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雨水利用方案精选(九篇)

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雨水利用方案

第1篇:雨水利用方案范文

由于受气候条件、雨水水质及雨季分配等多方面因素的影响,使得雨水在实际利用中受到了制约。近年来,随着城市现代化建设步伐的加快,城市建筑规模逐渐扩大,道路硬化的面积逐渐加大,使得年雨径流量呈现逐年增加的趋势。城市雨水主要的汇流介质是屋面、道路和绿地三个方面。本文基于屋面雨水水质相对较好、易于收集和方便污染控制的原因,能够直接收集利用,结合上海某规划小区进行了屋面雨水收集利用的方案设计和相关的分析。

[关键词] 屋面雨水 收集利用 方案设计分析

中图分类号:S611文献标识码: A 文章编号:

引言

随着城市现代化发展进程的加快,城市建筑规模越来越大。屋面雨水的水质相对于其他水质而言要好一些,在降雨的季节,屋面雨水的流量会很大,像城市建筑物密集,可以充分的利用屋面雨水。但是在收集和利用的过程中式需要一套完善的屋面雨水收集利用的系统方案,并且需要对相关的方案进行分析,从而设计出最经济的屋面雨水收集利用系统,进而达到充分利用雨水资源的目的,实现雨水利用的价值。

一、规划小区的概况

随着城市建筑规模的日益扩大,城市建筑物的数量逐年增加。本系统的研究主要是结合上海市某规划小区为研究对象,进行了屋面雨水收集利用系统的方案设计,希望能够起到合理利用雨水资源的目的。在该规划小区内主要是5到6层的高级公寓,总的占地面积约为34465平方米。此外小区的道路和停车场面积总共有13567平方米,绿地面积约为14456平方米。该规划小区是比较高档的住宅小区,相对于其他的小区来讲,规划设计的标准也会高一些,同时对物业及卫生的要求相对也会高一些,小区的屋面都采用的瓦质屋面,所以屋面的水质会比较好,适合直接收集利用。

二、屋面雨水收集利用系统方案设计

1、屋面雨水收集和处理的工艺流程

本着经济的原则和充分利用绿地的净水和储水的作用,方案对水质相对较好且便于收集的屋面雨水进行直接收集利用。以下是规划小区的屋面雨水收集及处理的工艺流程图(如图1所示)

图1屋面雨水收集及处理工艺流程

在这个方案中,屋面雨水首先经过雨落管进入到系统初期弃流装置,然后再通过弃流装置将初期较脏的雨水排放到小区建设的污水管,通过污水管道排放在午睡处理厂进行处理后再排放。为了防止初期径流中污染物对环境造成影响和为屋面雨水的进一步处理创造有利条件,需要在初期径流中加入相关的物质来降低污染物对环境的影响。初期径流后的屋面雨水通过输送管道后流入到贮水池进行收集,并且对于水进行沉淀、调节等工序,然后经过输送泵将雨水送到压力滤池,在进入到压力滤池之前,还需要通过混凝加药装置进行投药进行水质的净化,使得水质变得较为稳定,并且保证水中的悬浮固体含量低。考虑到充分利用接触凝聚的作用,在混凝成型的絮体进入到压力滤池时直接进行过滤,这样不仅可以降低成本,还能够简化工艺。此外,考虑到降雨的间断性和随机性,在进行池体的的设计时,将中水池和贮水池合二为一,这样不仅可以简化工序,还能够节约建设费用和建筑占地。

2、系统的主要设施的设计及选择

(1)初期弃流装置的设计

通过对小区的规划设计情况的分析,屋面面积在280平方米的高级公寓有24座,屋面面积在200平方米的高级公寓有15座。基于小区内高级公寓屋面面积的大小和形状,我们采用在每一栋公寓建筑的前后各设一根雨落管,这些雨落管通过各自初期弃流装置后,将初期雨水通过管道排放到规划小区的污水管道。具体的初期弃流装置的流量按照2mm的降雨量进行设计,然后在根据所收集的屋面的面积大小来确定弃流装置的容积。屋面雨水在经过弃流装置后,雨水利用的难度在很大程度上得到了降低,也提高了净化系统的净化效率,从而也使得运行的成本得到了有效降低。

