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建筑物上自然雨水的利用与再利用

随着国民经济的飞速发展,城市化进程的不断加快,以及人口的急剧增加,城市基础设施尤其是防洪排涝设施建设相对滞后,每逢大暴雨都会出现较严重的洪涝现象,被市民戏为“看海”,给人民生活带来极大的影响,给国家造成巨大的经济损失,一定程度上制约了城市的可持续发展。随着人民生活水平的提高,节能环保意识的增强,以及城市管理者对雨水资源的重现,如何采取措施解决这一影响城市发展和危害市民生活的问题,摆在了专家和决策者面前,在加强城市排水基础设施建设的同时,采用雨水收集系统无疑解决这一问题的最有效办法。既可以减轻城市洪涝保护环境,又能节约用水,实现雨水资源化,变害为宝。

本文讲述提高城市防洪能力和保证城市的可持续发展都具有重要的意义,小区雨水收集回用系统包括雨水收集和雨水回用两个方面,由于小区地表与建筑物顶部受人类活动影响的程度不同,所以降落在上面的雨水水质也有很大差别,为了将水质不同的雨水分开利用,降低利用成本,雨水收集回用系统分成屋顶收集回用和地表收集回用两个不同部分。

一、雨水资源化在缺水城市实现的意义

1.1问题的提出

随着中国北方地区经济总量提升和城市化进程的加快,对水的需求越来越大,但北方地区水资源短缺的状况,严重制约了经济的发展和城市化的进程,城区作为城市政治经济文化的中心地面也着地下水超采、地表水污染以及城市用水量日益增大等一系列问题所引起的用水危机,不得不考虑寻求一种新的替代水源来维持经济的发展和城市功能的正常运行。而雨水资源作为一种洁净。经济的水资源越来越受到人们的重视。

1.2缺水城市实现雨水资源化的意义

雨水是自然界无偿给予人类的宝贵资源。在华北、西北等缺水地区的城市雨水作为资源的价值越来越突出。以保定为例,目前保定市委了应对水资源的短缺状况,水费由2005年的2.90元/m³调至目前3.50元/m³,3年时间水价上调了0.6元,水资源费已成为保定市居民的重要生活费用支出之一。如果在城市居民区建立完善的雨水收集回用系统,将对降低城市居民的生活费用,提高生活质量有着非常重要得意义。列如保定市全城区可利用雨水每年是5000万m³,按保定市目前的水价3.50元/m³计算,如果将这部分雨水资源充分利用起来,每年保定市居民的水费支出就凹节约出1.75亿人民币。另外,雨水是一种低纳的软水,几乎不经处理就可作为生活用水,而且居民区雨水资源化对调节当地气候,消减城市汛期雨洪流量,减小城市的防洪排涝压力,提高城市排水管网的使用寿命等方面也有着积极的意义。

二、雨水收集回用系统的原理工作方式

雨水收集回用系统包括雨水收集和雨水回用两个方面,若在城区内实现雨水资源化,必须在区内建立起雨水收集和雨水回用相互配套的完备系统。

2.1雨水收集系统

国民彩票雨水收集系统包括建筑屋顶部的雨水收集系统和地面的雨水收集系统,由于建筑物屋顶受到人类活动的影响小一些,所以屋顶对雨水的污染程度比地面要轻的多。而且地面要考虑到相当一部分的雨水途径绿地回补地下含水系统,因此两种收集系统在设计上有所差异。

国民彩票建筑物屋顶雨水收集系统包括建筑物屋顶表面、汇流槽、雨水管、储水池以及简易的处理设备。屋顶表面是雨水的汇集场所,因此其形状、表面覆盖的材料对雨水收集量和雨水水质有着很大影响。一般来说,平面型屋顶比三角形屋顶的收集效果要好,光滑、洁净、密闭性好的屋顶对提高雨水水量和水质更为有利。金属型屋顶和水泥屋顶和水泥屋顶的雨水损失率接近于整个屋顶表面降水量的10%,焦油砂砾和油毡的屋顶损失率为15%,如果将蒸发和过程损失都考虑在内节本上损失量能达到25%。因此,新建的居住、办公用建筑物尽量采用平面屋顶,屋面材料选择上采用黏土光面瓷砖或者其他环保光洁的材料,避免使用沥青、焦油或石棉类粗糙,又可减少细菌的滋生,提高雨水的可利用程度。已建成的建筑物可将屋顶适当改造,以适应雨水收集的要求。汇流槽和雨水管可做成具有分流过滤沉淀功能的整体样式,如图1。这样在干季落在屋顶上的树叶、鸟粪、羽毛等物质能被有效地拦阻,降水前期的屋面冲刷雨水经冲刷管排到地表收集系统,而且雨水管也对雨水起到沉淀净化作用。与屋顶收集系统相配套的雨水存储设备的设计受材料、位置、当地降水状况、收集面等因素的制约比较复杂。为了经济实用,建造材料选用混凝土或聚乙烯,只是实用聚乙烯材料的储水设备需要外加涂层防止光线进入,滋生藻类和菌类。位置应远离厕所等污染环境,最好做成高出地面的水塔型。储水容量要根据当地的降水状况、屋面的集水面积和用水状况来设计。在集水面积(屋定面积)确定的情况下,雨水收集量可用下面公式来计算:

国民彩票M=k×(R一h)×S式中:m-收集水量(L),k-利用系数(根据实际情况取值在0.8~0.85)R-降水量(mm)h-屋面滞水量(mm)s-集水面积(m²)

雨水存储器的容量在雨水收集量的基础上按照以下公式计算:

