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国内雨水收集与利用技术情况
来源:阿瑞斯环保
2022-11-12
(975)

随着城市建设的不断发展,城区不透水面积逐年增加,雨水径流量增大,流出时间缩短
这不仅造成水资源的巨大浪费,加大了城市排水系统的负担,还对城市的生产、生活造成极大的影响,并带来巨大的经济损失
如何将雨水有效收集利用,最大限度地恢复城市水文自然进程已成为当今研究热点
目前,国外发达国家的雨水收集与利用措施体系已逐渐完善并趋近成熟,而我国城市水土保持中雨水收集与利用方面的经验仍存在明显不足
我国于21 世纪初提出了建设具有中国特色的海绵城市的思路, 2015—2016 年住建部共选取30个城市开展海绵城市试点建设,对推动我国城市建设项目的雨水收集与利用、规范技术应用和工程实践起到了积极的推动作用

  1 雨水收集与利用的意义
  (1)节约城市水资源
  近年来逐渐增多的城市道路冲洗,洒水减雾治霾,甚至于城市洗车行业的逐步增多,对于城市自来水的需求也相应增多,而供水负担加重,自来水等原水资源的浪费和过度使用,使得回用雨水作为循环用水水源的呼声也日渐增大

  将城市雨水收集、利用的效益显著,可以减轻城市暴雨时对排水管网的排水压力,减轻污水处理厂的负荷,提高污水处理厂的处理效率;大大减少城市径流量,减缓城市径流速度,有利于减轻城市洪涝灾害的压力
  (2)改善城市水环境
  对城市雨水资源的开发利用,地表河流、湖泊及地下水等水体的用水将相对减少,有利于维持河、湖、地下水源等天然水体的正常生态环境用水量;另一方面通过收集雨水的调蓄构筑物的运作,既可以缓解城市的内涝灾害,还可以变废为宝,稀释污水污染物,改善污水的水质

  (3)具有经济和生态意义
  对雨水进行收集利用,既可缓解城市对自来水依赖,又能解决水源污染,最终达到节能减排、低碳环保的目的
另一方面,回用雨水在一定程度上可以做到城市区域自给自足,对于飞速发展的城市来说,尤其是城市不断扩张,而后续配套的管网无法跟上的时候,采用雨水回用,减少城市建设供水管道的费用,使得城市管网合理优化,而且对于雨水使用,可部分替代自来水以减少自来水的使用量
与其他非传统水源利用对比,雨水收集利用具有明显经济优势

  2 国内外雨水收集与利用技术情况
  2.1 国内雨水收集与利用技术情况
  我国的雨水利用的研究与应用开始于80年代,发展于90年代
从80年代至今,雨水收集利用发展大概经过试验研究,试点示范,推广应用,蓬勃发展四个阶段

  我国对于雨水资源的利用上,传统技术还占据着主导地位,并且主要集中在西北部雨水贫乏的地区
雨水利用率低,且多数用于农业灌溉和牲畜饮用,忽略了城市雨水资源的利用
城市建筑多有完善的雨水收集系统,但没有蓄渗、处理、回用系统,其主要原因是城市规划设计中仍是以排为主的雨洪处置理念,没有把雨水的贮存利用放在首位
近年来,我国才逐步将城市雨洪控制利用技术应用于实际工程,海绵城市理论,低影响开发技术,雨水收集利用技术刚刚形成较完备的体系,出台了相应的法律法规及规范来保证雨水利用工程的实施,并进行了小规模的示范区应用研究和试点工程研究

  在此背景下,城市雨水利用的研究开始受到广泛的关注,北京、上海、西安、大连、哈尔滨等许多城市相继开展了雨水利用的研究与应用示范
北京的雨水利用研究走在国内前列
国家会议中心主体部分的屋顶每年可收集雨水7000m3,基本能够满足国家会议中心绿化用水需水量
国家奥林匹克森林公园通过公园内的湖泊水系及市政河道来收集雨水,将收集的雨水用于道路喷洒及绿化灌溉等,全园的雨水利用率高达 95%

  2.1.1 国内主要处理技术
  1、绿色屋顶
  绿色屋顶(种植屋面或屋顶绿化)是指在房屋建筑的屋顶、天台、露台等进行的人工绿化
花园式、组合式、草坪式是绿色屋顶的三种主要形式

  草坪式所需的基质厚度小,自重轻,且一般选用抗逆性强的草本植被,养护费用低;组合式绿色屋顶为了实现高低错落的植物搭配,一般会使用少量的低矮灌木及其他种类的植被,需要经常的浇水和维护;花园式的屋顶花园从组成内容上来说增加了许多造景元素,比如景观小品或者小型的景观水体,在植物选择上可以选择一些较为高大的树木,养护成本高,且基质厚度大,自重大,对屋顶的荷载、屋顶防水的防根刺等有了更高的要求

  绿色屋顶具有提高城市绿化覆盖、创造空中景观,吸附尘埃减少噪音、减少城市热岛效应、缓解雨水屋面溢流、有效保护屋面结构等作用,不同形式的绿色屋顶对屋顶荷载、空间条件、防水等有不同的要求

  2、微生物滤床技术
  微生态滤床技术是上世纪 70 年代发展起来的一种新型处理技术
和常规的生化处理比较,微生态滤床具有可生化性强,氮、磷去除能力高,投资及日常运行费用低等特点
微生态滤床由水生景观植物和生态基质层两大系统组成,利用两大系统共同营造的生态净化空间,综合物理、化学、生物等处理因素并放大功效,使水净化工艺达到最大化
该技术运作的核心是对有氧区域的尺寸和数量的管理
通过选择不同的基质和根系,处理过程中的有氧或无氧反应会得到合理利用,提高处理效率

  3、雨水湿地
  雨水湿地,也称人工湿地,是一种人工浅沼泽系统,用来处理城市雨水并控制径流水量
雨水湿地一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量,雨水湿地与湿塘的构造相似,一般由进水口、前置塘、沼泽区、出水池、溢流出水口、护坡与驳岸、维护通道等构成,主要作用是沉淀雨水中大颗粒污染物
主塘一般包括常水位以下的永久容积和储存容积,永久容积水深一般为0.8~2.5 m,储存容积一般根据所在区域相关规划提出的“单位面积控制容积”确定

  4、下沉式绿地
  下沉式绿地是指具有滞留、蓄存及下渗雨水功能的、低于周边道牙地表5~ 10 cm 的低洼绿地
既可使雨水直接下渗补给土壤持留水和地下水,也能将部分雨水汇集到集雨式绿地内短暂滞留或蓄存,并缓慢入渗补充地下水
在城市开发建设中,下沉式绿地作为一种十分有效的雨水集蓄利用措施被广泛应用

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