(2)压力过滤及混凝剂选择

通过长期对混凝剂及其投加量试验的研究发现,在众多的混凝剂中,聚合氯化铝混凝剂出水的效果最好,一般投药量为5mg/L最好,对于不同重现期的投药量也是不一样的,以下是在最佳投药量条件下水样过滤试验的结果,具体情况如表(1)所示。

表(1)过滤试验结果

通过对实验结果的分析,可以看出在最佳投药量的情况下,屋面雨水中的COD的除去率一般可以达到65%,、而雨水中的SS的除去率也可达到90%,水色度的除去率也可以达到56%。由此可见对初期弃流后的屋面雨水采用上述雨水的处理方案,收集到的水是可以满足生活杂用水水质的要求的,并且这种工艺流程在很多规划小区中都得到了广泛的应用。

在这个方案中的压力滤池层主要是由石英砂和无烟煤双层滤料组成的,整个滤池为圆柱状,高度在3.5m左右,直径约为2m。在进行过滤设备的时候,主要考虑的是屋面雨水中还含有一定浓度的悬浮物,在过滤的时侯,水的流失量会很大,但是压力滤池能够很好的解决这一问题,不需要再次进行提升,并且设备在运行的过程中还能够对雨水的水质及设备运行情况作相应的调整。

(3)贮水池的设计选择

贮水池是整个方案的主要设施,它能够确保雨水的有效收集和利用。它的作用不是只起储水的作用,还能够起到对雨水进行调节和沉淀的作用。有效容积的确定是贮水池设计中的关键性问题。对于如何确定贮水池的有效容积需要通过相关的数据进行分析后才能够确定。主要是根据重现期下不同降雨历时流至贮水池的雨量曲线,并通过对雨量曲线的面积求和之后就能够得到贮水池的有效容积。考虑到贮水池运行的安全性,贮水池的有效容积需要满足重现期为1a的水量贮存来设计,在超过1a的重现期的雨水就只能够直接连接在相关渠道上,最后排放到雨水管道中。图(2)是该小区不同重现期的设计雨流量曲线和降雨历时曲线。

图(2)小区不同重现期的设计雨流量曲线和降雨历时曲线

三、雨水收集利用工程的相关分析

综合考虑该规划小区的情况,最后确定小区雨水收集利用系统方案设计的主要工程情况如表2所示。

表(2)屋面雨水处理设施及设备情况

通过规划小区多种屋面雨水收集利用方案的设计比较,可以知道该系统设计的工程造价大约在110万元左右,按照可利用的雨水量来计算,每1立方米雨水利用的工程造价在72万元左右,此外在进行运行维护的过程中还需要花费一部分资金。虽然这种屋面雨水收集利用系统方案不能够像其他的工程能够有明显的经济效益,但是它更为重要的社会意义,可以保护环境,减少污水对环境的污染,对于缺水的地区而言,它所体现出来的经济效益是不可忽视的,依然有巨大的经济价值。

结语

随着社会的快速发展,环境污染已经成为一种重要问题,人们开始重视环保问题。很多地区都开始建立了相关的设施来减少对环境的污染。在我国水资源正处于紧张状态,主要是水污染严重,使得很多水都不能够使用,城市雨水作为一种可以加以收集利用的水资源,需要进行合理的利用,实现屋面雨水的价值。城市屋面雨水收集利用系统的构建需要根据不同的气候条件和水资源的状况及可利用雨量的大小,综合分析各种因素,这样才能够设计出具有实际效益的城市屋面雨水收集利用系统,解决缺水地区的用水问题。

