雨水利用方案范文

時間:2024-03-22 18:03:46

導語:如何才能寫好一篇雨水利用方案,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

雨水利用方案

篇1

關鍵詞:城市雨水利用現狀;技術;前景;建議

城市化的不斷發展,在一定程度上改變了城市地區的局部氣候條件,由于這些氣候要素的變化,又進一步影響到城市,特別是大都市的降水條件。例如,在大都市中,幾乎所有氣候要素都有一定程度的改變,在城市建設過程中,地表的改變,使地表上的輻射平衡發生變化,從而影響了空氣的運動。工業和民用供熱以及機動車輛增加了大氣中的熱量,而且燃燒吧水汽連同各種各樣的化學物質送入大氣層中。建筑物能引起機械湍流,同時城市作為熱源可導致熱湍流。城市上空的凝結核、熱湍流以及機械湍流可以影響當地的云量和降雨量。城市化的發展和人工排水系統的完善地表植被覆蓋率降低,滯水迅速排泄,導致局部蒸發量大為減少,市區內的絕對濕度下降。

雨水作為一種寶貴的資源,在城市水循環系統和流域水循環系統中起著十分重要的作用。由于人類的活動造成植被減少或破壞,城市發展中不透水面積的增加,導致了城市雨水大量排放、地下水位降低等問題,進而導致雨水流失量增加和水循環系統的平衡遭到破壞,并引發一系列環境與生態問題。我國許多城市水資源嚴重不足,而大量雨水資源卻白白流失,雨水利用率不足10%。針對這樣一種現狀,城市雨水綜合利用是改善城市水環境的一個重要方面,其技術應用有著廣泛而深遠的意義。可實現節水、水資源涵養與保護、控制城市水土流失和水澇、減輕城市排水和處理系統的負荷、減少水污染和改善城市生態環境等目標。

城市雨水的回收利用方式可分為以下幾個方面的內容:

1、屋面雨水收集利用

城市中屋面的面積占去了整個城市硬質表面的30%左右,采用屋面可以吸收匯集部分雨水,增加城市雨水的回收利用,減緩雨水排放,改善城市水環境。將雨水從屋頂收集后,通過重力管道過濾,然后雨水通過穩定的進口流入儲水池,處理后由泵送至各用水點,根據區域的要求和具體項目條件,可用于補充地下水、綠化、沖洗道路、停車場、洗車、景觀用水、建筑工地等雜用水,有條件的還可作為洗衣、冷卻循環、沖廁和消防的補充水源。

2、路面雨水收集利用

路面雨水收集系統可以采用雨水管、雨水暗渠、雨水明渠等方式。水體附近匯集面的雨水也可以利用地形通過地表面向水體匯集。

利用道路兩側的低綠地或有植被的自然排水淺溝,是一種有效的路面雨水收集截污系統。雨水淺溝通過一定的坡度和斷面自然排水,表層植被能攔截部分顆粒物,小雨或初期雨水會部分自然下滲,是收集的徑流雨水水質沿途可以改善。但受地面坡度的限制,還涉及到與園林綠化和道路等的關系;淺溝的寬度、深度往往受到美觀、場地等條件的限制,所負擔的排水面積會受到限制;可收集的雨水水量也會相應減少。

3、雨水滲透系統利用技術

利用各種人工設施強化雨水滲透是城市雨水利用的重要途徑,雨水滲透設施主要有滲透集水井、滲透性鋪裝、滲透管、滲透溝、滲透池等。研究表明,滲透設施涵養地下水、抑制暴雨徑流的作用十分

顯著。

滲水地面分為天然深水地面和人工滲水地面。前者以綠地為主。人工透水地面是人工鋪設的透水性地面,如多孔瀝青地面、碎石地面和草坪磚地面等,多鋪設在道路兩側的透水人行道、停車場等。其主要優點是利用表層土壤對雨水的凈化能力,對預處理要求低,技術簡單;缺點是滲透能力受土質所限,需要較大的透水面積。

綠地是一種天然的滲透設施。它具有透水性好、節省投資、便于雨水引入就地消納等優點;同時對雨水中的一些污染物具有一定的截留和凈化作用。目前我國城市規劃要求有較高的綠化率。可以通過改造或設計成低勢綠地,以增加雨水滲透量,減少綠化用水并改善環境。低勢綠地的缺點是滲透流量受土壤性質的限制,雨水中如含有較多的雜質和懸浮物,會影響綠地的質量和滲透性能。還需要和園林景觀設計密切配合。

滲水洼塘即利用天然或人工修筑的池塘或洼地進行雨水滲透,補給地下水。種植草坪的洼地對雨水不僅有調蓄作用,還可以去除水中的污染物,同時具有很好的觀賞價值。滲水池塘一般是人工修建的比洼地深的雨水滯蓄和入滲設施,其周圍一般種植樹木,也有較好的觀景效果。

城市雨水綜合利用應納入雨水規劃。城市雨水綜合利用是一項涉及多學科的、復雜的系統工程,在選擇雨水利用系統方案時,要特別注意地域及現場各種條件的差異,考慮城市和小區環境、生態和美學、人與自然的統一和諧,力求最佳效果。

參考文獻

[1]孟玉. 城市雨水的綜合利用.中國資源綜合利用,2006(6).

[2]李程.淺談我國城市雨水的綜合利用.能源與環境,2010(5).

[3]張晶. 城市雨水利用與城市水環境改善的研究.大連理工大學,2004.

[4]曹秀芹,車武. 城市屋面雨水收集利用系統方案設計分析,2002(1).

作者簡介

篇2

[關鍵詞]隧道工程;洞內涌水;治理方案

中圖分類號:TU556 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)26-0118-01

一、引言

時代的飛快發展也大大增加了隧道工程的數量和需求,雖然隧道工程能夠解決人們的交通等問題,但是,隧道工程的建設過程中也產生了許多負面的影響。其中,最重要的一個問題就是隧道洞內涌水,所以做好隧道洞內涌水治理的應用是十分有必要的。下面結合二廣高速11標跑石界隧道工程施工中成功治理了隧道涌水問題的經驗,就隧道洞內涌水情況與治理方案進行了分析和探討。

二、某隧道洞內涌水情況

1、隧道出口左線涌水情況

跑石界隧道出口左線上臺階已開挖支護至ZK111+724,進洞227m。自ZK111+790始至ZK111+725,圍巖逐漸由強~中風化花崗閃長巖發展為全~強風化花崗閃長巖,局部夾中~弱風化塊石,節理裂隙極為發育,涌水逐漸增大(ZK111+735掌子面右側拱腳上1m左右出現大股狀涌水,涌水量在10m3/h左右;ZK111+725掌子面出現多處股狀涌水,涌水量在13m3/h左右)圍巖水穩性差,遇水軟化、膨脹崩解呈軟塑~流塑狀,致使預留核心土體及掌子面崩解垮塌,擾動后成淤泥流淌。期間ZK111+764因掌子面右下部滲水導致右拱部坍塌,施工單位自行采取密排注漿小導管艱難渡過。

掌子面隧道埋深40m左右,V級加強支護,雙層加密注漿小導管(拱部120°環向間距15cm),管長4.5m,每1.5m一循環,掌子面局部打設4.5m長注漿小導管,穩定掌子面,并增設上臺階臨時仰拱。實際施工中,采取加大預留核心土體積(環形開挖寬度1~1.5m),掌子面打設注漿導管,機械配合人工開挖,且邊開挖邊噴砼封閉圍巖,尤其是在圍巖滲水較大穩定性極差的ZK111+735~725段,循環進尺縮短到40cm左右,工字鋼架也由50cm間距自行調整到了40cm左右。在掌子面出現大面積股狀涌水,導致掌子面及核心土體崩解垮塌,施工單位立即采取反復多次噴砼封閉,掌子面補打小導管及錨桿,掛網再次噴砼封閉,用下臺階石碴回填阻擋核心土體流淌等措施,第二天終穩定下來,避免了大塌方事故發生。之后施工單位試著采取降低上臺階開挖高度,人工開挖,又艱難往前推進了一米,但是涌水太大,圍巖水穩性差,掌子面及核心土體呈流塑狀,小導管注漿止漿困難,注漿效果欠佳,難以鎖住圍巖致使施工難度極大,且安全難以保證,考慮到前方地質條件有進一步惡化的趨勢,于是暫停了掌子面施工。

