个码头设置多个初期雨水收集池, 这样可以极大提高初期雨水的收集效率。同时由于将水体进行分散, 有效保证了码头整体结构的安全性。通常情况下, 进行多收集池设置时, 单个收集池的容积不超过30 m3, 深度不超过3 m。初期雨水收集池的结构通常分为钢结构与混凝土结构。混凝土结构一般用于新建码头, 钢结构一般用在旧码头的改造工程中。初期雨水收集池的池底通常设置为倾卸结构, 这样可以使雨水中所含有的有毒物质沉淀到雨水收集池池底的小块区域内。在收集池的上方需要设置维修孔, 维修孔的直径不能小于80 cm, 方便维修人员的进入, 维修孔平时由钢盖板进行覆盖。另外, 收集池的入水口需要设置一定的滤渣措施, 减少沉淀物的进入量, 以减少池内的清理工作量。

2. 初期雨水收集池的管理

在初期雨水收集池中的水量达到一定程度时, 将沉淀的雨水送到散货码头的径流与污水处理池进行统一处理。通常情况下, 散货码头的初期雨水总量较小, 因此其能在较短时间内完成输送过程。在输水管的选择上, 应该注意选择适宜的管径大小。如果管径过大, 会占用较大的空间, 并增加不必要的投资;如果管径过小, 则可能因为水体中所含有的杂质造成管道堵塞。另外, 输水管道可压抑设置为一根主管与多根支管的方式。通过利用支管将各个集水池中的初期雨水汇集到主管中, 然后由主管将水体输送到码头堆场的污水处理池。

在我国的内河散货码头中, 码头距离堆场的距离通常小于500 m, 此时可以在各个集水池安放小功率水泵的方式进行初期雨水水体的输送。但是在各大河流出海口的码头规模通常较大, 码头距离堆场的距离常常会达到几公里。这是如果仍然采用集水池小功率泵进行水体的输送, 就可能因为泵的扬程不足, 导致水体无法有效输送到堆场的污水处理池中。在这种情况下, 可以考虑在码头区域内设置一个较大的中转水池, 并配置一台大功率水泵。首先, 将各个集水池内的水体输送到中转水池中, 然后再利用大功率水泵将中转水池中的污水输送到堆场的污水处理池中。另外, 在条件允许的情况下, 也可以在码头区域设置污水处理池, 减少污水的输送距离。

三、初期雨水的回收利用

散货码头的初期雨水在有效的收集与沉淀之后, 将其输送到堆场区与径流污水进行统一处理。在处理的过程中, 需要充分考虑《港口工程环境保护设计规范》对具体的污水处理场处理能力进行设计。在对污水的处理过程中, 由于其中部分物质的溶解率较高, 导致污水经过沉淀之后, 其内部仍含有大量的微量有毒物质, 此时需要通过净水器对水体进行处理。同时在处理设备中加入适量的混凝剂和助凝剂, 实现对污水中有毒物质的有效沉淀。经过多道工序的处理之后, 使污水达到工业用水标准, 并将其储存在回用水池内。这些达到工业用水标准的水体可以用作码头日常作业的用水, 实现了较好的环保效益和经济效益。

四、结语

散货码头由于其自身堆放货物的特点, 造成其所在区域内降雨的初期雨水中存在大量的有毒物质。如果对初期雨水不能进行有效的收集和处理, 任由其流入河流中, 会对河流中的水体造成较大的污染。因此, 对散货码头初期雨水的收集处理工作十分重要。通过对雨水进行有效收集, 并通过简单的处理, 使其达到工业用水标准。可以将其作为码头日常作业用水, 这样能实现极高的环保效益及经济效益。

摘要：散货码头区域内的初期雨水存在大量的污染物, 随着我国水环境保护形势的日益严峻, 对这类水体的处理要求越来越严格。因此, 码头需要通过对初期雨水进行有效的收集处理, 减小对河流水体的污染。

关键词：散货码头,初期雨水,收集,再利用

参考文献

[1]中国石化集团洛阳石油化工工程公司.SH3095-2000, 石油化工污水处理设计规范[S].北京:中国石化出版社, 2000.

[2]中国建筑设计研究院.GB50400-2006, 建筑与小区雨水利用工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[3]赵剑强.城市地表径流污染与控制[M].北京:中国环境科学出版社, 2002.

