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雨水利用

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发表于 2017-5-10 11:52:10 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、城市雨水收集利用的必要性
随着人口剧增和经济高速发展,水的供求矛盾已成为制约我国工农业生产和城市发展的瓶颈。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,实行综合治理已经成为一个重要的新兴课题。全国各级政府都很重视这方面的工作,各企业均有责任把这一“必修课”作好。

二、城市雨水收集利用的可行性
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。厂房雨水可根据生产工艺需要,将雨水进行适当处理后用于补充部分生产用水。因此,通过因地制宜的规划设计结合雨水收集、利用设备的实施,减少用于以上用途的自来水用量,可以节约水资源,大大缓解我国的缺水问题。
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北京市这样严重缺水的城市很有借鉴意义。
城市雨水的收集利用在我国古代也有典型的范例。
我国城市城区雨水利用的思想具有悠久的历史,是伴随着古都的建设和发展而产生的。面对北京北海公园团城古代雨水利用工程作一介绍,以期对现在雨水利用有所启迪。
团城地面高出周围地面4.6米,且由青砖铺装,但城内众多的古树却生长了几百年,最大树龄已高达800余年,仍枝繁叶茂。究其原因关键是城内具有独特的雨水收集、排放、利用系统。
团城是一个孤立、封闭的单元,地面高出北海湖水水面5.64米,因此,古树生长所需的水分很难从地下水得到补给,只有靠天然降水。
团城总面积5760平方米,按北京地区多年平均年降水量为595毫米计,每年可得到天然降水量3427立方米。除去无法控制的蒸发损失外,如何利用剩余的雨水量满足古树生长的需要,古人做了周密的考虑。
团城不像北京其他古建筑(如故宫、正阳门箭楼、鼓楼、长城及北海白塔等)一样设有地面排水明沟和在城墙上设置泄水石槽(吐水嘴),说明古人在建筑团城时就已有意将降水尽量留在城内。
团城的地面铺装与其他古建筑地面铺装不同。团城除建筑物、古树占去部分地面外,其余地面均由青砖铺筑而成。按形式和功能,青砖铺筑地面又分为两种:小部分由方砖和条砖铺成甬道,不渗水,供人行走;其余部分由梯形青砖铺成,铺装时大面朝上、小面朝下,砖与砖之间留有空隙,且不用灰浆勾缝用于拦蓄雨水并入渗补给砖下土壤水。
城内地下有一排水廊道,绕城布置,用青砖砌成,地面多余雨水通过9个雨箅子汇集到排水廊道。排水廊道也用青砖砌成,在水量较小时水会通过青砖慢慢渗入到廊道周围土壤,在水量较大时水会在城东南侧排出城外。
总之,团城地面采用铺装倒梯形青砖和设置地下排水廊道的做法,充分利用了天然降水,并为古树营造了适宜的生长环境。这一技术历史悠久,思路精巧,是人类利用雨水的工程杰作,也是先辈们的智慧结晶,现代人应该让其精髓发扬光大
对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理,已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理,控制水资源污染,从根本上解决我国水资源短缺问题,越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。水资源年内年际变化大,降水及径流的年内分配集中在夏季的几个月中;连丰、连枯年份交替出现,造成一些地区干旱灾害出现频繁和水资源供需矛盾突出等问题。因而,总体来说:我国水资源的分布是南方多于北方,东部地区多于西部地区。由于水资源分布的差异以及我国水资源污染的日益加重,我国城市的水资源正在面临着不足和短缺等问题。一方面 为了解决浇灌绿化、洗车等用水短缺问题另一方面为了解决暴雨季节雨水泛滥 所引起一系列的矛盾,雨水的收集和利用正好可以合理地缓解这两大矛盾,不仅可节约水源,还可减轻城市排水设施的负担。
雨水利用技术基本分为:收集,净化,储存,供水与利用几个方面.

雨水收集
  1、平时屋顶和房檐雨水槽、雨落管和雨水储存罐等维护工作,以保证收集的雨水有良好的水质。并且应尽量扩大集雨面积。
  2、雨水收集过程中经过简单的过滤处理并去除雨水中的悬浮颗粒物。
  3、还需要考虑摒弃初期污染雨水(屋顶等集雨面积上堆放物和附着物会污染雨水。尤其在干旱期过后的第一次降雨污染较重。初期降雨的第一毫米雨水含污染物最多,污染最严重,即使作为非饮用水也不能使用。所以,初期雨水必须排走,不能收集。)
  4、雨量大时排放多余雨水避免雨水漫流.
  5、从公路和轻轨路面收集的雨水多含有油类、垃圾、烟灰、金属粉末和其他有害物质,必须过滤处理,并只能限于冲洗厕所。