2、隧道出口右線涌水情況

跑石界隧道出口右線上臺階已開挖支護至YK111+658,進洞250m。自YK111+725掌子面右側拱腳2.5m高以下出現全風化花崗巖,且股狀涌水至YK111+690全斷面均為全~強風化花崗閃長巖,節理裂隙發育,大面積滲水,穩定性極差,到YK111+658.5,掌子面右側拱腰出現大股狀突水。隧道處于地表一主匯水溝旁,地勢平緩,埋深在23m左右,圍巖為全風化花崗閃長巖,水穩性差,遇水崩解、軟化、膨脹,以致流淌。掌子面設計及實際施工措施基本與左線相同,感覺圍巖穩定特差時,適當縮短循環進尺至40cm左右,加密拱架間距。盡管如此,期間YK111+625掌子面右側拱腳因全風化巖涌水坍塌水平深度約3m,高約2.5m;YK111+703掌子面核心土體因滲水滑塌致使右拱頂坍塌高約5m,施工單位積極采取用鋼管鋼筋網作骨架噴砼,封堵坍口,用石碴圍堵坍體,防止了坍方繼續發展,之后采取密布注漿小導管封鎖坍體艱難渡過;YK111+677掌子面左側出現一滑面,且大量滲水,導致左側半邊核心土體及掌子面滑塌,左側拱頂坍塌高約5m,施工單位積極采取之前措施進行有效治理;在用挖掘機清理掌子面噴砼封閉殼,開挖僅30cm左右,即噴砼封閉了掌子面,準備人工鑿除清理周邊圍巖立架,不久,掌子面右側噴砼開裂脫落,隨即撤出開挖工人,再噴砼封閉,但圍巖過濕,封閉不住,不停噴砼,不停滑塌,最終右側拱腰突然一大股水連帶泥土蜂擁而出,約有30m3泥土,右側掌子面被沖塌,超前導管下垂,拱背泥土被沖空,施工單位立即調運了幾塊大塊石圍堵沖擊體,防止了事態擴大,之后在掌子面的一榀拱架下又增加一榀拱架,采取之前措施補打小導管,小導管施工完畢后安裝拱架,施工員調用挖掘機用斗壓右側拱腳處沖擊體,欲使拱腳支撐良好,掌子面及拱頂泥土再次被水沖出,超前小導管再次下垂,根據圍巖及地表情況,前方于YK111+629處隧道跨越水溝,實測埋深不到19m,考慮到施工安全,暫停了掌子面施工。

三、隧道洞內涌水治理方案

根據上述隧道洞內涌水情況,建設單位組織了監理、施工、設計等單位的專家對跑石界隧道出口左右洞地質情況進行了共同探討,研究施工對策,決定根據左右洞掌子面的地質情況、地表地貌及地表水文監測結果,以及以往施工經驗,建議采取地表截(排)水與洞內堵水相結合,綜合治水,改善地質條件,具體如下:

1、在地表水溝上游ZK111+500處修一攔河壩,將水攔截,用一Ф60cmPVC管將水直接引至下游YK111+850處,防止地表流水下滲。

2、考慮到小導管施工長度及注漿的局限性,據目前地質情,洞內掌子面建議采取帷幕注漿堵水,即通過鉆孔對掌子面前方及開挖輪廓線外一定范圍的圍巖進行注漿固結,在前方形成一止水帷幕,達到掌子面止水,改善圍巖條件,提高圍巖承載力,穩定掌子面的目的。具體參數建議:

1)掌子面圍巖水穩性差,且有大量涌水,極不穩定,挖除掌子面核心土體,施工止漿墻時,施工不當將造成大塌方。考慮到掌子面穩又兼顧不給注成孔造成困難,清除核心土時由上往下逐步清理,邊清邊按75*75cm間距打設長4m藥卷錨桿,并掛Ф6.5鋼筋網,噴砼20cm封閉,若因塌孔,錨桿送不進時,則不得清除核心土,將核心土體表松散部分清除噴20cm噴封閉,直接施工C20砼止漿墻,墻厚最薄處不小于1m。

2)帷幕注漿一個施工段長度25m,注漿固結長度30m(預留5m止漿巖盤),注漿固結范圍掌子面正前方及開挖輪廓線外6m,孔口套管Ф127,長7m,套管前方最小鉆徑Ф110,由于圍巖為全風化花崗閃長巖,水穩性差,滲透系數小,為達到預期目的,注漿擴散半徑考慮1.5m,孔底間距控制在2m左右,考慮到圍巖含水量大,成孔后易塌孔,采取前進式分段注漿。漿液采用1:1(體積比)水泥―水玻璃漿液,注漿壓力4~5MP。

3、由于圍巖水穩性差,遇水崩解、軟化、膨脹,以致流淌,擾動后即成淤泥,不考慮掌子面排水措施,若確需以排水為主,可在第1條基礎上,在隧道兩旁地表布設井點降水,截斷地下水源。

上述措施經專家論證獲得了專家的認可,并在實施過程中,通過帷幕注漿使圍巖形成一定厚度且具有較高強度和穩定性的完整連續結石墻,隧道涌水量下降了 98%,達到了封堵涌水的目的。現場芯樣充填飽滿密實,抗壓強度較原始地層提高了 2?4 倍,達到了提高圍巖整體防滲性能和穩定性的目的。

四、結束語

綜上所述,當前我國隧道涌水問題的治理等方面的問題難度比較大,耗費時長較長,同時,外部客觀原因影響較大。因而在面對隧道洞內涌水情況,應科學制定治理計劃,對治理的過程數據進行正確的分析,確保隧道工程質量和安全。

參考文獻

篇3

摘要:紹興市在經濟社會快速發展的同時,越來越關注城市經濟、社會和生態環境的高效和諧與持續發展。筆者立足紹興市生態興市的指導

>> 林業生態工程建設與水資源開發利用 宿遷市水資源開發利用與保護對策研究 新疆水資源合理開發利用與生態環境保護 水資源的開發利用與保護 淺談中國水資源的開發利用與保護 節約型社會建設中的水資源保護與開發利用 石家莊市水資源開發利用現狀及保護對策分析 延安市水資源開發利用現狀及保護對策 大理市水資源開發利用現狀及其保護問題淺論 麗江市水資源開發利用及保護分析 澄城縣水資源開發利用配置方案 中國水資源的開發利用和保護 淺談水資源合理開發利用和保護 保定市水資源開發利用對策 我國水資源開發利用與保護的思路與建議 延安市水資源開發利用問題及對策研究 焦作市水資源綜合開發利用問題研究 佳縣毛一渠渠首水資源開發利用與保護 羅閘河流域水資源開發利用與保護對策 馬龍縣水資源開發利用與保護問題探討 常見問題解答 當前所在位置:中國 > 政治 > 紹興生態市建設水資源開發利用與保護方案研究 紹興生態市建設水資源開發利用與保護方案研究 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款!安全又可靠! document.write("作者:未知 如您是作者,請告知我們")

申明:本網站內容僅用于學術交流,如有侵犯您的權益,請及時告知我們,本站將立即刪除有關內容。 摘要:紹興市在經濟社會快速發展的同時,越來越關注城市經濟、社會和生態環境的高效和諧與持續發展。筆者立足紹興市生態興市的指導思想, 從紹興市水資源持續利用的角度出發,分析了紹興市水資源開發利用現狀,預測了紹興市水資源供需的趨勢,并根據紹興市水資源開發利用的有關 規劃,提出了紹興市水資源調控的主要對策。 關鍵詞:水資源供需;生態用水量;水資源調控 中圖分類號:X37

文獻標識碼:A

文章編號:1001―6929(2004)04―0025―04

篇4

【關鍵詞】廠區屋面;雨水回用;方案設計;實施

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

一、前言

水資源緊張是多個國家所面臨的的共同問題。我國人口眾多,人均水資源占有量偏低,通過多種途徑回收、利用水資源能夠很好地緩解我國水資源緊張的狀況。廠區屋面雨水回用的方案設計及實施要考慮到諸多方面的因素。

二、國內外廠區屋面雨水回用現狀

1.國外雨水利用現狀:雨水利用不僅是開源節流的一條途徑,而且對生態環境的改善,水污染的控制等方面也具有積極的意義。雨水利用主要有以下三種方式:收集回用,調蓄排放和土壤如滲。其中調蓄排放系統的功能主要是減輕城市洪澇,符合規范《建筑與小區雨水利用工程技術規范》的要求,規范也推薦了相應的適用場合,為削減城市洪峰或要求場地的雨水迅速排干時,宜采用調蓄排放系統。

從20世紀80年代開始世界各國已經開始了探索雨水資源化利用,世界上很多國家已經意識到了雨水利用的價值。很多國家已經開展了不同規模的雨水利用與管理的研究和應用。如德國計劃將國內80%的路面改造為透水地面;日本也已經大規模鋪設透水性地面;發達國家已經出臺了有關雨水利用的相關標準和規范法規等。

2.國內雨水利用現狀:在我國,雖然對雨水利用有著悠久的歷史,但是真正的開始研究利用還是從本世紀80年代開始的,而且我國國家還是缺少技術標準,規范和法律法規等來規范這個產業。目前我國雨水利用與發達國家相比還有很大差距,處于開發和探索階段,在甘肅與寧夏等西部城市開發了一些工程,取得了一些成果,在北京、上海、大連等一些城市也有了一些雨水利用工程,也取得了一些成果,對我國的雨水利用技術進步起到很大的推動作用。

雨水利用方式選擇的基本思路為:地面雨水采用如滲,屋面雨水采用如滲還是收集回用由技術經濟比較決定,地面雨水采用入滲而不收集的主要原因是:1.地面特別是路面雨水污染嚴重,COD和SS等主要指標比屋面雨水成倍增高;2收集效率低,特別是綠地收集效率很低,是屋面雨水的1/4到1/5。

