城市雨水收集有哪些技術
為了緩解水資源危機,只有采用各種有效方法節約用水和大力促進水資源的二次利用,而開發利用雨水資源已成為許多國家和地區解決水危機的又一途徑,受到普遍關注。我國雨水資源豐富,全國平均年降水量650mm左右,但是隨著城市化建設的不斷發展,不透水面積日益增多,大量的雨水徑流未加以利用就直接排放,不僅造成了水量的巨大浪費,同時也加大了城市排水設施的負擔。因而對雨水加以適當處理,不僅可節約水源,還可減輕城市排水設施的負擔。
雨水是輕污染水,經簡單處理便可作為景觀用水、綠化用水、工業冷卻水及生活雜用水,不給城市生態水量,改善小氣候,回補地下水,減緩地面沉降。處理雨水的運行費用低廉,經濟效益突出。
雨水收集技術方式
目前雨水收集系統可分為三種:一是收集回用系統即屋面雨水集蓄系統,收集下來的雨水經處理主要用于家庭、公共場所和企業的非飲用水,二是土壤入滲系統即生態小區雨水利用系統,小區沿著排水道建有滲透淺溝,表面植有草皮,供雨水流過時下滲,超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地,作為水景或繼續下滲,三是蓄存排放系統即雨水截污與滲透系統,道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水。
城市初期雨水收集處理的必要性
雨水徑流污染屬于非電源污染,具有突發性和非連續性。雨水污染的特點是初期雨水中的污染物含量高,隨著徑流的持續,雨水徑流的表面被不斷沖洗,污染物含量逐漸減小到相對穩定的濃度。隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重,雨水徑流污染愈嚴重,尤其是污染物較多的初期雨水。
雨水的儲存
為了滿足雨水利用的要求,需設置雨水的儲存空間-雨水調蓄池,待降雨停止后將其中的雨水加以凈化,慢慢使用。雨水調蓄池在雨水的利用中具有儲存調節量和凈化水質的作用。
根據雨水收集區域的不同,可建成地下封閉式調蓄池、地上封閉式調蓄池和地上開敞式調蓄池。地下封閉式調蓄池主要用于小區或建筑群雨水的存儲,它具有節省占地和雨水管渠容易接入的特點,但有時溢流困難,地上封閉式調蓄池適用于單體建筑雨水的集蓄,具有雨水管渠易接入和管理方便的特點,但占地面積大,地上開敞式調蓄池可充分利用自然條件、可與景觀和凈化相結合,生態效果好,適用于開闊地帶雨水的儲存。
雨水的利用
雨水在未經妥善處理前,建議用于替代不與人體接觸的用水,將所收集下來的雨水經簡單處理和儲存后,用水泵提升至樓頂的水塔、供沖洗廁所使用。雨水還可作為其他用水,如空調冷卻水,消防用水、洗車用水、園林綠化用水、景觀用水和道路清洗用水等。利用滲透原理,將雨水通過滲透池、滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、滲透側溝、調節池和綠地等滲透設施補充地下水,能有效緩解水資源短缺問題。此外,收集的雨水也可以經消毒處理后供居民飲用。
雨水利用作為公益事業,不僅具有環境生態效益和社會效益,還有潛在的直接或間接經濟效益。雨水利用工程帶來的經濟效益主要體現在以下三個方面:一是節省巨額市政投資。小區雨水利用工程能夠減少需由政府投入的用于大型污水處理廠、收集污水管線和擴建排洪設施的資金。將地面雨水就近收集并回灌地下,不僅能夠減少雨季溢流污水,改善水體環境,還能夠減輕污水廠負荷,提高城市污水廠的處理效果。雨水調蓄池和雨水滲渠系統能夠降低城市的洪水壓力和節省封閉路面下的排水管網負荷。二是節省市政和居民用水開支。雨水利用系統的運行費用低廉,經濟效益突出。三是具有良好的產業前景,能夠形成新的經濟增長點,市場前景巨大,未來若千年內,雨水利用設備產業能夠吸引大量的民間資本進入,形成一個吸引民間資本的新產業。不僅城區可以形成這樣的產業,郊區小城鎮也可以采用相同的方式形成產業。這項產業在減少政府財政支出、促進經濟增長、吸納就業、促進小城鎮建設等方面都會發揮積極作用。
隨著我國城鎮化進程加快、人口高度聚集,城市需水量逐年增大,而建成區不透水面積大幅增加。在相同的降雨條件下,徑流系數增大,雨洪量增加,加重了城市排水和河道行洪負擔,汛期會造成地面積水和局部洪災,同時也干擾了自然水文循環,減少降雨入滲量,地下水得不到有效補充。因此城市既要防洪排澇,又得到解決水資源短缺的問題,而城市雨水利用能有效地減少城市徑流量,延滯匯流時間,減少防洪投資和洪災損失,作為防洪和緩解水資源危機的一種有效措施,城市雨水利用便顯得日益重要。