雨水作為一種寶貴的資源,在城市水循環(huán)系統(tǒng)和流域水環(huán)境系統(tǒng)中起著十分重要作用。由于人類(lèi)的活動(dòng)造成植被減少或破壞,城市發(fā)展中不透水面積的增加,導(dǎo)致雨水流失量增加和水循環(huán)系統(tǒng)的平衡遭到破壞,并引發(fā)一系列環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題。我國(guó)許多城市水資源嚴(yán)重不足,而大量雨水資源卻白白流失,雨水利用率不到10%。水及生態(tài)環(huán)境修復(fù)功能,強(qiáng)化雨水入滲,以增加土壤的含水量,甚至利用雨水回灌提升地下水的水位,可改善水環(huán)境乃至生態(tài)環(huán)境,總之,城市雨水利用是解決城市水資源短缺,減少城市洪災(zāi)的有效途徑。也是改善城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。若能將雨水利用與雨水徑流污染控制,城市防洪,生態(tài)環(huán)境的改善相組合,堅(jiān)持技術(shù)和非技術(shù)措施并重,因地制宜,擇優(yōu)選用,兼顧經(jīng)濟(jì)效益,環(huán)境效益和社會(huì)效益,標(biāo)本兼治,則雨水利用會(huì)產(chǎn)生廣泛的效益,并極大地促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。
雨水收集利用技術(shù)
1、雨水的初期棄流
雨水的收集再利用要滿(mǎn)足相應(yīng)的雜用水水質(zhì)要求,因此,雨水水質(zhì)的好壞將直接決定雨水收集利用的難易情況。雨水徑流流污染屬于非點(diǎn)源污染,具有突發(fā)性和非連續(xù)性。一般認(rèn)為中期和后期的雨水水質(zhì)較好,但初期雨水的水質(zhì)由于受多種因素的影響而普遍較差且變化較大。因此為了降低雨水回用的處理難度,通常在雨水收集利用工程中都采取初期雨水棄流。
(1)初期雨水棄流量
初期雨水棄流量應(yīng)按照當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)收集雨水的污染物濃度變化曲線(xiàn)確定,當(dāng)無(wú)資料時(shí),遵照《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB50400-2006)規(guī)定可采用2~3mm徑流深度作為屋面初期雨水棄流深度,5~7mm,作為地面初期雨水棄流深度。
初期雨水棄流量按下式計(jì)算
W1=10X8XF
式中W1-設(shè)計(jì)初期雨水棄流量:
5-初期雨水棄流深度,mm,水面集雨取0;F-集雨面積,m2。
對(duì)于特定的生態(tài)區(qū)域,棄流量取值還需要綜合雨水水質(zhì)、用水量和雨水處理工藝等進(jìn)行判定。
同時(shí)上述規(guī)范還規(guī)定“雨水收集回用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)初期雨水棄流設(shè)施綠化屋面除外,土壤入滲系統(tǒng)宜設(shè)初期雨水棄流設(shè)施。間隔日以?xún)?nèi)的降雨不宜棄流”。
(2)雨水初期棄流方式及裝置
目前,在城市區(qū)域進(jìn)行大規(guī)模的雨水利用項(xiàng)目還沒(méi)有很成熟的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),初期雨水的棄流方案也沒(méi)有確定的參照標(biāo)準(zhǔn)。就現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)實(shí)例看,雨水利用的方式偏重于采用通過(guò)土地入滲、回灌補(bǔ)給地下水,實(shí)現(xiàn)地域的水循環(huán)的間接利用法,避免對(duì)雨水進(jìn)行深度處理,也可以降低運(yùn)行費(fèi)用。結(jié)合有關(guān)專(zhuān)家在體育場(chǎng)雨水利用設(shè)計(jì)中對(duì)初期雨水棄流方式的思考,將初期雨水棄流的常用處置方式概況如下:
1、直接引入綠地,不單獨(dú)處置初期雨水。適用于初期雨水水質(zhì)良好的情況。初期雨水中一般含有一定量的影響植物生長(zhǎng)的毒素,這些毒素可能包括硫化物、鹽分、總?cè)芙夤腆w等,甚至不適當(dāng)?shù)摹.?dāng)其不超過(guò)植物的容忍限度時(shí),將雨水直接排入綠地就是一個(gè)簡(jiǎn)單可行的方法。
2、將雨水排入級(jí)配石料的過(guò)濾盲溝或多孔混凝土過(guò)濾板進(jìn)行簡(jiǎn)單過(guò)濾。適用于初期雨水水質(zhì)條件較好的情況,會(huì)相應(yīng)帶來(lái)維護(hù)和更換的問(wèn)題。
3、采用分散式處理對(duì)初期雨水進(jìn)行棄流,如在單個(gè)雨漏管或道路雨水收集管下安裝分離設(shè)備。這種方法可去除粒徑大于物質(zhì),適用多種初期雨水水質(zhì)。分散式處理的未端裝置形式各異,常見(jiàn)的形式有:
初期雨水棄流裝置
在棄流裝置內(nèi)設(shè)有浮球閥,隨著水位的升高,浮球閥逐漸關(guān)閉當(dāng)手機(jī)到一定雨量后,浮球閥完全關(guān)閉棄流后的雨水沿旁通管流至雨水收集管道,已收集的初期雨水,在降雨結(jié)束后打開(kāi)放空管上的閥門(mén)將其排入污水管道,對(duì)于道路雨水考慮到其埋設(shè)于地下,收集的初期雨水不容易接入污水管道,且大面積的道路收集的初期雨水榮譽(yù)對(duì)污水管道系統(tǒng)形成沖擊,因此你可以考慮將收集的初期雨水排入適宜的滲透系統(tǒng)如滲井、滲透管溝等。這種裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用,但需要一定的人工維護(hù)。
對(duì)初期雨水進(jìn)行集中棄流,考慮到區(qū)域面積可能占地較大,各種匯水面分布復(fù)制,上述各種形式的分散式雨水棄流裝置用量過(guò)多。若每個(gè)可能的雨水立管未端、室外雨水口均設(shè)置棄流裝置,設(shè)計(jì)安裝這些裝置本身就是一大問(wèn)題,用量多頁(yè)使維護(hù)量增大,明顯不具備經(jīng)濟(jì)可行性。因此還可以考慮采用在蓄水池附近設(shè)置專(zhuān)用的棄流池這種方式棄流初期雨水。
設(shè)置棄流池的優(yōu)點(diǎn)是:
1、通過(guò)計(jì)算確定棄流池容積,可以將一定量的初期棄流,從而保證處理設(shè)備進(jìn)口的雨水水質(zhì)在一定程度內(nèi)穩(wěn)定。
2、設(shè)置方法簡(jiǎn)單可行。
3、設(shè)置位置不多,當(dāng)然棄流池并非完美,其確定也是明顯的不同部位的雨水通過(guò)室外雨水管道匯集,再流行一段時(shí)間后進(jìn)入棄流池,然而不同部位的初期雨水流到棄流池所需的實(shí)際是不同的,所有就會(huì)出現(xiàn)棄流池近處的中后期雨水可能比遠(yuǎn)處的初期雨水更先到達(dá)棄流池的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題,需要特別核算棄流池的服務(wù)區(qū)域,結(jié)合服務(wù)區(qū)域的管道布置形式?jīng)Q定棄流池的位置。
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