三、廠區屋面雨水徑流水質分析

1.廠區屋面徑流水質特征

引用同濟大學不同類型的屋面徑流水質數據作為參考,當累計降雨量在2mm以內時,屋面雨水的水質較差,污染最為嚴重,其中 COD、SS的濃度較高。而當累計降雨量>2mm時,屋面雨水的水質明顯改善,污染物濃度大幅降低,并趨于平緩。從雨水的利用方面考慮,由于屋面初期徑流污染物濃度較高,而徑流量又相對較少,如果設置棄流裝置,舍棄初期2mm徑流雨水,則能有效減少對后續設施的不利影響。對不同屋面,棄流2mm初期雨水后的水質均優于不棄流初期雨水的水質。此外,其真色度均在25度以下,滿足回用水質的標準,從屋面雨水利用角度考慮。

2.屋面徑流沉淀試驗研究

為了研究屋面徑流的沉淀效果,試驗將棄流2mm初期雨水的水樣存放于15L的廣口瓶中,靜置于陰涼處,并定時測定上清液的水質變化情況得出,沉淀12h,污染物質得到明顯的去除,溶解氧也隨著沉淀時間逐漸減少,48h內降低了近20%。這主要是由于好氧物質被氧化,消耗了水中的氧所造成的。盡管如此,溶解氧仍能滿足回用水質的要求,但是濁度仍然不能完全滿足水質要求。

此外,對屋面雨水混合樣還進行了自由沉降試驗研究。SS去除率隨沉降時間的變化基本成線性變化。幾乎無需成本就可直接用于校園內人工湖等景觀水回用。

3.屋面徑流過濾試驗研究

沉淀對屋面徑流水質的凈化有一定效果,但濁度仍不能完全滿足回用水的標準。由此,考慮沉淀后結合過濾的方法,進一步處理屋面徑流雨水。試驗將沉淀48h后屋面徑流水樣分別經過0.45μm濾膜進行液壓真空抽濾和濾芯重力過濾,研究不同介質的過濾。用0.45μm濾膜進行過濾可以有效去除濁度,去除率在95%以上。濾后的濁度在0.3NTU以下,這完全達到了水質標準。

四、 廠區屋面雨水的收集與處理

由于雨水的降水量受到不同季節降雨強度等變化影響較大水量在時空分布上極不均勻給雨水的收集帶來一定的難度,必須建造適當的雨水調蓄池來調節高峰流量。而雨水收集后的處理過程,與一般的水處理過程相似,不同的是雨水的水質明顯比一般回收水的水質好,主要是初期降雨所帶人的收集面污染物或泥砂。其常規的收集處理流程為:集水―篩選―沉砂―沉淀―儲水―過濾―清水池―提升回用。

廠區屋面雨水收集設有雨水斗,雨水斗的格柵或外設網罩,較大的污染物(如樹葉等)即可篩除。屋面雨水經立管排至室外后,由室外雨水管網匯集,其上的雨水檢查井設落底,即為沉砂井。所以雨水的篩選和沉砂在收集過程即可簡單實現。由于一般的綠化澆灌、地面沖灑、露天觀賞性水景等用水的水質要求不高,可以不經過濾消毒處理,在這種情況下,雨水利用工程的主要構筑物就是沉淀池和儲水池。在雨水的處理方面,根據雨水中污染物含量以及需要達到的水質標準,可以選擇合適的處理工藝。

雨水的水質明顯比一般回收水的水質好,依據試驗研究顯示,雨水除了 FG 值較低以外,初期降雨所帶入的收集面污染物或泥砂是最大的問題。所以本工程采用棄流處理,為其進一步處理利用創造條件。雨水經過景觀的附屬構筑物及綠化和人工濾層的截留、過濾,再進行集中處理,簡化了常規機械處理的流程,由此減少了投資,提高了系統實施的可行性。雨水的處理設備包括有格柵井以及沉淀池。沉淀池下方設有清洗排泥管,用來方便槽底淤泥的清洗排除,以維持沉淀槽的循環使用,然后采用砂石過濾器過濾,濾后的雨水作為綠化澆灌的水源。

五、收集廠區屋面雨水的方法

1.屋面雨水收集方式與構成。目前,收集屋面雨水采取的方式按照泵輸送方式分成直接泵輸送、間接泵送以及重力流雨水利用系統這三種收集方式。常規屋面雨水外收集系統主要由檐溝、收集管路、水落管路、連接管路等構成。其中雨水配管系統應該注意以下問題:雨水集水管路不能建筑物的污水排水管路或者通氣管路共用,一定要單獨設立配管。

2.屋面雨水回用的優化設計。(1)可以延緩各類防水材料的老化,提高屋面的使用周期;(2)減弱雨水徑流數量,降低雨水資源的損失,調整雨水的自然循環與均衡;(3)降低雨水污染程度,其產生的徑流具備較好的水質,對與后續的收集利用十分有利。

六、屋面雨水回用方案的實施措施

建筑雨水利用就是將水循環中的天空雨水以天然地形或人工方法收集、截流、儲存、處理回用,供建筑及小區日常用水。雨水收集利用技術與住宅建設的結合將在很大程度上改變我們由于水資源日益枯竭而望天興嘆的生活。而隨著由中國建筑設計研究院主編、北京泰寧科創科技有限公司參編的《建筑與小區雨水利用工程技術規范》國家標準的頒布實施,這一技術將會在全國得到快速普及,中國水資源日益枯竭、城市生態環境日益惡化的現狀有望得到緩解。這些屋面一般占地面積大,綠化比例高,有噴泉水池等水景觀,并有完整的雨污分流系統,進行了一些雨水利用工程的改造。在較大面積的綠地及廣場等地下可以設置地下式蓄水池或蓄水滲透池。在一些工業區,將雨水進一步處理,作為冷卻循環用水節省小區或廠區內雨水管道的投資,在夏季即雨季用水高峰期緩解城市的供水壓力,在長時間無降雨的情況下,可以由市政給水管網供給,這些方面的工作還有待進一步的提高。

1.處理屋面雨水的程序。其處理程序為:屋面雨水雨水棄流貯水池清水池表面沖洗屋頂綠化等。

2.初期雨水棄流。屋面雨水污染物大多來自于屋面材料降解、空氣中的沉積物以及天然降雨。因為屋面徑流雨水常常產生初期沖刷效應,初期徑流雨水中的污染物含量比較高,水質污濁,伴隨降雨的持續,一旦形成沖刷效應,徑流雨水的水質將會顯著提升。因此應該針對初期雨水采取棄流措施。通常面初期雨水的棄流深度按照2毫米到3毫米的降雨深度。

3.貯水池的合理設計。貯水池是屋面雨水回用流程中的重要構筑物,它不但發揮收集屋面雨水的功能,并且也發揮調整、沉淀的功能。在實際設計工作中,應該按照該地區多年的平均降雨量及對應的場次,然后通過技術經濟分析比較之后進行確定。

4.清水池的設計。清水的復用需要用水泵輸送。規模小的雨水服用通常是使用潛水提升泵,潛水泵可以安裝在清水池內。屋面采取了綠化設計,徑流系數可以減小到0.3上下。

七、結束語

隨著我國經濟社會的發展,水資源的問題將會越來越突出,通過對屋面雨水的回用能夠很好地利用水資源。在實際操作當中,要嚴格控制過程,才能達到理想的目的。

參考文獻:

[1]鄧風,陳衛.南京住宅小區雨水回用方案技術經濟分析[J].城市環境與城市生態,2013年,第3期:103-104.

[2]吳普特,黃占斌,高建恩,等.人工匯集雨水利用技術研究[M].鄭州:黃河水利出版社,2012年.

[3]范懋功.建筑中水處理設施設計實踐[J].給水排水,2013年,第11期:59-62.

篇5

關鍵詞:城市生態小區 雨水綜合利用 系統探討

隨著中國城市化建設的不斷發展,許多城市的管理者更加注重對城市生態環境不斷改進與完善,打造適宜人居的生態小區,水是對生態小區基礎,生態小區功能越齊備,對水的依靠程度也就越大。中國的許多城市都不同程度存在水資源不足的情況,因此生態小區的水資源循環利用也就相當重要了。生態小區的雨水系統是生態小區水資源循環利用的重要組成部分。如何將生態小區的雨水直接排放變成為生態小區循環利用,發揮其最大價值,減少生態小區的市政供水量,對于生態小區的建設也是至關重要的。

1、我國小區雨水綜合利用可行性分析

1.1、我國小區雨水綜合利用現狀

我國住宅小區雨水研究應用開始于20世紀80年代。當時是為了解決西北干旱缺水地區的用水問題,在西北、華北和西南一些水資源匱乏的省區,相繼開展了對雨水的收集、蓄存和開發利用,以解決住宅區的家庭部分生活用水。上世紀90年代以來,小區雨水回收利用在部分城市發展迅速,尤其是北京市在生態小區的雨水利用也有了切實可行的方案。隨著近幾年來房地產業的快速發展,生態小區的雨水系統也得到了相應的發展,但生態小區的雨水系統的利用程度不高,還需要加大推廣力度,以解決生態小區用水的供需矛盾。