参考文献

[1]鲁兰兰;城市道路雨水收集利用系统[D];大连交通大学,2006

[2]王国平;庄敏;城市雨水利用途径及措施的探讨[J];能源技术与管理,2005

[3]张克峰;姜海英;王永磊;几种适合我国国情的城市雨水利利用技术[J];净水技术,2006

第2篇:雨水利用方案范文

[关键词]污水 循环利用 实践

中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0397-01

前言

河南省将安钢污水“零”排放列为十大民心工程之一。为此,公司成立了节能减排攻关组,组织专业技术人员对节能减排工作进行专项攻关。2006年安钢综合污水处理厂建成投产。一期工程污水收集范围是安钢胜利大道以南区域二轧排污口(3#)的排水,而胜利大道以北区域综利公司排污口(1#),因含焦化厂酚氰水、高炉煤气洗涤水,污水含污染物浓度高、成份复杂,严禁流入污水厂,因此,仍有1800m3/h的污水全部排放。随着安钢节水工作的开展,生产排水大幅减少,污水厂的进水量由投产初期3500m3/h降至日前2000m3/h;且各项水质指标远超设计值,水质恶化已威胁到了设备的正常运行,及公司的供水安全。一边是大量污水外排;一边是污水收集水量严重不足,这个问题必须尽快解决。

1 存在的主要问题

1)水耗指标依然落后

国内的宝钢、济钢和莱钢等企业吨钢耗新水已经降到了3.1~3.4m3,而安钢工序水耗及污水排放指标,和先进比仍有差距。

2)用水结构仍需挖潜

如:无水、少水工艺,如三干技术(CDQ,高炉煤气干法除尘,转炉煤气干法除尘)普及率低。

3)先进技术使用不到位

空冷系统在公司推广困难,污水处理二期工程没有建设;管路漏损严重,一般在10~15%;循环水系统仍不完善等。

2 污水回收循环利用方案研制及实践

2.1 综利公司1#排水口污水收集方案

将焦化厂生产所有排水集中收集,通过专管输送厂区以外单独利用和排放;将综利公司污水外排口关闭,仅作为泄洪时使用。同时,让通过此排水口的污水回收至安钢综合污水处理厂。在炼铁路南现有排水管道上敷设一根排水管道连通9#高炉区域内去胜利大道北侧主排水管道的排水管系统。 另外,连通炼铁北路北段D1500排水管道与D1800排水管道,堵住此连接点下游D1500排水管道。同时,在原炼铁污水提升泵站处D1800排水管道上设置电动闸板,待泄洪时使用。

2.2 焦化酚氰水、动力二沉管网改造

焦化酚氰水通过过滤器过滤后,由提升泵提升,经输水管道分别至综利公司泡渣池、大高炉INBA冲渣、综利公司泡重渣及钢渣打水热焖使用。大高炉区动力厂二沉淀池的外排水,由提升泵提升,经外输水管沿高架溜槽敷设至大高炉INBA冲渣。

2.3 焦化厂节水方案及改造

生化系统更换废水冷却器,降低入生化水温度;在生化入口调节池增加耐高温潜液下泵,利用调节池交替使用以降低进生化系统水温度;在好氧池安装蝶阀,根据生产需求进行地表水或废水进水灵活切换,减少地表水补水量。回收车间用沙袋隔离,堵截脱硫生产区域各类水,阻止水直接外排;连通脱硫区域水沟,打通去1#真空泵附近的暗沟通道,收集区域水排至终冷处总外排水沟。硫铵及粗苯区域泵类冷却水直接进入终冷处总外排水沟,终冷外排出口窖井附近建地下水池并与窨井连通,将原排放口标高抬高,安装水收集自吸泵于新建水池,利旧和新架设管线接入生化均合水池,保留入调节池的入口。一炼焦及三炼焦进行水封、熄焦酚氰水管网改造,一鼓冷及动力厂4#锅炉生产耗水系统优化,利用现有4#锅炉集水池与泵房,增建冷却塔。实现锅炉冷油器冷却水入一鼓冷循环循环使用;焦化老区排水回收至生化作稀释水改造等。

2.4 炼铁厂节水方案及改造

在8#高炉及9#高炉事故水排出口检查井附近建一地下水池并与检查井连通。安装液下长轴泵于新建水池,通过泵提升输送高炉循环水泵站及鼓风机站。对6~7#高炉风机房油冷却水系统改造,提高风机冷却效果,减少循环水系统溢流排污量。

