國內(nèi)外城市雨水收集利用現(xiàn)狀,，結(jié)合某市雨水收集工程案例方案設(shè)計，對城市雨水收集和利用技術(shù)進(jìn)行總結(jié),，分析了目前城市雨水收集和利用設(shè)計中存在的問題,，并提出相關(guān)建議,。

 

一、國外城市雨水收集和利用狀況

 

由于全球范圍內(nèi)水資源緊缺和暴雨洪水災(zāi)害的頻繁發(fā)生,，從20世紀(jì)80年代開始,，世界各國就開始探索雨水資源化利用。目前世界上很多國家已經(jīng)認(rèn)識到了雨水的利用價值,，采用各種技術(shù)、設(shè)備和措施對雨水進(jìn)行收集、利用,、控制和管理,。其中美國、德國,、丹麥及日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),、城市化進(jìn)程發(fā)展較早的國家，城市雨水利用發(fā)展較快,。

 

綜合國外城市開展雨水收集利用較早國家的經(jīng)驗和技術(shù),，主要有以下幾個方面：

 

（1）技術(shù)方面。國外城市雨水利用的方式主要有3中：

 

1,、屋面雨水集蓄系統(tǒng),。收集下來的雨水主要用于家庭、公共場所和企業(yè)的非飲用水,。

2,、雨水截污與滲透系統(tǒng)，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

3,、生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng),，小區(qū)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(jìn)入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲,。

 

（2）政策方面,。許多國家和地區(qū)已經(jīng)出臺了相應(yīng)的技術(shù)手冊、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),，另外還制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī),，對雨水利用給予支持。如德國聯(lián)邦水法,、建設(shè)法規(guī)和地區(qū)法規(guī)均以法律條文規(guī)定的形式,，要求加強對自然環(huán)境的保護(hù)和水的可持續(xù)利用，如規(guī)定新建項目的業(yè)主必須對雨水進(jìn)行處置和利用,。同時,，通過經(jīng)濟(jì)手段控制雨水排放量，如向業(yè)主征收不透水地面面積的雨水費用等,。

 

（3）設(shè)備方面,。專門生產(chǎn)雨水利用設(shè)備的廠家和公司也逐漸增多，德國GEP公司生產(chǎn)的雨水過濾器,、屋頂雨水利用控制設(shè)備,、雨水儲存罐等產(chǎn)品暢銷整個歐洲市場，德國UFT公司的流量控制和監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)開始在全球20多個國家和地區(qū)銷售和適應(yīng)，荷蘭WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料,、整體式雨水檢查井,、雨水口等雨水利用設(shè)備已經(jīng)在全球30多個國家使用。

 

綜上所述,，發(fā)達(dá)國家城市雨水利用的主要經(jīng)驗是：建立完善的屋頂蓄水和由入滲池,、井、草地,、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng),，制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)，收集的雨水主要用于沖廁所,、洗車,、澆庭院、洗衣服和回灌地下水,，都取得了良好的效果,。因此，發(fā)達(dá)國家在城市雨水資源化和雨水的收集利用的經(jīng)驗和方法,，對解決我國城市雨水收集和利用的研究發(fā)展具有借鑒意義,。

 

國內(nèi)城市雨水收集和利用狀況

 

我國城市雨水利用具有悠久的歷史，早在秦漢時期就有修建池塘攔蓄雨水用于生活的記錄,，西北地區(qū)水窖的修筑也已有幾百年的歷史,。但真正意義上城市雨水利用的研究與應(yīng)用卻從20世紀(jì)80年代開始，并于90年代發(fā)展起來,?？偟膩碚f技術(shù)還較落后，缺乏系統(tǒng)性,，更缺少法律,、法規(guī)保障體系。

20世紀(jì)90年代以后,，我國特大城市一些建筑物已建有雨水收集系統(tǒng),，但是沒有處理和回用系統(tǒng)。在技術(shù)和資金缺乏的情況下,，收集后的雨水未經(jīng)任何處理直接排入水體,，對城市水體水質(zhì)造成了很大的影響。

 

隨著我國城市和工業(yè)的發(fā)展,，水源危機和雨洪危害日益嚴(yán)重,。雨水作為重要的水資源加以收集利用，實行綜合治理已成為重要的新興課題,。在城市總體規(guī)劃上,，過去普遍采用的合理制排水系統(tǒng)大多數(shù)已被改制,，改為分流制或截流制排水系統(tǒng)。但是,，對于初期雨水未進(jìn)行截流處理,，多與中后期雨水一樣排入水體。

 