雨水收集利用的意义 篇6

而对于园林景观而言, 水, 又是园林的灵魂, 是赖以高贵的根本。园林因水而生动, 因水而活泼, 因水而更加生机勃勃。

雨水资源利用的生态和经济意义

当今时代水资源紧缺问题愈加严峻, 雨水资源的利用已经成为人们关注的焦点。雨水资源利用的意义体现在许多的方面, 其中包括了生态环境意义, 也包括了社会经济意义。从生态环境意义的角度来看, 雨水资源利用, 能够补给和涵养地下水、缓解地面沉降的速度、调节大气候、净化空气、增进绿化、防治洪水的灾害, 还能减轻排水和污水处理系统的负荷、减轻防汛的压力、减少雨水径流污染, 利用河湖和各种人工与自然水体、湿地、沼泽、抑制城市热岛效应, 改善城市生态环境。而从经济社会意义来看, 建立与景观相结合的雨水利用系统有利于降低园林的养护成本。既有短期的经济效益, 又带来了长期的生态效益。

景观中雨水资源的收集

1. 地上储雨容器

·将适宜建设绿地的建筑屋顶全部建成“绿顶”, 利用绿地滞蓄雨水, 一方面防止雨水径流的产生, 起到防洪作用。

·摆放可以储雨的园林小品, 如陶罐, 喷泉等。或者是放置专业的雨水收集器收集雨水, 再汇入地下蓄水池。

澳大利亚各地雨水的不断减少导致各地水源紧缺, 澳大利亚设计师Chris Buerckner设计了这个庞大的雨水收集系统, 将雨水收集储存后可以用于浇灌草坪。“Watree”可以伸开合拢, 伸开的时候像是一颗大树, 在炎热的夏天人们还可以在它下面遮阴。 (图1)

2.地下储雨系统

·通过专门的已带有过滤作用的雨漏管道进入地下总蓄水池, 或者最后进入个雨水循环系统。

·透水地面渗透。把不透水的地砖换成透水砖, 通过透水砖的孔隙去吸收雨水。或通过透水砖下面铺设碎石子、沙砾、沙子组成的反滤层, 将雨水渗入到地下去

·利用草坪渗透, 围绕草坪周围垒起约10厘米的沿, 或将草坪的地面降低, 做成下凹式的绿地, 承接和回渗雨水。

·利用人工湖面、水面或者广场、道路、停车场进行储水。将雨水利用与景观元素结合起来, 即美化了景观, 又达到了储水的目的, 一举两得。

高速公路同样也是一个收集利用雨水的好场所, 上海市奉贤区A4和A30高速公路就是很好的例子。高速公路路幅24米, A4高速公路全长23832米, A30高速公路全长39612米, 两路共计集水面积为1808640平方米, 就一个月两条高速公路可收集到雨水23.6750万吨。只要在高速公路的边上每隔一定距离建一蓄水池, 再把各个蓄水池串联起来就变成了一个统一的蓄水系统。 (图2)

景观中雨水资源的利用

国外及我国很早以前就开始了雨水利用, 但真正将雨水运用到景观中也就几十年。雨水在景观中的利用形式多种多样, 经过处理的雨水可以被用作景观用水和景观养护用水的使用, 大大的增加了雨水资源的使用率。

1.国外景观中雨水资源利用

在国外的发达国家已经能将雨水资源的利用很好的与景观规划想结合了, 尤其是德国已经基本形成了一套完整、实用的理论和技术相结合的体系。英国、法国、日本等国家, 屋顶和街道集雨已得到了广泛的应用, 雨水已成为这些国家重要生产、生活用水来源。国外景观中的雨水利用的代表形式有以下几种。

·“雨水花园”

雨水花园是一种有效的雨水自然净化与处理技术, 也是一种生物滞留设施。通常建在地势较低的区域, 通过天然土壤或替换人工土和种植植物净化、吸收小面积汇流的初期雨水。它具有造价低, 管理简单, 美观, 易与景观结合等优点而被欧、美、澳等许多国家推崇采用。 (图3)