2.5 二炼轧节水方案及改造

精炼浊环水作为净环补水:从浊环回水管路靠近净环水池处直接开口,用管道引至净环水池;VD炉浊环水补给炼钢净环:从浊环冷却塔上水处直接开口,用管道引至净环水池;炼钢VD浊环过滤器反冲洗水由消防水改为系统水;炼钢污泥斜板冲洗工业水改为系统用水;4#连铸机过滤器反洗水改造:用轧钢浊环水反洗连铸过滤器;炉卷轧钢污泥加药用水改为轧钢浊环水; 除盐水站外排水收集至炼钢过滤器间净环旁滤过滤器,滤后水进入炼钢净环水池;煤气洗涤水供一次风机房叶轮冲洗水和水封补水;RH浊环水补给除盐水站原水池。

2.6 动力厂节水方案及改造

烧结环冷余热发电站、140t、75t干熄焦余热发电工业废水的回收利用:从射水箱溢流、放空管对接管道,将水引入汽机房水池。通过液下长轴泵提升,至冷油器循环回水管,及排水沟。轧钢区热电站工业废水的回收利用:将1~3#锅炉房引风机直排水改为循环水。8#、9#高炉及鼓风机循环水泵站过滤器反洗水改造:将各循环水系统的反洗水池与循环水池之间开孔,所开孔上部高度与吸水池正常运行水位一致,使吸水池内循环水可自流入净化水池,作为过滤器的反洗水。

2.7 第一轧钢厂西区外排水进入公司大循环改造

在一轧厂西区水处理系统平流沉淀池东,原污水向南转弯处开始向西修建排水沟,通入轧一干道主排水管道,最终流入综合污水处理厂。另外,在排水沟处适当位置上根据场地大小建一座简易钢混沉淀池,避免大颗粒流入下水道。

第3篇:雨水利用方案范文

雨水处置与利用方案有多种。除传统的直接排放方案外,还可以根据当地条件和用水要求设计为渗透、中水利用或几种方式的组合。以下为北京某新建小区雨水处置与利用的4种设计方案。该小区位于北京东南部,占地总面积29320m2,其中:建筑占地5925m2;道路与停车场8995m2;绿地14400m2;三者的占地比例分别为20•2%,30•7%,49•1%。小区地势平坦,土壤渗透系数为5×10-5m/s,地下水位在-12m左右,适于进行雨水渗透。另外,小区内建筑主要为3~4层的高级寓所,且均为瓦质屋面,屋面雨水水质较好且便于收集,可考虑将屋面雨水单独收集作为中水补充水源。

1•1方案一直接排放

方案一按传统的雨水直接排放方案。采用钢筋混凝土圆管,设计重现期P=1a。根据条件,可设计较多的低绿地和渗透地面。

1•2方案二渗透管渗透+排放

在方案一的基础上,将非渗透雨水管改为渗透管或穿孔管,周围回填砾石。渗透管沟兼有渗透和排放两种功能。为保证防洪能力不减少,中心穿孔管仍采用与方案一相同的设计方法和参数。管沟渗透能力(渗透所需有效贮存空间与渗透面积)按照文献[1]推荐使用的图解法进行设计,设计重现期P=0•33a。此例中心管采用钢筋混凝土穿孔管,开孔率为2%~3%。管外回填粒径为10~20mm砾石,砾石外包土工布(渗透系数≥5×10-4m/s,厚度≥3mm),以保证渗透顺利,同时防止土粒进入渗透管沟发生堵塞。该方案充分利用中心管和周围砾石的空隙体积作为渗透利用的有效存贮空间,占地面积小,设计简单,方便施工,费用增加不多,安全性和效益均较高,适合旧小区原有管系的改造。除在雨水口上设置截污装置以外,没有其它特殊设备,管理较容易。根据路面和雨水水质状况,起始段检查井可设计成截污井。工程实施时还可将雨水口、连接管、检查井均建成渗透装置,以增大渗透储存空间。该方案采用了多种渗透设施,屋面雨水先流经高位花坛进行渗透净化,再与道路雨水一起通过低绿地,通过截污装置后流入渗透浅沟;雨量较大时,雨水沿着浅沟进入渗透渠继续下渗;超过渗透能力的雨水再排入市政管网。

