城市雨水利用怎么做
中國是一個水資源嚴重緊缺的國家,北方為水源性缺水,南方為水質性缺水。如果城市普遍建立雨水收集利用系統,既可大量節約自來水,又能減輕洪澇險情。
1、城市雨水利用的意義
“雨水利用”從狹義上說,就是收集、貯存并利用雨水,從廣義上講,則應包括雨水的滲透、回灌、補充地下及地面水源,維持并改善地區與城市水循環系統。因此,城市雨水利用的意義可言歸納為以下幾個方面。
1.1治水
主要指減緩或抑制城區雨水徑流,提高已有管系的“安全系數”,減少都市型洪澇,減少合流管系雨季的溢流污水,減輕污水處理廠負荷,改善水體環境,減小排水管中途泵站提升容量等。
1.2節水
利用雨水作中水或中水補充水,也可用作都市防火、非常時期的補充水源,節約城市水資源。國外也有不少這樣的實例。比如,集水面積在1.6萬~3.5萬m2,貯水槽容積為1000~2800m3,經砂濾和消毒后用于沖洗廁所和綠化。每個系統年利用雨水量在3萬噸以上。
1.3涵養水資源
通過各種設施截留雨水,保持河川、湖泊水量,補充地表水資源,緩解缺水矛盾。增加雨水滲透,補充、涵養地下水源,緩解地面沉降,防止沿海城市的海水入侵。這對于我國許多以 地下水為主要水源的缺水城市及廣州、青島等沿海城市均有特殊的重要意義。
2、雨水利用技術
建筑的雨水利用技術可分為雨水直接利用、間接利用和綜合利用。雨水直接利用指的是雨水收集技術,主要有屋面雨水收集利用系統、屋面花園雨水收集利用系統,雨水間接利用技術指雨水滲透技術,主要有滲透地面、滲透管溝、滲透池、滲水盆地等,雨水綜合利用指通過人工凈化和自然凈化的結合,雨水集蓄利用、滲透與園藝水景觀等相結合的綜合性設計。
2.1雨水直接利用技術
雨水直接利用的用途一般首先考慮綠化、沖洗道路、停車場、洗車、景觀用水、建筑工地用水等雜用水,有條件時還可作用洗衣、循環冷卻、沖廁和消防等補充用水。
2.1.1屋面雨水收集利用系統
雨水集蓄利用系統可以設置為單體建筑物的分散式系統,也可在建筑群或小區中集中設置。系統由集雨區(通常是屋頂)、輸水系統、截污凈化系統(如過濾)、儲存系統(地下水池或水箱)以及配水系統等幾部分組成。有時還設有滲透設施,并與貯水池溢流管相連,當集雨量較多或降雨頻繁時,部分雨水可以進行滲透。下圖是德國城市家庭典型雨水集蓄利用系統示意。
為了消除人們對雨水水質的擔心和顧慮,還采用了一些革新技術。如采用可滲透的中隔墻將地下貯水池分成兩個小室,可以起到有效的過濾作用。雨水集蓄利用技術在德國的推廣得到了公眾的大力支持。尤其是一些私人公司起到了非常積極的作用。他們開發出許多成套設備和產品。
2.1.2屋面花園雨水收集利用系統
屋面花園是指在各種建筑物的屋頂上進行綠化、種植花草的統稱,可用于平屋和坡屋頂。屋面花園各構造層次自上而下一般可分為:植被層、基質層、隔離過濾層、排(蓄)水層、隔根層、分離滑動層等。植被層是屋面花園的關鍵,植物和土壤的選擇是植被層的關鍵。屋面花園有很多優點:夏天防曬,改善屋頂隔熱性能,冬天保溫,種植層的覆蓋可延長防水層壽命,降低屋面雨水徑流系數,可增加對雨水的利用量,可以作為休閑放松之地。為了確保屋頂花園不漏水和屋頂下水道通暢,可以考慮在屋頂花園的種植區和水體(水池、噴泉等)中再增加一道防水和排水措施。
2.2雨水間接利用技術
2.2.1滲透地面
滲透地面分為天然滲透地面和人工滲透地面兩種。天然滲透以免以綠地為主,人工滲透地面是人為鋪裝透水性地面,如多孔嵌草磚、碎石地面、多孔混凝土或多孔瀝青路面等。其目的是使水滲透接近水源來保持和恢復自然循環。綠地是天然滲水地面,為了增加滲透量,在綠地中做淺溝可以達到降雨時臨時貯水的目的,但要避免溢流,避免綠地過渡積水而破壞植被。低于周圍地面適當深度,能夠接受周邊地面雨水徑流的綠地稱為下凹綠地。下凹式綠地是一種生態型的雨水滲透設施,具有投資少、滲蓄效果明顯,截留凈化徑流雨水、不易堵塞等優點。研究表明,綠地低于周圍路面0.1m~0.2m,其入滲量是綠地高于或平于路面時的3~4倍。人工滲透地面的優點是:利用表層土壤對雨水的凈化能力,對雨水的預處理要求相對較低,技術簡單,便于管理,建筑物周圍或小區內的道路、停車場、人行道等都可以充分利用。缺點是:滲透能力受土質限制,需要較大的透水面積,對雨水徑流量調蓄能力差。
2.2.2滲透管溝
滲透管溝是傳統雨水管的良好替代裝置,它是由無砂混凝土或穿孔管等透水材料制成,設于地下,周圍填充礫石。滲透管溝站地面積小,投資少,調蓄能力強,但是一旦發生堵塞或滲透能力下降時,難以清洗恢復,對水質有要求,不能含有過多的固體懸浮物,需要進行預處理。因此,其適用于一些地下水位不高,雨水水質較好的地區。
2.2.3滲水池
滲水池是將集中徑流轉移到有植被的池子中,而不構筑排水溝或管道。滲水池的滲透面積大,具有較大的滲水和儲水容量,凈化能力強,對水質預處理要求低,管理方便,具有滲透、調節、凈化、改善景觀等多種功能。這種滲透技術代表了與自然的相互作用,基本不需要維護。但其通常需占用大面積土地,設計管理不當會造成水質惡化,滲透能力下降等負面影響。滲水池在綠色住宅小區中改善生態環境、提供水景、節水、水資源高效利用的效果十分顯著。
2.2.4滲水盆地
滲水盆地與滲水池的功能基本相同,水唯一的出路的是滲入土壤。滲透可以使雨水通過土壤濾掉污染物,因此是對徑流最理想的管理和保護。修建滲水盆地時,應注意以下問題; (1)按照敞開系統或封閉系統設計滲水盆地。有些滲水盆地敞開且長有植被,起到了維護多孔土壤結構的作用。 (2)靠近徑流源設置滲水盆地最為經濟有效 (3)應避免使盆地靠近建筑的基礎,也應避免建在陡峭不穩的坡地。
2.3雨水綜合利用技術
城市雨水綜合利用系統的減少涉及面很廣,影響因素眾多,是一個較復雜的決策過程。雨水綜合利用技術是為了實現建筑、園林、景觀和水系的協調統一,實現經濟效益和環境效益的統一。
結語
雨水利用的巨大價值是毋庸置疑的。雨水水質明顯優于城市排水,經簡單處理可用于綠化、沖洗道路、停車場、洗車、景觀用水等雜用水,投資少見效快,同時可達到消減城市暴雨徑流量和污染物排放量、優化小區水系統、減少水澇和改善環境等效果。但是我國城市雨水利用起步較晚,我們應該在充分借鑒發達國家的經驗基礎上,結合我國國情研發適用于我國的雨水利用的技術。