功能: (1) 通过滞留雨水降低洪峰流量、减少雨水外排, 保护构筑物和水体; (2) 利用植物的截流、土壤渗滤减少污染, 净化雨水; (3) 利用径流雨量, 涵养地下水, 也可对处理后的雨水进行收集利用, 缓解水资源短缺问题; (4) 经过合理的设计和妥善的维护能改善花园环境, 为鸟类等动物提供食物和栖息地, 达到良好的景观效果。

规模最大、最有名的“雨水花园”位于波特兰, 紧邻俄勒冈会议中心。主要收集5.5英亩屋顶上的雨水。收集的雨水蜿蜒流入石砌浅水池之中, 仿佛山间潺潺的溪流一般。“雨水花园”几乎吸纳了会议中心屋顶上所有雨水。

·“绿色街道”

一项日益盛行的利用雨水打造水体景观的重要创新之举就是“绿色街道”。所谓“绿色街道”就是通过入渗池子、街道与人行道之间常有的浅沟来收集雨水。“绿色街道”设在现有城市肌理的隐蔽或缝隙处, 如学校周围、林荫道, 停车场, 杂货店入口或住宅区停车位。在典型的“绿色街道”之中, 雨水在排水沟中流经整条的街道, 最后注入一系列种有植被的洼地中, 雨水在这里经植物净化渗入土壤。

华盛顿州西雅图是其中一个实施“绿色街道”计划的城市。城市中的“绿色街道”之间相互连通, 形成了一个庞大的雨水收集网络。这里的“绿色街道”一般无需维护, 只需要每年进行例行的简单清污和植被修剪, 监测“绿色街道”的土壤质量来确定是否有必要进行大规模的换土即可。 (图4)

·“生态社区”

“生态社区”其实是一个综合了“雨水花园”和“绿色街道”两种雨水利用形式的一个全新的概念。“生态社区”将这个一个个单一的雨水收集小单位集合在一起, 甚至是在两个城市相互之间联通起来, 就更好、更充分的将雨水资源利用起来。而且建设“生态社区”使得社区与社区之间, 街道与街道之间, 甚至城市与城市之间规划互相协调、统一, 更具有设计感。

现在德国已建成了一批生态社区雨水利用系统, 生态小区雨水利用系统。根据小区的总体布置、面积的大小、道路、园林、建筑与水景设计进行了综合的规划。英国的建筑师还设计建造出一种集太阳能和雨水利用为一体的花园式生态型建筑, 这也代表建筑界的一个新思潮。 (图5)

2. 国内景观中雨水资源利用

与西方发达国家相比, 我国城市景观中雨水资源利用的研究和应用起步较晚, 总体技术水平低、应用面较窄、产业化水平不够发达, 但发展速度很快。我国景观雨水资源利用类型大致分为:

·商业景观雨水利用

商业景观雨水利用是我国城市景观雨水资源利用中的佼佼者。在城市大型商业建筑设施上配套建设先进的雨水收集利用系统, 收集利用雨水。这样不但美观、环保, 还减低了商业景观的日常维护的成本。

商业景观雨水利用的典范--“水立方”

雨水通过“水立方”房顶的特殊材料, 汇集到建筑物下面的一个中心储蓄池中, 而后通过收集、初期弃流、调蓄、消毒等再回用, 如室外景观用水。“水立方”的屋面雨水收集面积约2.9万平方米, 雨水利用率约76%, 平均每年可以提供10475立方米的雨水资源, 节省了大量的维护资金。 (图6)

·公共景观雨水利用

公共景观雨水利用是我国城市雨水资源利用的最常见的模式。在城市建设过程中的公园、广场接收和利用雨水;人工挖掘建设城市集雨湖, 收集利用雨水, 建设城市的水域景观, 美化城市环境。

我国台湾省台北市的一个下沉式广场下雨天时可容纳数英寸深的雨水, 该广场还专门设置雨天穿行广场的架空通道。该广场的设计可以削减雨水的地面径流量, 减轻城市排水系统的压力, 减少雨季合流制管网污水处理厂的负荷。 (图7)

居住区雨水收集利用设计方案探讨 篇7

随州某小区总占地面积35394.6平方米, 总投资12000万元, 建筑总面积70800平方米 (其中住宅总建筑面积63861.7平方米, 商业总建筑面积6875.5平方米, 其它配套公建面积62.8平方米) 。小区地下室 (兼作人防和车库) 面积约为11500平方米, 共有地下停车位200个;地上临时停车位150个。其建筑密度为24.4%, 容积率为2.0, 绿地率为32.5%。