1.3研究结果表明,人工拌和土较天然土对屋面初期雨水有更好的净化作用。故本方案在建筑物周围设置高位花坛,花坛中填入渗透性能好、净化能力强的人工拌和土[3],将屋面雨水接入,作为雨水净化装置,提高系统安全性。高位花坛的尺寸可按建筑物周围条件而定。每条花坛外壁布设2~4个穿孔排水管,管径50mm,排水管与雨落管间距≥5m。为防止雨水冲刷花坛内植被和土壤,在雨落管出口处应设减冲措施或在花坛内铺设卵石。渗透渠与渗透浅沟仍按图解法进行计算,设计重现期P=0•5a。渗透渠中心渠采用无砂混凝土矩形渠,外填粒径为10~20mm砾石,砾石外包土工布。渠上加盖混凝土盖板。因目前国内尚无雨水渗透与排放联合设计与运行的规范与经验,作为方案设计与比较,为防洪安全,渗透设施与市政管网的连接溢流管设计重现期仍采用直接排放方案时选用的设计重现期。小区中所有路面均高于绿地约60mm,保证道路雨水先进入绿地进行渗透处理。该方案渗透装置埋深较浅,有利于增大渗透储存空间,方便施工,减少投资。小区雨水水质较好,未设初期弃流装置,直接利用高位花坛对屋面雨水进行净化处理,其余径流雨水进入绿地和浅沟。易于清堵,便于管理。

1•4方案四中水利用+浅沟渗透

该方案考虑中水利用和渗透两方面。中水主要利用水质相对较好且易于收集的屋面雨水,处理后作为绿化、喷洒道路等杂用水的补充水源。中水收集及处理流程为:屋面雨水初期弃流装置贮水池加药、接触过滤消毒中水池利用。道路雨水进入低绿地或渗透浅沟进行渗透,多余雨水溢流排至市政雨水管道。根据研究结果,雨水初期弃流装置容积按汇水面积乘以2mm降雨量设计[4]。贮水池的有效容积按雨水调节池的设计方法计算,为地下钢筋混凝土结构;中水池的有效容积与贮水池相同。为减少占地、节省投资,利用贮水池的顶板作为中水池的底板,且与小区内水景设计相结合,选用石砌池壁敞口水池。该方案将水质相对较好的屋面雨水进行处理后作为中水补充水源,直接利用水量比例加大。但中水系统需要较多的构筑物、设备与控制装置,使该方案的总费用加大,同时由于雨水的季节性和随机性,会造成中水系统运行不连续,使用率不高。

2技术经济分析

2•1基建投资

基建投资包括土建投资和管道设备部分投资。按1996年北京市建设工程概算定额进行计算,各方案雨水利用总量与工程造价。结果表明:方案二、三、四的工程造价分别较方案一高10•49万元、12•23万元、82•12万元,较之多渗透(或多利用)雨水量分别为4693m3,6435m3,7128m3。事实上,无论采用哪种方案,雨水收集排放均不可少。若以单位渗透与直接利用雨水工程造价来计,则方案三所需费用最低,仅为26•63元/m3,是方案一的81•6%;其次是方案二,为28•88元/m3,是方案一的88•5%。故方案三与方案二均优于方案一。

2•2运行成本

2•2•1渗透系统运行成本

以方案三为例,工程建成后,该小区平均每年处置的总水量为17445m3(未计损失),工程造价为38•87万元,假定折旧期为30a,每年折旧费为38•87/30=1•294万元。按静态分析每单位水量分摊费用为1•294×104/17445=0•74元。由于渗透系统在雨水口增加了截污装置,所以每年第一场雨之前和每两场雨之间,往往需要人工清理堵塞污物,以便更好运行。以每年清理10次,每次10工日,每工日30元计,则该小区全年渗透系统运行成本为10×10×30=3000元。假设渗透运行成本全部均匀分摊到每年渗透水总量上,则方案三每m3渗透水量运行成本为0•21元。两项合计,方案三渗透系统运行成本为0•95元/m3。