1.2、雨水利用的可行性分析

1.雨水資源的水質水量

雨水中的雜質由降水中基本物質和所流經地區的外加雜質組成,主要含有氯、硫酸根、硝酸根、鈉、鈣和鎂等離子(濃度大多在10mg/L以下)和一些有機物質(主要是揮發性化合物),同時還有少量重金屬(如錫、銅、鉻、鎳、鉛、鋅)[1]。不經處理或者簡單處理的雨水應用于小區綠化和洗車用水(《生活雜用水水質標準》)以及景觀娛樂用水是完全可以的。小區雨水還可以經過自然沉淀和混凝沉淀處理后達到生活雜用水的標準。

2.雨水資源利用的特點

與常見的污水深度處理回用相比,雨水有以下優點更適合回用于雜用水:

(1)雨水處理工藝簡單:雨水屬輕度污染水,水質較中水要好的多,處理工藝簡單,且水質更可靠,細菌和病毒的污染率低,出水的公共可接受性強。雨水利用的費用低,生態小區雨水利用系統投資少,運行費用低。

(2)經濟、環境和社會效益的比較:雨水利用與污水深度處理回用均可起到減少自來水用量、降低城市引水、凈水邊際費用和環境保護的效果。而雨水利用能更有效的減少排放量,節省城市排水設施的運行費用,在暴雨時起到防洪減災的積極作用。雨水滲透和儲留還能提高地下水位,補充地下水的涵養量。

2、生態小區雨水利用的主要途徑及主要方法

根據生態小區自生和循環利用的原則,在城市生態小區中應將雨水的直接排放變為生態循環再利用,傳統的雨水排水體系正在向新型雨水排水體系轉化[2]。目前,國內一些城市已將雨水利用和城市環境、城市生態建設等結合起來,己建成一批各具特色的生態住宅小區雨水利用系統。在建立雨水收集系統,將雨水徑流收集起來加以處理后作為生活雜用水是小區雨水利用的主要方式之一。生態小區雨水利用系統的應依據生態小區自身特點而制定,一般主要包括屋頂花園、水景、滲透、中水回用等雨水利用系統[3]。雨水利用應根據具體生態環境用水和建筑物分布特點,因地制宜的建造雨水直接利用間接利用工程,以達到充分利用雨水資源、提高雨水利用能力和效率的目的。

2.1、屋頂花園雨水利用系統

屋頂花園雨水利用系統是削減城市暴雨徑流量,控制非點源污染和美化城市的重要途徑之一,也可作為雨水積蓄利用的預處理措施。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中增加一道防水和排水措施。屋頂花園系統可使屋面徑流系數減少到0.3,有效地削減了雨水流失量,改善了生態小區的生態環境[4]。另一方面,減少了自來水的消耗,增加了城市的綠化面積,美化了城市環境,凈化了城市空氣,吸收了城市噪聲還能夠降低城市的熱導效應,可謂一舉多得。

2.2、屋面雨水收集利用系統

生態小區屋面雨水收集利用系統包括建筑物屋頂表面、匯流槽、雨水管、儲水池以及簡易的處理設備。一般屋頂以瓦質和水泥混凝土屋面為主,金屬、粘土和混凝土是最佳屋頂材料,雨水損失率較低。屋面雨水水質的可生化性較差,處理不宜采用生化方法,宜采用物化方法。屋面雨水積蓄利用系統由集雨區、輸水系統、截污凈化系統、儲存系統以及配水系統等幾部分組成,有時還設有滲透系統,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[5]。初期雨水由于含有較多的污染物應予以排放,排放量需根據生態小區當地的大氣質量等因素,通過采樣試驗確定。屋面雨水積蓄利用系統主要用于生態小區內家庭、公共場所等非飲用水,如澆灌、沖刷、洗車等。

2.3、地面雨水截污滲透系統

生態小區內道路雨水主要滲透補充地下水和排入管道,通過透水地、滲透溝、滲透管、滲透槽等多渠道加大雨水的下滲量。綠地是最好的滲透設施,據研究表明,下凹式綠地可匯集周圍不透水鋪裝區的徑流[6],而且植物根系能對徑流中的懸浮物、雜質等起到一定的凈化作用,下滲效果最好。為加大雨水滲透量,新建居住小區公共綠地率應大于等于30%,并盡量使用可滲透的鋪裝材料。超過滲透能力的雨水可進入小區內的雨水貯存池或人工濕地,亦可作為水井或繼續下滲。國外有關資料表明:滲透地面成本比傳統不透水地面高出10%左右,但綜合考慮因徑流量減少、地面集流時間延長而導致雨水管道長度縮短及管徑減小,雨水系統的總投資可減少12%~38%,而且還可增大地下水補充量,優化小區內生態環境,產生較大的環境及社會效益[7]。

2.4、水景雨水利用系統

為滿足人們回歸水自然環境的要求,小橋流水、瀑布噴泉等都是小區水景的基本構成。小區水體不僅具有潤濕、凈化空氣、改善小區氣候等作用,還可以作為雨水調蓄池用作生態小區的消防、綠化和澆灌等。在生態小區水景設計時,應根據小區的地形、地貌和自然景觀,選擇適宜的水景。當小區的水景設計成貼近自然狀態的襯草時,可在小區內的人行道上鋪設滲透性鋪地材料。可以結合小區雨水利用,在小區敷設雨水管線,將雨水排入小區內的景觀河、景觀湖或洼地等,洼地內可飼養魚、昆蟲等生物,用它們凈水,也可適當地設置機械凈水器械[8]

2.5、人工濕地處理回用系統

人工濕地是一種人工建造和監督控制的濕地,可以建在具一定長寬比和底面坡度的洼地中,采用礫石作填料,再履蓋一層20cm左右含鈣的有機土壤。濕地內種植香蒲、蘆葦、燈心草等水生植物。人工濕地成熟后,填料表面吸附了許多微生物形成的大量生物膜,植物根系分布于池中,于自然生態中通過物理、化學、生物三者協同作用,通過過濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。有關研究結果表明[9],在進水濃度較低的條件下,人工濕地的BOD5去除率可達85%~95%,CODcr的去除率可達80%以上,對N、P去除率可分別達60%,90%以上,而城市二級污水處理廠僅為20~40%。(如圖1)

人工濕地處理工藝包括水面式人工濕地和滲濾潛流式人工濕地。將小區的水景用作水面濕地,綠化區建設為滲濾潛流濕地并將二者串聯起來,既符合小區景觀建設的需要,又達到了水的凈化和貯存的目的。因此,人工濕地和水景觀結合成為小區水環境建設的基本方式之一[10]。

3、生態小區雨水綜合利用系統建設

由生態住宅小區雨水利用途徑的分析可知,住宅小區內雨水的利用主要有以下兩種形式:雨水滲透回灌補充地下水及景觀用水和雨水收集用作中水補充水源。

3.1、雨水滲透利用處理工藝

雨水滲透技術是一種投資少、見效快、能發揮綜合效益的雨水利用方法,能滿路一般生態小區對雨水利用的需要。如下是常規的雨水滲透利用工藝如圖2

高花壇+低綠地+淺溝滲透雨水處理技術采用了多種滲透設施,屋面雨水先流經高位花壇(內填滲透性能好、凈化能力強的人工混合土)進行滲透凈化,而后與道路雨水一起通過低綠地,流入滲透淺溝;雨量較大時,雨水沿著淺溝進入滲渠后繼續下滲;超過滲透能力的雨水再排入市政管網。

3.2、雨水用作中水補充水源工藝

由于屋面雨水的可生化能力較差,一般BOD5和COD值在0.1~0.15左右,因此屋面雨水不宜采用生化處理,宜采用物化處理。而大部分中水系統均采用生化處理工藝,故雨水利用宜采用獨立系統,與中水系統分設。住宅小區雨水主要有屋面、道路、綠地三種匯流介質,在這三種匯流介質中,地面徑流雨水前期水質太差,后期水質較好;綠地徑流雨水基本以滲透為主,可收集雨量有限;比較而言屋面雨水便于收集利用,其利用價值最高。根據已有的研究表明,由于屋面材料分解和大氣污染的原因,屋面雨水初期徑流水質也較差,所以屋面徑流進行利用時也需考慮初期棄流,以減輕處理構筑物的負擔,節約投資和運行費用。(如圖3)

屋面雨水經雨落管進入初期棄流裝置,棄流雨水就近排入小區污水管道,既防止初期雨水中大量的污染物如COD、重金屬、揮發酚等對環境的污染,同時為其進一步處理創造條件。經初期棄流后的雨水通過儲藏池收集,儲藏池容積大小根據當地的暴雨強度公式,繪出不同歷時的雨量曲線來確定,然后經泵提升至壓力濾池,并在泵的出水管道上通過混凝加藥裝置加入混凝劑。壓力濾池出水經消毒后進入中水池進行回用。

綜上所述,雨水綜合利用系統是使雨水集蓄利用、滲透與園藝水景觀等相結合成為整體,是一個多目標綜合體系。針對各小區具體情況,可設計多種不同類型的雨水綜合利用系統,但其目的都是在小區內實現雨水回收利用、滲透補給地下水,構造和諧的水環境。

4、結束語

城市的快速發展,房地產業的不斷創新,其勢必帶來居住小區的生態技術不斷發展及應用。其雨水利用系統也會不斷加以推廣。本文分析了生態小區雨水利用的可行性,詳細介紹了現行的雨水利用的主要方法,并根據生態小區的不同需要,分別介紹了雨水滲透利用系統和雨水用作補充中水水源的系統。生態小區的雨水利用不僅能為生態小區提供優質的生活雜用水,而且可以減少對市政排水系統的排放量,具有較好的經濟價值和社會價值。

參考文獻

[1] 劉小勇,吳普特.雨水資源集蓄利用研究綜述[J].自然資源學報,2004,4(2):189~192.