2、雨水收集利用系统方案

随州市属北亚热带季风气候, 光照充足, 雨量充沛, 气候温和, 四季分明, 无霜期长, 严寒酷暑时间短。平均年气温15.6℃, 年平均最高气温20.8℃, 平均最低气温11.5℃。年平均降水量为947.6mm, 年平均蒸发量为1527.7mm, 降水量和蒸发量的季节性变化较大, 历年夏季平均降水量为508.4mm, 占全年降水量的53.6%, 冬季降水最少, 仅占全年降水量的8.8%。

雨水收集利用总体规划设计及工程目标:结合随州市的实际情况, 充分利用自然优势, 在保障园林、道路、景观用水水质的前提下, 最大限度的利用雨水, 合理优化雨水管网设计, 节约成本, 实现雨水资源化, 满足小区雨水利用需求。

雨水利用, 应当简便、经济、适用。一般来说, 小区雨水主要有屋面、道路、绿地三种汇流介质。根据对雨水水质的实际检测情况, 三种介质中, 地面径流水质较差, 城市道路初期雨水中C O D通常高达3000~4000mg/L;而绿地径流雨水又基本以渗透为主, 可收集雨量有限;比较而言, 屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用, 其利用价值最高。鉴于屋面雨水与地面雨水污染程度不同, 宜分开考虑。屋面径流雨水水质较好, 可通过雨水管网直接进入雨水蓄水池;道路雨水污染较为严重, 合理利用地形坡度 (北高南低) 及道路坡度, 设置雨水收集槽 (见图1) , 代替传统雨水口, 内设透水管, 上铺粗砂及卵石, 经过滤后, 再进入雨水管网, 具体收集处理流程见图2。

考虑到雨水收集槽渗透时间较长, 难以应对暴雨, 另外长期运行可能导致堵塞, 造成大面积积水, 因此应当每隔一段距离 (建议50~100米) 保留一个雨水口, 关键位置 (地势低洼、主要出入口等) 应当增设雨水口, 直接接入雨水收集管网, 保证暴雨及时排出。

3、雨水量计算

3.1 可收集雨水量

雨水径流量按下式计算:

W=10φchyFαβ公式 (1)

式中:W——可收集雨水总量 (m3) ;

φc——雨水径流系数;

hy——设计降雨厚度 (mm) , 本项目中取947.6mm;

F——汇水面积 (hm2) ;

α——季节折减系数;

β——初期雨水弃流系数。

(参见表1)

雨水可回用水量宜按雨水收集总量的90%~95%计算, 由于本项目考虑了初期弃流, 回用量可按95%计。Q可回用=8140.13×0.95=7733.12m3。

3.2 非传统水源用水量

3.2.1 绿化用水

景观设计选种植物为暖季型, 由此按暖季型的一级养护标准来确定灌水次数、灌水定额及灌水周期。具体数据详见下表2:

3.2.2 道路浇洒用水

本项目的道路面积为6614.1m3, 根据《民用建筑节水设计标准》 (G B50555-2010) , 选取道路浇洒定额为0.5 L/m2·次, 早晚各一次, 年均浇洒天数为2 4 0天 (参考随州气候条件) , 年均用水量为:6614.1×0.5×2×240/1000=1587.38m3/a。

3.2.3 车库地面冲洗用水

本项目车库面积11500m2, 车库地面冲洗定额取2L/m2·d, 全年冲洗天数按120天计, 则年用水量为:

3.2.4 景观水体用水补水

本项目水景观水体体积为9.77m3, 平均日补水量Wjd和年用水量Wja应分别按下列公式进行计算:

式中:Wjd——平均日补水量 (m3/d) ;

Wzd——日均蒸发量 (m3/a) , 根据当地水面日均蒸发厚度乘以水面面积;

Wsd——渗透量 (m3/d) , 为水体渗透面积与入渗速率的乘积;

Wf d——处理站机房自用水量等 (m3/d) ;

Wja——景观水体年用水量 (m3/a) ;