2•2•2中水系统运行成本中水运行成本的影响因素较多,与处理规模、实际水量、设备自动化程度、管理水平、日常维修等因素有关。根据北京市中水设施运行调查结果,若不考虑折旧费可使中水系统运行费降到0•75元/m3以下[5]。

2•3方案对比评价

雨水利用的效益是多方面的,更多地表现为社会效益、环境效益等间接效益。故应以国民经济评价为主。下面以方案三为例,求算方案三与方案一的差额投资经济内部收益率。

2•3•1差额收益分析

(1)节省城市引水、净水的边际费用。方案三实施以后,每年较方案一多渗透补充地下水14559-8164=6435m3,假设其中50%通过地下水源自来水供给使用,则每年可节约地表水源自来水6435×50%=3218m3。以北京市2001年初每m3地下水源自来水实际价格0•4元计,则每m3渗透水转化为自来水的成本为0•95+0•4=1•35元,而地表水源自来水每m3实际价格1•60元,每m3水可节约1•60-1•35=0•25元。所以该小区每年可节省的费用为3218×0•25=805元。若考虑远距离引水(如南水北调)及用水超标加价收费和罚款,则此项节省费用还会更高。据报道,远距离输水是节水费用的3~5倍。

(2)节水可增加的国家财政收入。这一部分收入可按目前国家由于缺水造成的国家财政收入的损失计算。据了解,目前全国600多个城市日平均缺水1000万m3,造成国家财政收入年减少200亿元[5],相当于每缺水1m3,要损失5•48元,即节约1m3水意味着创造了5•48元的收益。方案三较方案一每年节水3218m3,可产生收益3218×5•48=17635元。

(3)消除污染而减少的社会损失。据分析,为消除污染每投入1元可减少的环境资源损失是3元[5],即投入产出比为1∶3。由于在本方案中提出“高花坛净化、低绿地接纳、浅沟和渗透渠同时渗透”的方案,尽管这是一种理想状态,雨量较大时仍有部分雨水出流,但毕竟大大减少了污染雨水排入河流水体,也减少了因雨水的污染而带来的河流水体环境污染。方案三较方案一减少排放雨水9281-2846=6435m3,以北京市2001年初排污费0•4元/m3作为消除污染需投入的费用,则每年因消除污染而减少的社会损失为3×0•4×6435=7722元。

(4)节省城市排水设施的运行费用。雨水渗透与利用后,每年减少向市政管网排放雨水6435m3。这样会减轻市政管网的压力,也减少市政管网的维护费用。每m3水的管网运行费用为0•08元[5],则方案三较方案一每年可节省城市排水设施的运行费用为6435×0•08=515元。四项合计,方案三每年较方案一多收益805+17635+7722+515=26677元。

2•3•2差额投资经济内部收益率

方案三较方案一的工程造价高38•87-26•64=12•23万元,每年运行费用多投入3000元。以寿命期30a计,则其差额投资经济内部收益率为19•2%,高于目前我国社会折现率12%,故方案三优于方案一。同样方法可算出方案二与方案一的差额投资经济内部收益率为15•5%,优于方案一。方案四与方案一的差额投资经济内部收益率小于12%,方案一优于方案四。

2•4评价结论及建议

以上分析可以看出,方案三和方案二均优于方案一,方案三效果最为明显。在计算中,对各方案的防洪减灾、节省水资源、防止地面沉降减少的灾害,改善城市环境以后带来的其它环境效益和社会效益等未作定量分析。如果考虑这些效益,则方案三、方案二的收益率更大,方案四的可行性则需根据具体情况进行分析。

第4篇:雨水利用方案范文

关键词:雨水利用,水资源,新农村建设

新农村政策实施以来,农村水资源调配模式得以优化升级,一定程度上缓减了农村水资源供需矛盾,但受各方面条件限制,我国雨水利用仍存在资金不足、技术单一、利用率低等问题。在新农村建设中,地面硬化程度加深,使地表径流量增加,加速了径流汇集,极易引发洪涝灾害。目前,在部分农村,农业、生活用水得不到保障,尤其是生活用水的水质不达标,直接影响农村居民的生命健康[1]。此外,雨水冲刷还会引发农业面源污染、生态破坏等问题。因此,结合新农村建设实际需求,对农村现有技术进行效益分析和方案优化,提高雨水利用效率,是推动新农村建设、解决水危机的有效途径。