[2] 李俊奇,車武,孟光輝等.城市雨水利用方案設計與技術經濟分析[J].給水排水,2001,27(12):25~28.

[3] 王偉,葉閩,張建新.城市生態小區雨水利用研究[J].給水排水動態,2006,2:13~15.

[4] 毛學農.試論屋頂花園的設計[J].重慶建筑大學學報,2002,24(3):10~14.

[5] 曹秀芹,車武等.城市屋面雨水收集利用系統方案設計分析[J].給水排

水,2002,28(1):13~15.

[6] 任樹梅,周紀明,劉紅.利用下凹式綠地增加雨水蓄滲效果的分析與計算[J].中國農業大學學報,2000,5(2):50~54.

[7] 張晶.城市雨水利用與城市環境改善的研究[D].大連:大連理工大學,2004.

[8] 謝小萍,李文駒.結合雨水利用的小區景觀生態設計初探[J].華中建筑,2003,21(5):14~15.

篇6

關鍵詞:雨水收集;雨水利用;方案;雨水量計算;處理工藝;效益

隨著城市化帶來的水資源短缺和生態環境惡化,現代城市雨水利用受到越來越多的重視。許多國家開展了相關的研究和不同規模的工程應用。中國城市雨水利用起步較晚,但也顯示出良好的發展勢頭。回收利用雨水是一種既經濟又實用的水資源開發方式,城市小區雨水資源利用可以節省生活用水減少水費和排污費,避免內澇改善小區生態環境,具有良好的節水效能和環境效益。下面,結合住宅小區實例,介紹住宅小氣雨水收集利用工程的設計思路,具有一定指導作用。

1 工程概況

某小區總占地面積35394.6平方米,建筑總面積70800平方米(其中住宅總建筑面積63861.7平方米,商業總建筑面積6875.5平方米,其它配套公建面積62.8平方米)。小區地下室(兼作人防和車庫)面積約為11500平方米,共有地下停車位200個;地上臨時停車位150個。其建筑密度為24.4%,容積率為2.0,綠地率為32.5%。

2 雨水收集利用系統方案

該小區亞熱帶季風氣候,光照充足,雨量充沛,氣候溫和,四季分明,無霜期長。平均年氣溫15.6℃,年平均最高氣溫20.8℃,平均最低氣溫11.5℃。年平均降水量為947.6mm,年平均蒸發量為1527.7mm,降水量和蒸發量的季節性變化較大,歷年夏季平均降水量為508.4mm,占全年降水量的53.6%,冬季降水最少,僅占全年降水量的8.8%。

雨水收集利用總體規劃設計及工程目標:結合實際情況,充分利用自然優勢,在保障園林、道路、景觀用水水質的前提下,最大限度的利用雨水,合理優化雨水管網設計,節約成本,實現雨水資源化,滿足小區雨水利用需求。

雨水利用,應當簡便、經濟、適用。一般來說,小區雨水主要有屋面、道路、綠地三種匯流介質。根據對雨水水質的實際檢測情況,三種介質中,地面徑流水質較差,城市道路初期雨水中COD通常高達3000~4000mg/L;而綠地徑流雨水又基本以滲透為主,可收集雨量有限;比較而言,屋面雨水水質較好、徑流量大、便于收集利用,其利用價值最高。鑒于屋面雨水與地面雨水污染程度不同,宜分開考慮。屋面徑流雨水水質較好,可通過雨水管網直接進入雨水蓄水池;道路雨水污染較為嚴重,合理利用地形坡度(北高南低)及道路坡度,設置雨水收集槽,代替傳統雨水口,內設透水管,上鋪粗砂及卵石,經過濾后,再進入雨水管網,具體收集處理流程見圖1。

考慮到雨水收集槽滲透時間較長,難以應對暴雨,另外長期運行可能導致堵塞,造成大面積積水,因此應當每隔一段距離(建議50~100米)保留一個雨水口,關鍵位置(地勢低洼、主要出入口等)應當增設雨水口,直接接入雨水收集管網,保證暴雨及時排出。

3.2.2 道路澆灑用水

本項目的道路面積為6614.1m3,根據《民用建筑節水設計標準》(GB50555-2010),選取道路澆灑定額為0.5L/m2?次,早晚各一次,年均澆灑天數為240天,年均用水量為:6614.1×0.5×2×240/1000=1587.38m3/a。

3.2.3 車庫地面沖洗用水

本項目車庫面積11500m2,車庫地面沖洗定額取2L/m2?d,全年沖洗天數按120天計,則年用水量為:11500×2×120/1000=2760m3/a。

3.2.4景觀水體用水補水

本項目水景觀水體體積為9.77m3,平均日補水量Wjd和年用水量Wja應分別按下列公式進行計算:

Wjd=Wzd+Wsd+Wfd(2)

Wja=Wjd×Dj(3)

式中:Wjd―平均日補水量(m3/d);

Wzd―日均蒸發量(m3/a),根據當地水面日均蒸發厚度乘以水面面積;

Wsd―滲透量(m3/d),為水體滲透面積與入滲速率的乘積;

Wfd―處理站機房自用水量等(m3/d);

Wja―景觀水體年用水量(m3/a);

Dj―年平均運行天數(d/a)。

本項目中,年平均蒸發量為1527.7mm,水池面積為24.93m2,Wsd及Wfd可忽略不計,故Wja=1527.7/1000×24.93=38.08m3/a,每年最少需補水4次,考慮到水質影響,每年按換水10次算。

3.3 水量平衡計算

綜合全年降雨量情況,預計全年雨水可利用總量為6010.44m3。

分析降雨量情況,單月降雨量充沛,有雨水富余時,可利用雨水蓄水調節池貯存雨水,用于降雨較少時用水需求。

3.4 蓄水池容積計算

由于資料缺乏,參考當地日雨水設計總量(40.9mm,0.14年重現期),日雨水設計總量可按40.9mm計算,因此蓄水池容積為:(6292.9+6614.1)×0.9×0.0409×0.87=413.34m3。

3.5 非傳統水源利用率計算

非傳統水源利用率是指:采用再生水、雨水等非傳統水源代替市政供水或地下水供給景觀、綠化、道路廣場沖洗等雜用水水量占總用水量的百分比。

非傳統水源利用率可通過下列公式計算:

(4)

(5)

篇7

【關鍵詞】雨水回用;灌溉綠化;景觀;水質標準

1 前言

采取各種有效途徑和措施,提高雨水利用效率,實現雨水資源化,是中水回用領域不可缺少的一部分,也是解決水資源危機的有效措施之一。

德國是歐洲最早開展雨水資源綜合利用的國家之一,他們從20世紀90年代開始,將雨水利用和景觀設計相結合,形成了一套完整的雨水收集利用的理論技術體系[1]。興建地下隧道蓄水系統,建立屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表水回灌系統,是美國在雨水回用方面的寶貴經驗。車武也對雨水的回收利用以及生態工程進行了探究[2]。基于我國目前設有中水回用系統的旅館、住宅等民用建筑統計,利用中水回用,可節水30%~40%,并緩解了城市下水道的超負荷運行。

日本采取管網系統收集雨水,多功能調蓄池凈化,進行資源化利用[3]。

新加坡采用溝渠和水庫進行雨水的收集和存儲,將雨水作為淡水資源進行利用[4]。

上海臨港地區[5],采用重力自流的方法進行雨水收集,利用生態穩定塘,人工濕地等生態工程手段進行雨水的存儲,最終補充滴水湖淡水。

本文以江蘇省鹽城市大豐市某工程項目為例,設計了一套適用于該項目的雨水回收利用方案,既緩解雨季雨水管網的壓力,又對節約該地區的水資源有著十分重要的環境和社會效益。

2 工程概況

鹽城市屬于北亞熱帶氣候向南暖溫帶氣候過渡的地帶,由于東臨黃海,海洋調節作用非常明顯,因此兼具有海洋性氣候特征。年降水日100~115天,南部六縣年降雨量950~1150mm,北三縣850~950mm。因此鹽城市雨水回用的潛力巨大。

本項目擬采用雨水總管收集,前期設置雨水棄流裝置,棄流厚度約為5mm。利用雨水的重力自流壓力,有效排放掉前期污染嚴重的雨水,同時對后期的雨水進行初步的過濾。

棄流后水質較好的雨水流入雨水蓄水池,雨水調蓄池容積60m3。經一體化處理設備凈化及消毒后,進入清水池儲存。清水池的有效容積15m3。

3 計算方法

3.1可收集雨水資源量計算

計算出道路、屋面、廣場、綠地等的面積,查其徑流系數,結合大豐市的平均降雨量,可得到徑流雨水量。考慮到降雨量小的雨,可能不會形成地面徑流,特別是少雨季節,因此要考慮一個季節折減系數。此外,一次降雨過程中,初期的雨水含有較高量的COD以及SS,應考慮一個初期棄流系數。