Dj——年平均运行天数 (d/a) 。

本项目中, 年平均蒸发量为1527.7mm, 水池面积为24.93m2, Wsd及Wfd可忽略不计, 故Wja=1527.7/1000×24.93=38.08m3/a, 每年最少需补水4次, 考虑到水质影响, 每年按换水10次算。

3.3 水量平衡计算 (见表3)

综合全年降雨量情况, 预计全年雨水可利用总量为6010.44m3。

分析降雨量情况, 单月降雨量充沛, 有雨水富余时, 可利用雨水蓄水调节池贮存雨水, 用于降雨较少时用水需求。

3.4 蓄水池容积计算

由于资料缺乏, 参考武汉日雨水设计总量 (4 0.9 m m, 0.1 4年重现期) , 随州日雨水设计总量可按4 0.9 m m计算, 因此蓄水池容积为: (6 2 9 2.9+6 6 1 4.1) ×0.9×0.0409×0.87=413.34m3。

3.5 非传统水源利用率计算

非传统水源利用率是指:采用再生水、雨水等非传统水源代替市政供水或地下水供给景观、绿化、道路广场冲洗等杂用水水量占总用水量的百分比。

非传统水源利用率可通过下列公式计算:

式中:Ru——非传统水源利用率;

Wu、Wt、WR、Wr、Ws、Wo——分别表示规划设计阶段非传统水源设计使用量、设计用水总量、再生水设计利用量、雨水设计利用量、海水设计利用量、其他非传统水源利用量或运行阶段的实际使用量m3/a;

本项目设计年用水总量为119912.10m3, 具体计算见下表4:

本项目非传统水源利用率为:

可利用的雨水量占可收集雨水量的比例为:

注:+为盈余水量;-为亏损水量, 需补水。

6010.44÷7733.12×100%=77.72%

根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》和雨水处理系统技术特点, 本工程屋面雨水汇水面积为6292.9m3, 道路面积为6614.1m3, 选用A-RUS-WFF系列雨水处理系统。屋面雨水收集后直接经过高效A-RUS-WFF雨水处理系统, 不仅可以排掉降雨初期的水质较差的雨水, 而且本处理系统具有自动无动力过滤系统对雨水进行过滤处理, 无需修建弃流池和雨水收集池, 无需外加动力装置。结合本项目特点和要求, 出水经消毒后排入雨水蓄水池 (清水池) 备用, 在雨量不足的时候供给道路浇洒、绿化、车库冲洗等。

本套系统采用离心式过滤原理过滤雨水, 孔径可达0.28, 最大的WFF300型过滤器最大可回收3000平方米的面积。可采用地面上安装和埋地安装及在雨水井中安装多种方式, 可靠灵活。埋地时, 为便于检视内部, 在埋地较深时可加装延长检视管。WFF300上端盖可承受60吨载重汽车驶过。WFF300适用于3000平米的下垫面积, WFF150适用于500平米的下垫面积, WFF100适用于200平米的下垫面积, 本项目采用4台WFF300, 2台WFF150, 可收集13000平米的下垫面积。

5、经济分析

小区雨水收集系统, 将部分传统雨水口设计为集水槽, 材料成本会有所增加, 但卵石、粗砂砌体及塑料管较为经济, 增加费用不会太高, 另外道路雨水经过集水槽过滤, 大部分杂质被截留, 大大减轻了后续处理难度, 降低了后续处理费用, 从这个角度来说, 是可以接受的。

采用A-RUS-WFF系列雨水处理系统, 具有自动无动力过滤系统对雨水进行过滤处理, 无需修建弃流池和雨水收集池, 省去了弃流池和雨水收集池的建设费用;由于无需外加动力装置, 减少了管理费用和电费, 大大降低了雨水处理成本。

6、结语

本文以随州某小区为例, 探讨了雨水收集利用设计方案。针对屋面雨水和道路雨水水质差异, 在保留适当传统雨水口的基础上, 设置集水槽, 减轻了后续处理负担;采用A-RUS-WFF系列雨水处理系统, 节省人力物力及运营成本, 体现了绿色建筑的设计理念。

参考文献

[1] 曹秀芹, 车武.城市屋面雨水收集利 用系统方案设计分析[J].给水排水, 2002, 28 (1) :13～15.