1新农村建设中雨水利用存在的问题

当前,新农村建设中雨水利用还存在如下问题:1)农村地区技术水平有限,通常以效率低的传统技术为主;2)现有雨水利用技术一般仅考虑雨水的直接回收与利用,未考虑与雨水回补地下水、水土保持和环境改善等多目标结合;3)雨水利用没有很好地与生态景观及环境建设相结合[2];4)由于缺乏管理和净水配套设施,收集雨水的水质不达标,对农民生命安全产生威胁;5)雨水利用技术过于单一,缺乏技术集成和综合利用方法,未形成科学的技术体系。

2新农村建设中雨水利用体系的构建

将现有雨水利用技术分为直接利用、间接利用和综合利用三类来构建雨水利用技术体系。

2.1雨水直接利用

农村地区雨水直接利用是由坡面、庭院、公路等多种集雨面将雨水收集后直接回用。1)坡面集雨。包含人字形屋面、山坡坡面和人工集雨面三类。传统的屋面雨水直接进入蓄水装置,而无任何前处理设施,仅在使用前自然沉降,煮沸后便饮用,忽略了屋面材料和表面杂质对水质的影响,导致水质不达标,长期使用将对人们生命健康造成严重威胁[3]。对此,应根据不同集雨面的来水量和水质特点配套预处理设施,也可采用铝塑板等新型屋面防水材料,或在屋面采用旋流除砂装置,通过对初期雨水弃流,以得到水质较好的后期雨水,可有效减少雨水杂质,保障用水安全。山坡集雨面积较大,来水量多,对农户生活用水水量有保障,且其对径流污染物有截留和净化作用,收集的雨水水质较路面好,可作为家庭日常用水的备用水。同时,在山坡上修建梯田或植树种草,既可减少水土流失,又能拦蓄和净化雨水,减少雨水径流,补充地下水。当缺少或无天然坡面集雨条件时可修建人工集雨场。2)庭院集雨。由于屋面集雨面积小,较难满足农户日常用水量需求,可收集庭院雨水补充生活用水,铺设庭院不透水集雨面时应设定适宜坡度。庭院集雨面应防止畜禽进入,化肥和农药污染等。多个庭院集雨面便构成集流场,在其周围应避免生活垃圾堆放和畜禽粪便污染,降雨前应清扫集雨面,排弃一定初期雨水而收集水质较好的后期雨水。3)公路集雨。随着新农村的建设,公路路面车流量增大,人为活动所致路面污染物增多,径流污染程度加大,经过简单的自然沉降和水质处理后可用于农业灌溉或公路绿化[4],若要作为生活用水使用还需进行深度处理。在现有屋面基础上,利用当地条件通过对乡村坡面、庭院和公路的修整或修建人工集雨场,构建多种集雨面共同集雨的雨水利用模式,同时要注意对集雨面定期维护[3]。雨水直接利用能有效拦蓄雨水,解决农民用水问题,是农业抗旱的有力保障,尤其与滴灌等节水措施结合产生经济效益更高,因其成本低,易操作,可在农村地区广泛应用。