3.4其他損失量計算

其他損失量按照用水量的10%計算。

4、雨水回收利用工程設計

4.1工藝流程設計

結合甲方提供的基礎資料以及《城市生活雜用水水質標準》(GB/T 18920-2002),整個威尼斯人海鮮區的雨水回收利用生態工程總體設計:

收集雨水初期棄流調蓄水池凈化消毒抽取利用。

具體方法見圖1。

屋面雨水與場地雨水均可利用雨水管網收集,進入雨水回用系統。

本項目設置棄流池,排入初期較臟的雨水。棄流的雨水厚度大約為5mm。棄流池內的雨水溢流排至威尼斯港路市政污水管網。

根據3.2,3.3,3.4節公式計算,綠化澆灌和道路澆灑用水量為Q1=16.6t/d。

根據甲方需求以及場地面積限制,雨水回用系統的日處理水量定為Q=20.0t/h。

根據3.1節公式計算,場地雨水,A區屋面雨水,B區屋面雨水,徑流量都滿足雨水回用流量。

與屋面雨水相比,場地雨水水質較差,所以排除場地雨水。A區距離雨水處理系統更近,因此本工程回用雨水采用A區屋面雨水。B區及場地雨水均經雨水管網排入威尼斯港路市政雨水管網。

根據回用系統處理水量Q=20.0t/h,蓄水池V1=60m3,清水池容積V2=15 m3,處理后的雨水儲存在清水池中待用。

設計進出水水質見表1.

雨水蓄水池內設置2臺供水泵(一用一備),雨水系統供水泵與清水池水位聯動,當清水池水位低于-0.55米時,水處理設備供水水泵啟動。當清水池水位高于0.75米時,是處理設備供水水泵停止。雨水處理系統與雨水處理系統供水泵聯動。

4.2經濟技術分析

主要設備見表2.

經計算,本項目中電費E1約為0.4元/t,人工費E2約為1.5元/t,藥劑費E3約為0.3元/t,則總的運行費用為E=E1+E2+E3=2.2元/t,當地自來水約2.5元/m3,由此可見,該雨水回收利用系統建成后具有明顯的經濟效益;同時,本項目截流的雨水攜帶的污染物量為SS:16.85t/a, CODcr:14.7t/a,避免其直接進入城市雨水系統,既減少了城市雨水系統的壓力,又節約了水資源,具有明顯的環境效益。

參考文獻

[1] 李俊奇,車武.德國城市雨水利用技術考察分析[J].城市環境與城市生態,2002,15(1):47-49

[2] 車武,李俊奇.城市雨水利用技術考察分析[M].北京:中國建筑工業出版社,2006

[3] 劉延愷.東京墨田區的雨水利用及其補貼金制度[J].北京水利,2005,(6):44-46

[4] 董欣.新加坡雨水資源利用與管理[J].給排水動態,2009,(8):32-34

篇8

前言:

雨水的收集和利用并非是新鮮事,我國早在秦漢時期就有修建池塘攔蓄雨水用于生活的記錄,而西北地區水窖的修筑已有幾百年的歷史。國外收集利用雨水的記錄也不乏其例。而真正現代意義上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收集利用是從20世紀80年代到90年代約20年時間里發展起來。隨著城市化的進一步加速,城市缺水的矛盾也進一步加深,環境與生態問題也同步擴展。為了解決缺水、環境、生態等一聯串的矛盾,人們把注意力放到雨水的收集和利用。這一課題正好是解決了缺水、環境、生態這一聯串的問題。國外對這一課題的研究起步較早,國內城市收集利用雨水起步較早的首推北京,而上海在收集利用雨水的問題上并沒有引起足夠的重視,原因是上海盡管水的質量不好但并不缺水。然而雨水的收集和利用解決的并不僅僅是水的問題,它還可以減輕諸如上海地區日顯巨大的自來水的供水壓

力、路面積水等問題。對水土流失、河水污染等問題也有一定的緩解作用。

一、為什么要收集利用雨水

為了回答這個問題,筆者收集了一組南橋地區的有關數據:

2004年南橋地區的高峰用水量為13萬噸/日,而目前第三水廠的制水能力為10萬噸/日,由于輸水管道的管經達不到要求,實際輸水能力僅為8.5萬噸/日左右。為了添補用水高峰的缺口,不得不啟用老水廠救急。在這本來就很緊張的用水環境中,又增加了綠化用水

10萬 噸/月,道路沖洗用水7萬噸/月。(洗車用水還沒統計在內)。

從中不難看出,南橋地區的自來水供應已難以同步跟上城市化發展的步伐。城市的澆灌綠化、沖洗馬路等公益用水及洗車等新興的用水行業又進一步加重了自來水供應的負擔。可是每年的暴雨季節,泛濫的雨水又給城市排水造成了極大的困難。而雨水的收集和利用正好解決了這一給城市建設帶來的兩大難題。

雨水的收集和利用可以為我們帶來許多的好處,我們可以把收集來的雨水用于日常生活,如洗衣洗車、沖洗廁所。當然澆灌綠化、沖洗馬路、消防滅火等等更是雨水利用的大戶。

雨水的收集和利用還可以減少城市街道雨水徑流量,減輕城市排水的壓力,同時有效降低雨污合流,減輕污水處理的壓力。有此可見,我們有必要把雨水收集起來并加以利用。

二、收集雨水的可行性分析

雨水收集和利用的目的明確了,接下來我們就要分析本地區能不能收集雨水?為了

這個問題,筆者又收集了這樣一組南橋地區的有關數據:

據奉賢水文站40年的實測雨量統計,南橋地區常年平均雨量為1111.6毫米,每年的4—9

月的平均雨量都在100毫米以上。

雨水充沛是本地一個顯著的氣候特征,這是我們能不能收集雨水的一個先決條件。此外,我們要考慮的第二個問題是,到那里去收集雨水?這是一個很簡單的問題。屋頂是一個最好雨水收集點,馬路、廣場、操場、綠地等等都是收集雨水的好地方。由此可見,本地區有足

夠的雨水,有足夠的雨水收集場所,收集雨水是可行的。國外已有許多雨水收集利用的成功范例。

日本最早實施“雨水利用”工程。東京都墨田區把降到各家屋頂的雨水通過導水管收集到水箱中,然后用于沖廁所、澆庭園和洗車等。這項和居民合作來普及雨水利用的工程,獲得了國際環境自治團休協商會的第一屆環境獎。目前,越來越多的日本地方政府響應在首都中心建立“微型水庫”的號召,對些項費用提供補助,已先后在國技館、日本電視臺和上智大學圖書館等1000多個場所建立了微型水庫。這對防止排水不及而造成的城市道路積水也起到

了有益的作用。

德國Ludwigshafen已經運行十年的公共汽車洗車工程利用1000㎡屋面雨水作為主要的

沖洗水源;法蘭克福Possmann蘋果軋汁廠將綠色屋面雨水作為冷卻循環水源等等

特別是1992年建于柏林市的某小區雨水收集利用工程,將160棟建筑物的屋頂雨水通過收集系統進入三個容積為650m3的貯水池中,主要用于澆灌,將溢流雨水和綠地、步行道匯集的雨水進入一個仿自然水道,水道用砂和碎石鋪設,并種有多種植物。之后進入一個面積為1000㎡、容積為1500m3的水塘(最大深度3m)。水塘中以蘆葦為主的多種水生植物,同時利用太陽能和風能使雨水在水道和水塘間循環,連續凈化,保持水塘內水清見底,形成植物魚類等生物共存的生態系統。遇暴雨時多余的水通過滲透系統回灌地下,整個小區基本

實現雨水零排放。

柏林Potsdamer廣場Daimlerchrysler區域城市水體工程也是雨水生態系統成功范例。該區域年產雨水徑流量2.3萬m3。采取的主要措施:建有綠色屋頂4ha;雨水貯存池3500m3,主要用于沖廁和澆灌綠地(包括屋頂花園);建有人工湖12ha,人工濕地1900㎡,雨水先收集進入貯存池,在貯存池中,較大顆粒的污染物經沉淀去除,然后用泵將水送至人工濕地和人工水體。通過水體基層、水生植物和微生物等進一步凈化雨水。此外,還建有自動控制系統,對磷、氮等主要水質指標進行連續監測和控制。使該水系統達到一種良性循環,野鴨、

水鳥、魚類等動植物依水棲息,使建筑、生物、水等元素達到自然的和諧與統一。

三、怎么樣收集利用雨水

收集雨水首先要有一個集水面,再配一套輸水管,最后是蓄水池。收集雨水的系統并不復雜,投入最大的是蓄水池,其次是輸水管。就目前的條件而言,收集屋頂的雨水,集水面也有,輸水管也有,缺的只是蓄水池。而建蓄水池也并不是一件很復雜的事,只要在每棟房前的花園或綠地底下建一個蓄水池,上面留一供取水和清掃池底垃圾的口,頂上復蓋土并種上綠化。這樣的蓄水池還可以和人防建筑相結合,一方面滿足了人防的建設指標,另一方面