雨水净化
  1、雨水水质分析
   雨水在降落过程中,空气中的溶解性气体,溶解或悬浮状固体,重金属及细菌等会进入其中。地表径流中的污染物主要来自降雨对地表的冲刷。所以地表沉积物是地表径流中污染物的主要来源。地表沉积物的组成决定着地表径流污染的性质。因此,雨水的水质会因地点、时间的不同而有所差异。从雨水质分析结果看,天然雨水中主要考虑的污染指标为SS、COD、硫化物,氮氧化物等,但浓度相对较低。
  2、针对用水要求进行处理
通常收集来的雨水作为中水原水(raw-water ofreclaimed water)进行处理。用途主要是城市污水再生利用分类中的城市杂用水类,城市杂用水包括绿化用水、冲厕、街道清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。污水再生利用按用途分类,包括农林牧渔用水、城市杂用水、工业用水、景观环境用水、补充水源水等。依据不同的用水要求进行不同深度的处理净化。
  3、必须设有消毒设施(如与人体接触的用水)
消毒剂宜采用次氯酸钠、二氧化氯、二氯异氰尿酸钠或其他消毒剂。当处理站规模较大并采取严格的安全措施时,可采用液氯作为消毒剂,但必须使用加氯机。对采用药剂可能产生的危害应采取有效的防护措施。
  4、净化方法
  生物法:人工湿地法、氧化塘法、活性污泥法、生物膜法等 
   物理法:大致有沉淀与上浮、过滤(格栅、砂滤等)
  化学法:大致有絮凝、氧化还原等
雨水储存
  1、首先需考虑到防涝抗旱的功效
以达到基本的防涝抗旱作用为依据来合理设计能满足雨水利用要求的储存设施和建筑物。即有可靠的调储容量和溢流排放设施。这里要强调的是,创新思路和巧妙的策划十分重要。随着雨水利用工作的逐渐普及,因地制宜开发了各种不同的雨水利用设施和系统。
  2、水量平衡
储存系统设计应进行水量平衡计算。应根据工程的实际情况、往年雨水量和使用水用量的平衡和稳定、系统的技术经济合理性等因素综合考虑确定。系统中储存池(箱)的调节容积应按雨水量及处理量的之间关系求算。
  3、宜采用耐腐蚀、易清垢的材料制作。钢板池(箱)内、外壁及其附配件均应采取防腐蚀处理。
  4、配备自来水补水管应采取自来水防污染措施,补水管出水口应高于雨水储存池(箱)内溢流水位(并且安装自来水水表)。
供水与利用
  1、管道严禁与生活饮用水给水管道连接
  2、雨水管和自来水管千万不要接错,管道外壁应按有关标准的规定涂色和标志
  3、主要水质指标定期检测,对常用控制指标(水量、主要水位、pH值、浊度、余氯等)实现现场监测,有条件的可实现在线监测。
  4、尽量雨水收集溢流出来的雨水渗入地下补充地下水。
  5、为了收集到清洁的雨水,保持集雨面的清洁,雨水利用设备的维护和管理至关重要。必须不懈怠地进行维护管理工作。家庭也要制定年度计划,分工到人,明确维护管理工作的要点。(集雨面、沉沙池、沉淀池、滤网、雨水储存罐、水泵及动力设备等)
雨水收集装置
  屋面、地面的雨水汇集后经落水管流入雨水过滤装置。
雨水首先进入粗滤室,利用滤网对雨水进行初步过滤,将与雨水同时进入的树叶、树枝等粗大杂物阻挡在粗滤室中(需定期清理,具体时间视地区环境和降雨次数确定)。
  降雨初期的雨水中不仅含有大量空气中的有害物质,而且在冲刷屋面、地面后又溶入了大量固体颗粒物(泥沙、枯枝烂叶等),应当被抛弃。初雨的抛弃是把刚开始下雨时收集到的雨水排至市政排污管网,如果不抛弃,它会严重污染所收集到的雨水。因此我们在过滤装置的底部设计了初雨储存室,使得雨水从粗滤室流出后先进入初雨储存室,同时初雨被缓慢排入市政排污管网,确保一定量的初雨排出,不影响清洁雨水的收集。当雨停时,初雨储存室内的初雨会通过小孔缓慢排空,不影响下次雨水收集的使用。
  当初雨储存室被蓄满后,后续流入的雨水在水流落差的作用下,经过可更换式过滤器的在线过滤,去除雨水中大粒径杂质后,雨水最终流入储水池供用户使用。
  根据上述设计原则,我个人为一般住户设计了一个简略的雨水收集,净化利用装置。


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