国民彩票Vt=Vt-1+(M-c)式中:Vt-本月储水容量(L)Vt-1上月余水(L)C-本月用水量(L)。Vt应取多年平均降水量最大的月为基准,由于考虑到次暴雨与用水量C的时间不同步性,应加装一个小型的副存储器。此系统收集的雨水比较洁净,主要用于家庭的洗衣和卫生用水,空气比较洁净的城市也可作为洗菜烹调用水。

地面的雨水收集系统是将地面形成的雨水径流收集起来,由于地面的雨水水质较差,其主要用在小区绿化用水和景观用水上。收集方式包括绿地蓄水下渗回补地下含水系统和地表蓄水池。绿地作为雨水下渗的通道,应种一些耐涝的植物,而且绿地规划时应低于路面便于雨水汇集在地表蓄水池设计参照屋面集水系统的储水设备来设计,只是来水多一项屋面前期弃水。

2.2雨水回用系统

建筑物顶部收集来的雨水回用时,根据其用途在储水器到用户的总管道上加装消毒处理设施,在有楼房的小区安装加压泵。由于雨水本来就是比较洁净的软水,所以消毒处理基本上只考虑沉淀和过滤两个环节,对于大气质量比较差的城市,根据大气污染物的成分,适当在处理设施上增加处理环节。

国民彩票地面雨水回用系统中地表蓄水池比较简单,只需用抽水泵将池中蓄水抽出用来绿化和景观上。如果使用喷灌和滴灌系统还要追加投资。使用绿地入渗方式上,要考虑到当地的水文地质条件,如果是地面硬化时土壤经过压密处理或者土壤本身的渗透性就差,绿地作为雨水回补地下含水系统的途径就不理想,会使绿地产生涝渍灾害。因此对于这种情况就想要对绿地下面的突然进行必要的处理(如下图所示)。在绿地植物根系土壤层(30mm)的下面铺上一层砂砾反滤层,厚度接触到渗透性较好的土壤层为佳,面积大于绿地的二倍或以上为宜,只要不危害到周围的建筑物的安全,面积越大越有利于下渗。对于黏土厚底比较大的地区来说铺垫厚度很大的反滤层,很不经济,也不切实际,所以可将反滤层由面状设计成管井式内填沙砾石的点状,如图所示。由于地表雨水径流比较脏,所以每个雨季结束后需要对植物根系层的土壤进行一下处理,清除里面的有害物质,防止其积聚到一定程度随雨水下渗污染反滤层,进而污染地下含水系统。

雨水再利用

三、发展雨水收集回用系统存在的问题

小区雨水收集回用系统开发利用的潜力很大,发展前景广阔,对环节北方缺水城市的用水矛盾意义重大。但是我国现行的法规政策,用水体制还不完善,对雨水的认识还存在误区,所以发展雨水收集回用系统还存在不少问题。

3.1政策不完善,缺乏激励机制

国民彩票在现行的水资源评价中,只把地表水和地下水作为水资源看待,而忽略了雨水的作用。其实,降水是流域水资源的唯一来源,地表水和地下水只不过是雨水的两种赋存形式。而且当前的水法对于雨水的利用也没提出明确的目标措施和实施细则,政府对小区雨水的利用也没提出明确的目标措施和实施细则,政府对小区雨水的利用缺乏激励机制,调动不起来小区居民充分利用雨水资源的积极性。

国民彩票3.2认识存在误区,缺乏科技资金投入

国民彩票民众和社会对城市雨水的认识还只停留在有害的阶段,即危害城市防洪安全,增大城市排水管网的负担等。殊不知,将城市的雨水资源化,不仅可以减轻城市防洪压力,减少排水管网的投资,还可以缓解城市用水紧张的局面,降低人们对有限的地表水和地下水的依赖性。另外就是雨水资源还没引起我们社会和政府的足够注意,对雨水利用方面缺乏必要的科技投入和资金支持,使我国的雨水利用研究还停滞在起步阶段。

3.3现有城市小区布局限制雨水收集回用系统的发展

国民彩票我国城市小区的布局对于发展雨水收集回用系统还有一定的局限性。目前大部分小区的楼顶覆盖还是沥青和油毡一类的具有化学污染性的材料,而且滞水系数特别大,区内的绿地大部分都是高于不透水的硬化地面,利用绿地作为雨水的下渗途径还需要改造,另外高层建筑越来越多,建筑物的顶部做成各式各样的装饰形状,缩小雨水收集面,而且人均雨水利用量也比底层建筑减少。

四、建议与结论

国民彩票针对以上存在的问题,建议尽快完善关于雨水利用的各项政策法规,把雨水作为一种宝贵的资源看待,消除把雨洪资源看成是城市一大危害观点,把雨水利用纳入水资源的统一管理体系之中。建立利用雨水可享受环保优惠政策的激励机制,对于发展雨水收集回用,充分利用雨水资源的居民区或单位,应免征其防洪费和水污染费等费用。

由政府出台相关雨水利用建筑的管理办法,明确今后的小区建设和建筑物设计要服从雨水收集回用系统需要,对于已建成的小区或单位,采用政府投资、地方集资和用户投入的办法进行改造。在雨水利用研究上加大科研投入力度,提供专项资金支持,使研究成果尽快转化,提高雨水综合利用程度。要加大雨水收集回用的宣传教育,强化人们的节水意识。

国民彩票总之,发展雨水收集回用系统,充分利用雨水资源,缓解北方城市地区的缺水状况,建设生态城市,促进城市的可持续发展具有十分重要的意义。

作者:天润雨水2019年6月3日 14:47
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