雨水收集利用的新技術(shù)和新設(shè)備也不斷涌現(xiàn),，對于大型公用建筑、居住區(qū),、建筑群等屋面及地面雨水,，經(jīng)收集和一定處理后，除用于土地入滲補充地下水,，還可用于景觀環(huán)境,、綠化、洗車場用水,、道路沖洗,、冷卻水補充、沖廁及一些其他生活用水用途,。通過因地制宜的規(guī)劃設(shè)計結(jié)合雨水收集,，利用設(shè)備的實施，減少用于以上用途的自來水用量,，既可以節(jié)約水資源,，又可以節(jié)約大量自來水費和排污費。另外還有小型雨水利用設(shè)備如一體化HDPE雨水貯存利用設(shè)備,，是以HDPE密封式貯罐為基體,，在罐內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的機電設(shè)備。罐體可以安放在地面上或者埋入地下,，自屋面或者其他集流場所收集的雨水在罐內(nèi)做簡單處理,，貯水可以通過自動化設(shè)備提供給沖廁、澆灌綠地,、洗車,、水景等用途。

 

城市雨水收集和利用技術(shù)

 

結(jié)合“”公司工程案例某市雨水收集再利用的方案設(shè)計,，對城市雨水收集和利用技術(shù)作如下總結(jié),。

 

穿越中瑞生態(tài)示范城，是一條東西貫穿的交通轉(zhuǎn)換型城市次干道,。本次工程 主要對生態(tài)城范圍內(nèi)尚賢河以東,，南湖大道以西路段間的路面雨水進(jìn)行回收利用。該段道路總長1130m,。

 

加強對該路段的雨水收集和利用,，可以減少城市道路雨水的徑流量,，減輕城市排水的壓力，同時回用于景觀,、綠化,、道路沖洗等市政雜用水，一方面實現(xiàn)了雨水的資源化利用,，又能夠有效地控制雨水的徑流污染,，減輕城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生，達(dá)到改善城市生態(tài)環(huán)境的目的,。

 

雨水收集和利用技術(shù)方案

 

城市雨水的收集和利用技術(shù)是雨水收集,、棄流、截污,、傳輸,、儲存和處理等技術(shù)的綜合。

 

雨水收集技術(shù)

 

常見的雨水匯流面有屋面,、路面,、地面、綠地等,。收集的雨水除受降水量控制外,，匯流面大小和匯流效率是決定因素。雨水收集技術(shù)就是控制源頭水質(zhì),，提高匯流效率的技術(shù),。雨水收集再利用工程屬于路面雨水收集，城市道路路面屬于不透水面積,，收集效率較高,，但由于城市道路初期雨水污染嚴(yán)重，一般對道路前期雨水經(jīng)過棄流后可以收集回用,，綠地雨水徑流量小,，以滲透為主。

 

本工程中道路路面的徑流雨水收集分2種方式進(jìn)行：

 

1,、利用普通雨水口和雨水鏈接管進(jìn)行路面雨水收集進(jìn)入雨水檢查井,，進(jìn)入后續(xù)再利用工藝。

2,、利用特制的具有截污作用的雨水模塊或雨水口實現(xiàn)對雨水收集的前處理,，但此方式需要對雨水口截污裝置進(jìn)行定期地清洗或清通。

 

對于道路紅線外的綠地設(shè)置滲透性雨水口,，實現(xiàn)綠地雨水對雨水的涵養(yǎng)和蓄積作用,，同時實現(xiàn)雨水對綠地的滲透澆灌。

 

雨水棄流及截污技術(shù)

 

雨水徑流污染屬于非電源污染,，具有突發(fā)性和非連續(xù)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(xù)，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(wěn)定的濃度,。

 

隨著城市大氣污染及地面污染的嚴(yán)重，雨水徑流污染愈加嚴(yán)重,，尤其是污染物較多的初期雨水,。其中SS.BOD和COD指標(biāo)均超過《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)指標(biāo)要求?？梢?，初期雨水?dāng)y帶的污染負(fù)荷相當(dāng)高且難于控制，已經(jīng)嚴(yán)重超出直接排放水體的標(biāo)準(zhǔn),。因此，在雨水收集利用的過程中,，降雨初期雨水需要舍棄,，常見的是就近排入市政污水管或土壤下滲處理，這種棄流技術(shù)需要由裝置通過手動或自動控制來實現(xiàn),。國外雨水利用先進(jìn)的國家已生產(chǎn)出一些定型產(chǎn)品,。目前常用雨量計或降雨歷時來控制初期雨水的水質(zhì)和排棄。

 

雨水截污技術(shù)就是在源頭和徑流過程中,，對雨水水質(zhì)進(jìn)行控制,，也就是對雨水水質(zhì)的預(yù)處理。本工程路面雨水通過在雨水口設(shè)置截污掛籃對雨水進(jìn)行預(yù)處理,，綠地中設(shè)置透式雨水口,，實現(xiàn)雨水口截污和綠地過濾雙重截污的方式進(jìn)行。

 

采用間隔5~8個雨水井（也可結(jié)合實際污水井的位置調(diào)整）設(shè)置一個截污雨水井,，以實現(xiàn)對初期雨水的截污和棄流,。

 

雨水傳輸技術(shù)

 