又增加了一條收集利用雨水的投資渠道。

高速公路同樣也是一個收集利用雨水的好場所。我區現有的兩條高速公路就是一個很好

的實例。

現有的高速公路路幅為24米,A4高速公路全長為23832米,集水面積為857952平方米。A30高速公路全長為39612米, 集水面積為950688平方米。兩路共計集水面積為1808640平方米。以六月份0.154米的平均雨量為參考數據,兩條高速公路的集水量可達278530.56

立方米。考慮到路面收集雨水的損耗,以85% 計,兩條高速公路可收集到雨水還有236750.976立方米。換言之,就一個月兩條高速公路可收集到雨水23.6750萬噸。

只要在高速公路的邊上每隔一定的距離建一蓄水池,再把各個蓄水池串聯起來,把一個個分散的小蓄水池變成一個統一的蓄水系統,結合高速公路的綠化帶的用水,這樣就可以方

便的收集和取用雨水。

四、雨水利用的水質控制

用以上方法收集來的雨水并非是純凈的水。雨水水質控制是現代城市雨水利用不可忽視

的問題。影響雨水質量的原因主要有這么幾個方面:

一是由于大氣的污染,直接由降水帶來的污染物。城市的大氣污染日趨嚴重,致使雨水水質下降,不少城市出現酸雨。從部分城市降雨水質分析結果看,天然雨水中含有的污染成

分為SS、COD、硫化物,氮氧化物等,但濃度相對較低。其次是屋面材料的影響和在非降雨期屋面上積累的大氣沉降物。

路面雨水徑流水質和影響因素相對其他方面的污染要復雜的多。路面材料、汽車排泄物,生活垃圾、或植被地帶沖出的泥沙等等,其成分復雜,隨機性很大。主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑、重金屬及其它無機鹽類。COD、SS均可能高達數千毫克升。

為了有效控制雨水的水質,我們就必須采取一些措施,如;路面雨水截污裝置、初期雨

水棄流裝置等等。為了控制路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等污染物,可以在雨水口和雨水井設置截污掛籃和專用編織袋等,或設計專門的浮渣隔離、沉淀截污井。也可設計綠地緩沖帶來截留凈化路面徑流污染物,但必須考慮對地下水的潛在威脅,限用于污染較輕的徑流,如生活小區、公園的路面雨水。設計特殊裝置分離污染較重的初期徑流,保護后續滲透設施和收集利用系統的正常運行。

除了上述源頭控制措施外,還可以在徑流的輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附、穩定塘及人工濕地等處理技術。需要注意雨水的水質特性,如顆粒分布與沉淀性能、

水質與流量的變化、污染物種類和含量等。我國對城市雨水水質特性和相應的處理技術的研究尚處于初級階段,沒有相應的技術規范和要求。隨著城市雨水利用技術的推廣和城市非點源污染控制的開展,雨水的凈化處理也將受到越來越多的重視。

結語

現代城市雨水利用是一項涉及多學科的、復雜的系統工程,在選擇雨水利用系統方案時,要特別注意地域及現場各種條件的差異。即使在同一個城市,由于項目間各種因素和條件的

不同,宜采用的方案也可能完全不同,切勿生搬硬套。

規劃設計要根據現場的氣候及降雨、水文地質、水環境、水資源、雨水水質、給水排水系統、建筑、園林道路、地形地貌、高程、水景、地下構筑物和總體規劃等各種條件,充分考慮收集利用和各種滲透設施的優缺點及適用條件,通過水量平衡、水力計算和技術經濟分

篇9

關鍵詞:雨水收集,雨水利用,雨水處理,雨水規劃設計

1.項目背景

深圳市人均擁有水資源量不足200m3,低于世界水危機標準,水資源的缺失迫使政府開始積極開辟新的水源。

圖1:海濱公園雨水利用規劃圖

深圳市大梅沙海濱公園地處鹽田區,界于鹽田港和小梅沙之間,是一個旅游度假的休閑勝地。目前公園占地面積26萬m3,其中沙灘全長1.2公里。近年來,年接待中外游客量達千萬人次。公園2009年用水量約30萬m3,所有用水單元均采用市政自來水直接供給。隨著游客數量的增加,水資源短缺與日益增長的用水需求之間矛盾加劇。

本文對海濱公園用水及周邊雨水情況進行了深入分析,提出了雨水利用規劃方案。因沖沙臺與沖涼房用水量占園區用水量的近一半,規劃考慮將山體雨水進行收集輸送至雨水處理站(見圖1),處理后進行回用。雨水的回用即能緩解水資源短缺的局面,走可持續發展的戰略,又能減輕城市排水設施壓力,符合深圳市在生態文明建設方面的方向和目標。

2.規劃方案

2.1處理規模

(1)雨水水量平衡計算

深圳市降雨的特點――每年5~9月是雨季,其中6~7月份降雨量最大,10月到翌年4月降雨較少,且山體雨水水質較好,能達到地表水Ⅲ類標準。故本規劃考慮對海濱公園后面的菠蘿山山體雨水進行回用。菠蘿山海拔246.34m,有長約1700m截洪溝,覆蓋匯水面積達到53.55公頃。現將截洪溝收集雨水量與沖涼臺和沖沙臺的需求量進行分析,具體計算結果見表1。

表1:2009-2012年需求量與理論計算降雨量平衡比較(單位:m3/月)

注:需求量指沖沙臺和沖涼房用水量,表中底影部分表明降雨總量不能滿足公園沖沙臺和沖涼房的用水需求量。

根據上面數據可知,每年4~9月降雨總量完全可以滿足沖沙臺與沖涼房的需求量,10月到翌年3月份降雨總量不能滿足用水需求,符合深圳雨季的規律。

(2)處理規模確定

對沖沙臺和沖涼房不同月份的日均需水量進行統計分析,見下圖2。

圖2:2009-2012年沖沙臺和沖涼房不同月份日均用水量分布情況

從圖中可知,沖沙臺和沖涼房用水量主要集中在6~10月,其變化情況與每年的氣候氣溫情況,游人數量等關系較大。單月日均用水量最高峰一般出現在8月,其中2009年平均達到630m3/d,這還未考慮一個月中周末及黃金周的情況。

根據2009~2012年沖涼房和沖沙臺用水情況,高峰月份達到平均500~650m3/d。雨水處理站的處理規模按高峰月日均用水量規模確定,因此本規劃確定處理規模為600m3/d。

2.2水源確定

根據前面分析可知,每年4~9月雨水收集總量均大于用水總量,但雨水的水源無法保持穩定性,其與天氣情況直接相關,且僅靠降雨量也不能完全滿足需求用水量的要求,主要表現在2個方面:①一年中10月到翌年3月份降雨總量不能滿足沖沙臺和沖涼房總用水需求量;②即使在雨季,降雨量的頻率、降雨厚度,每個年份隨季節、時間變化也較大,無法保證每天均有適量降雨,可能存在長期無雨或短期暴雨,雨水量不夠,導致系統不能連續運行的問題。

雨水處理系統需做出相關的應對措施:

①設計蓄水池。擬設計一個能夠儲存3~5天雨水處理量的蓄水池,設計容積為2000 m3。

②尋找補充水源。本項目考慮以內湖作為補充備用水源。

內湖即大梅沙人工湖,面積8萬m3,水深5m,庫容可達40萬m3,具置見圖1。主要水源來自于上游的山洪雨水及周邊雨水,水質基本達到地表Ⅲ類水標準,常年溢流到大海。根據《鹽田區供水和水資源綜合開發利用第十二個五年規劃》可知:規劃將從疊翠湖水庫(總庫容146.35萬m3,正常庫容128.5萬m3)引水至小梅沙海洋世界及周邊區域市政雜用,故大梅沙海濱公園可從中截流部分作為內湖的補充水源,可從根本上保證沖涼和沖沙臺用水的供給。

因此本規劃考慮以菠蘿山山體雨水作為主水源,以蓄水能力較大的內湖水作為補充備用水源,完全能夠滿足大梅沙海濱公園沖沙臺和沖涼房300-650m3/d的用水量。

2.3工藝流程

(1)設計進水和出水水質

本工程中雨水主要來自山體雨水,水質較好,能夠達到地表水Ⅲ類水水質標準,故設計進水水質參考地表水Ⅲ類水標準,見下表2。

表2 設計雨水進水水質表

為了實現雨水資源化,海濱公園雨水處理站出水主要用于游客和園區沖沙和沖涼用水,水質需達到《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006),水質標準見表3:

表3 生活飲用水衛生標準

(2)工藝方案選擇

根據進水、出水水質要求,海濱公園雨水處理需采用具有去除有機物、除磷和懸浮物功能的深度處理工藝才能達到預期目的。由于物理處理工藝主要去除雨水中的懸浮顆粒物;而雨水中的BOD5含量較低,菌種較難存活,且無雨期間要保持菌種存活需耗費財力、物力和人力較大,故極少采用生物處理法。目前國內雨水處理應用中,超濾工藝已經被大量工程實踐證明為一種成功的工藝。