雨水的傳輸主要有2種形式，即地下管道傳輸和地表明溝傳輸,，可以是重力流或壓力流,。地表溝傳輸，通常模擬天然水流婉蜓曲折的軌跡,，或構(gòu)筑特定的造型,，雨水的傳輸和貯存與城市景觀建設(shè)融為一體，有利于美化改善城市環(huán)境,。本工程采用地下管道傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行,，對于蓄水池中的雨水采用水泵提升、管道輸送,，供澆曬綠地或河道補充水使用,。

 

雨水蓄存技術(shù)

 

雨水蓄存技術(shù)包括蓄存容量的計算和儲存器的選擇,、布置、以及水質(zhì)改善的技術(shù),。家庭貯存雨水可采用罐,、缸、桶等,，社區(qū)環(huán)境可修建蓄水池,，也可利用水景和人工湖。為了防止蓄水池中的固體使水散發(fā)臭氣,，可以采用增氧手段,。

 

 

本工程中道路路面分為３段，路面面積分別為：11220/8500和12580²m按照《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB50014-2006,，中相關(guān)規(guī)定計算,，其中雨水量計算雨水徑流量，如下：

 

ｑ表示暴雨強度,；ｔ表示降雨歷時,，其中ｔ＝ｔ１＋ｍｔ２，ｔ１地面集水時間,，?。?span lang="EN-US">0min；ｍ為折減系數(shù),，?。玻簦?為管內(nèi)流行時間,；Ｐ表示設(shè)計重現(xiàn)期,，取１年,。

 

計算得到3段道路的雨水徑流為別為：375,、297和405m³

 

采用地下水雨水蓄水池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，位置定位3段排水終端附近3個蓄水池的容積分別為400,、300和400m³,。蓄水池采用市場加工成型的產(chǎn)品化蓄水設(shè)備，也可采用磚砌或者混凝土澆筑的蓄水池,。

 

雨水處理技術(shù)

 

由于雨水的水量和水質(zhì)變化較大,，用途的不同所要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水量也不同，所以雨水處理的工藝流程和規(guī)模,，應(yīng)根據(jù)收集回用的方向和水質(zhì)要求以及可收集的雨水量和雨水水質(zhì)特點來確定處理工藝和規(guī)模,。一般來說，常規(guī)的各種水處理技術(shù)及原理都可以用于雨水處理,。工藝方法可采用物理法,、化學(xué)法,、生物法和多種工藝組合。

 

本工程中結(jié)合雨水回用的途徑和使用性質(zhì),，考慮增加雨水處理系統(tǒng)或采用不同的雨水處理工藝,，以達(dá)到不同用途回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

 

雨水收集再利用系統(tǒng)方案

 

綜合以上所述雨水再利用技術(shù),，設(shè)計雨水收集再利用系統(tǒng)方案,。

（1）制定相關(guān)的法規(guī)、政策,、技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),。由于目前我國的水價偏低，單從經(jīng)濟(jì)效益來看雨水收集再利用往往不可行,，政府機構(gòu)和相關(guān)行業(yè)應(yīng)盡快出臺我國城市雨水利用的相關(guān)政策,、法規(guī)、尋求并實施減少城市雨水徑流污染要求的最佳管理模式和技術(shù)措施,，制定符合我國國情與當(dāng)?shù)貤l件及城鎮(zhèn)生態(tài)建設(shè)要求的遠(yuǎn),、近期規(guī)劃、使雨水利用能被廣泛推廣,。

 

（2）因地制宜，注重地區(qū)和項目的特殊性?，F(xiàn)代城市雨水利用是一項涉及多學(xué)科的,、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在選擇雨水利用系統(tǒng)方案時,，要特別注意地域及現(xiàn)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不同,，宜采用的方案也可能完全不同,，切勿生搬硬套。

 

（3）城市雨水利用與城市環(huán)境和生態(tài)建設(shè)息息相關(guān),。城市初期雨水污染程度較高,，直接排入城市周邊水體或排入市政排水管網(wǎng)會嚴(yán)重破壞水體生態(tài)環(huán)境或給城市污水處理廠帶來的負(fù)荷沖擊。

 

因此,，從城市水處理的整體角度和環(huán)境效益的長遠(yuǎn)角度來看,，在城市道路和小區(qū)等工程項目建設(shè)中，都應(yīng)該考慮設(shè)計相應(yīng)的雨水收集設(shè)施,，同時要把初期雨水收集處理的問題考慮在內(nèi),，做出不同情況下初期雨水的不同的收集及處理方案。

 

 

（4）教育與民眾的參與,，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念,。城市雨水的利用與人們的生活息息相關(guān),，也必須有民眾的廣泛參與和支持才可能取得成效。因此,，需要通過各種方式進(jìn)行教育,，提高人們的理解和自覺的參與意識，如組織對示范工程的參觀,、公益性廣告,、展覽及社區(qū)活動等。在教育和參與中轉(zhuǎn)變?nèi)藗儗鹘y(tǒng)水資源認(rèn)識上的誤區(qū),，逐步使公眾意識到城市雨水收集再利用人類經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的重要作用,。