超濾技術以機械篩分原理為基礎,以膜兩側壓差為驅動力,將溶液進行凈化、分離或濃縮。超濾機系列設備核心采用先進的合金PVC超濾膜技術,超濾膜過濾直徑小于0.01微米,可以去除所有大分子污染物,如細菌、藻類、鐵銹、膠體、以及病毒等,卻可以保留水中對人體有益的礦物質和微量元素。

原水進入超濾機后,通過中空毛細管超濾膜,超濾水從膜管壁的滲出。留在毛細管內的細菌及其它各種雜質如鐵銹、膠體、藻類、懸浮物和大分子有機物等通過反洗方式從排污口排出。

設備在設計時充分考慮了原水水質對超濾膜可能存在的污染,設計了手動錯流、定時沖洗的方式將被截流物排出,并采用壓力罐反洗技術進行膜組件的反沖洗,從而最大限度保證設備的穩定運行。

消毒是減少水中病原微生物的主要措施。因紫外消毒采用管道式安裝,簡單便捷,占地面積小,方便管理,消毒效果好。同時給水處理中對余氯有一定的要求,因此需投加適量的二氧化氯。因此本雨水處理站中采用二氧化氯消毒和紫外消毒,起到雙重殺菌的作用。

超濾工藝與傳統工藝(格柵-混凝沉淀-過濾)處理雨水的技術性能比較見表4。

表4 方案技術性能比較表

(3)工藝流程設計

公園內現有菠蘿山雨水經收集后,提升至雨水收集池,經提升泵提升后格柵過濾出水進入混凝反應池,混凝后自流到沉淀池,沉淀池出水自流到中間水池,中間水池雨水經過二次提升后經碟片過濾器過濾,過濾出水進超濾設備過濾,超濾出水經消毒后進入清水池回用,超濾濃水排入市政污水管道。

工藝流程如圖3:

圖3 雨水利用工程工藝流程圖

本規劃中雨水處理站的主要構筑物清單見下表5:

表5 主要構筑物清單

2.4處理站位置選擇

雨水處理站選址考慮海濱公園旅游環境因素,不影響周邊的環境,采用地下鋼筋混泥土結構,將雨水處理站位置初步定在大廣場南側綠化帶內,占地面積為350m2。具置見圖1。

3.效益分析

1)經濟效益:工程建成后,每年可節約自來水資源219000m3,減少用水壓力,可節省105.558萬元/年的自來水費。本項目年運行費用為17.89萬元,收、支相抵年凈收益87.67萬元,具有顯著的經濟效益。

2)環境效益:工程通過雨水利用能夠補充水體、滋養綠地、補充景觀用水,環境效益明顯。

3)社會效益:工程建成后,可形成一個雨水利用示范點,弘揚保護環境、建設循環經濟的理念,它將成為海濱公園服務與環境保護的完美結合,作為教育基地,供學生和游人參觀學習,提高大家對水處理過程的認知及對水環境保護的認識。

4.結語

隨著城市化進程加快,帶來了水資源緊缺和環境與生態的問題,雨水的合理利用也逐漸為大家所重視。城市雨水利用也是一項造福子孫后代的系統工程,應納入城市或地區的總體規劃。本項目在規劃期內,規劃設置雨水處理站,通過分析大大減少了新鮮水的使用量,可帶來很好的經濟、環境和社會效益,也為其他城市或地區類似情況提供一定的經驗和借鑒。

參考文獻:

篇10

關鍵詞:節水灌溉;水利工程;雨水集蓄利用法;噴灌式灌溉

在水利工程中,地面灌溉是一種被廣泛使用的技術,此項技術優勢眾多,操作比較簡單。但在具體使用期間仍存在一些問題,不利于農業的發展。西部地區水資源短缺,不適合引進地面灌溉技術。當前,高度提倡節水灌溉,因此要引進節水灌溉技術,以期有效促進水資源的高效利用。

1節水灌溉概況

節水灌溉技術需要結合當地水資源情況、作物需水情況等條件實施,要想高效利用水資源,就必須將節水灌溉和水利工程結合起來。水利工程節水功能顯著,灌溉水利工程主要是將水輸送到田地內完成工作,通常使用的灌溉形式如下。

1.1地面灌溉法

地面灌溉是一種較傳統的灌溉法,主要是應用灌水溝、畦或格田等進行灌溉。當灌溉水被引進農田以后,在自身重力和毛細管的作用下會滲進土壤,田間項目配置設施簡單,無需協助,便于實施,當下在世界各國廣泛使用。但是其也有一些不足,比如容易引起表層土壤板結、水資源利用率較低、灌水均勻度不足、用工偏多等。

1.2噴灌式灌溉法

噴灌主要是利用管道把水輸送至處于農田內的噴頭中噴出,其有高壓和低壓之分,也可以分成固定式和移動式。此種灌溉方式更加適合干旱地區,可以在一些溫帶平原和丘陵地帶使用此種灌溉技術。

1.3滴灌法

滴灌技術主要是利用塑料管將水運輸到農作物根部上,保證水從滴頭一端逐漸滲透出來,是一種精細化水利灌溉方法。滴灌不但可以增加水利用率,還能夠確保作物灌溉期間水分更加均勻。

1.4微灌法

此項技術和滴灌技術存在相似之處,可以通過管道將水運輸送到農田中,借助灌水基本裝置將少量水引入大農田中,和其他技術形式對比,可以借助最小量的水資源完成農作物的灌溉,灌溉效果較好。

2節水灌溉在水利工程中的應用

農作物灌溉需要通過4個階段完成,通常包含水資源合理調配、水資源運輸、作物澆灌和吸收,但水資源澆灌以及灌溉期間由于管道滲漏、水分蒸發等問題,會造成水資源浪費。為確保灌溉工作發揮出更好價值,可以使用一些節水灌溉方法完成灌溉工作,避免灌溉期間出現水資源浪費現象[1]。

2.1節水灌溉水利工程的發展

當前我國眾多地區水資源極度匱乏,因此修建節水灌溉水利工程是必然的。節水灌溉水利工程可以有效解決水資源短缺問題,緩解干旱地區用水緊張情況,提升農作物產量,推動干旱地區經濟發展。有效灌溉可以提升農作物產量,但卻不能確保農作物整體收益。最近幾年,很多專家在實際工作期間提出,農作物灌溉要注重以農作物單位具體收益為主,保證所有農作物的具體收益,而不是單方面達到增產。

2.2步行式灌溉技術

步行式灌溉技術主要是借助各種電力以及農用機械作為原本動力,支持整套灌溉設備完成灌溉工作,此種技術需要嚴格把握好節水工作需求,并和機械化技術充分結合起來,不需要使用復雜設備,通過簡單組合形式就可以完成裝配工作,工作更容易操作,簡單方便,適應性較強,并且不需要大量修渠工程,可以節省更多人力、物力和時間[2]。

2.3雨水集蓄利用技術

雨水集蓄利用技術在農作物上灌溉的使用,主要是通過裝置將自然降水收集起來,再使用管道將收集的雨水灌溉到農田中。此種方法不僅可以高效完成農田灌溉,同時可以為人們家用以及家畜用水提供充足的水資源[3]。此種灌溉技術更適合在一些干旱地區,不但可以達到節水目的,還可以起到保護生態環境的效果,避免灌溉期間水土流失。

3施工技術要點

3.1水源井工程施工工作

水源井工程是完成節水灌溉工程的主要工作,主要施工內容是在井房和水源井附近完成建設工作。在水源井建設工作前期需要對周圍地質構造、環境等情況具體分析,還要充分掌握施工地點周圍水資源分布情況。需要格外注意的是,在天然水資源豐富的地區施工時,要完成截流施工工作;在水資源匱乏的地區,要調查好水位高度以及地質環境。施工時使用工具將機井打好,在整個工作期間嚴格按照具體工作流程和標準完成施工工作[4]。

3.2地下管網施工工作

地下管網施工需要嚴格按照設計具體規格做好放線工作,此項工作結束后進行開挖管道工作,嚴格按照灌溉具體深度和寬度做好管道開挖工作,嚴格依據地區氣候條件和地質條件確定,在實際施工期間要確保管道的通暢性,將管道內部存在的雜物完全清除干凈,保證管道底部處于水平位置,避免在灌溉期間出現漏水問題。施工期間嚴格把控三通以及彎頭質量,做好管道安裝工作,材質使用PVC,嚴格依據先裝干管,再裝支管順序完成工作[5]。

3.3具體技術要求

要想確保灌溉施工能夠達到節水目的,在施工期間需要嚴格按照以下技術要求完成工作:在工程施工前期做好審核和檢查工作,按照施工企業提出的具體方案和要求,確保合理、精準地完成所有工作;制定施工方案和應急方案,確保工程如期高質量完成;配置好機械和相關儀器,達到基本要求標準后進行灌溉作業。在實際施工中,施工隊伍要嚴格按照設計標準和流程進行工作內容,不能私自更改具體細節,做好檢查和審核工作,避免施工期間出現偷工減料問題。工程完成后,對工程進行檢查和修繕,檢查質量監管部門發揮自身職責,對工程進行評價和分析[6]。