2.2雨水间接利用

雨水间接利用是采取工程措施使雨水下渗或回灌地下,以平衡地下水。与城市相比,农村地区受污染程度低,降雨冲刷大气对雨水水质影响小。雨水间接利用于绿化灌溉、涵养水源、回补地下水等,具有减少水土流失、恢复生态环境和地下水水位等多种生态效益[5],前景广阔。雨水间接利用措施有屋顶绿化、雨水花园、植被浅沟、透水地面等。1)屋顶绿化。屋顶绿化已被许多城市采用,它既能减少屋面雨水径流和径流污染物,又对气候调节和环境改善有积极作用。考虑到大部分农村屋顶承重差、房屋面积小、资金有限等因素,应选择栽种抗风、耐旱、耐寒性强的低矮灌木和草本植物,重量轻,养护投入少,也便于栽种和运输。此外,屋顶绿化时还应考虑屋顶的防水,屋顶与植被层间需铺设专用排水板。2)雨水花园。根据目的不同,雨水花园可分为控制径流量和控制径流污染两类[6],在农村建设中,宜采用以控制径流量为主要目的的雨水花园,其造价低,且便于施工、管理。另外,雨水花园还具有较好景观和生态效果,尤其适合应用于对环境要求较高的生态旅游村。3)植被浅沟。植被浅沟一定程度上可代替传统沟渠,雨水在植被浅沟中通过植物根系得到净化,既节省投资,又更贴近自然排放规律,还起到景观点缀的作用,对农村是一种经济易行又环保的方法。4)透水地面。在新农村建设阶段,大力开展工程建设,地面硬化率不断提高,大大加速了暴雨径流,使得道路径流难以下渗,极易产生洪涝灾害。为此,农村地面可适当采用碎石、鹅卵石或带孔砖铺砌,使雨水或地面径流下渗到土壤。但透水地面造价较高,且耐用性较低,宜考虑在居民院落或健身广场等空地使用。

2.3雨水综合利用

在农村地区,雨水的综合利用主要是建造池塘、湿地等收集调蓄雨水,比如多功能调蓄塘、庭院水塘、生态水塘和人工湿地等。雨水调蓄塘可以在雨季时集蓄雨水,减少雨水资源的流失,降低洪涝灾害发生的频率;旱季时,又能将收集的雨水作为备用水源。根据当地的地质地貌和水文气象条件,建设适用的雨水综合利用设施,不仅可以防涝抗旱,又能调节村庄周边气候、美化村庄环境,也能充分利用土地资源。

3结语

1)在新农村建设中,加强雨水资源利用对保护自然水源、推进农村人居环境整治、提升农村基础设施水平、促进农村经济发展有重大意义。2)我们应当结合农村经济状况、自然条件、水资源状况等多方面因素,本着经济、实用的原则,科学地选择适合该村的雨水利用措施,并确定合理的设施规模,以实现更高的经济社会效益。3)雨水利用需同灌溉工程、植被绿化、生态修复等统筹一体,以实现农村的可持续发展。

作者:王丽 汪晓晖 单位:湖南科技大学土木工程学院

参考文献:

[1]陶洁,左其亭.社会主义新农村建设面临的水资源问题及保障措施探讨[J].南水北调与水利科技,2009,7(1):36-42.

[2]李海燕,罗艳红,黄延.我国农村雨水综合管理措施研究[J].中国农村水利水电,2013(6):66-72.

[3]刘晓冬,张国珍,杨远超,等.甘肃会宁雨水收集、净化新模式研究[J].中国人口•资源与环境,2011(21):273-276.

[4]刘利,甄晓云.云南省农村公路雨水收集潜力分析与收集利用探讨[J].环境工程,2013(1):230-232.

第5篇:雨水利用方案范文

[关键词]高层建筑;给排水设计;节水措施;系统优化;节能技术

文章编号:2095-4085(2016)09-0060-02

我国城市发展受水资源不足影响严重,人们日益发展的物质文化生活又促使建筑用水量持续增加,建筑给水系统的节水措施能够为水资源短缺提供一定的效能[1-2]。给水系统节水效率最直接来源于建筑给水系统优化设计,科学采取多项优化措施,既要满足居住办公用水定额,又要缓解管网压力[3]。本文基于高层综合楼给水系统设计实例,融入节水设计理念和设计经验,优化措施,实现了高层建筑的节水节能效益。

1工程概况

工程地处安徽省合肥市,位于百草街、文曲、皖水路和创新大道之间,建筑给水系统设计建筑面积91543.8m2。地下建筑3层主要为厨房、车库及设备用房;1~24层为餐厅、培训中心、宿舍及科研实验室;整栋建筑用水作业面广且需求较大。建筑高度99m;建筑分类为一类;耐火等级为一级。

2给水系统理念和规范

给水系统设计要遵从系统性概念,把握各共生要素之间的逻辑关系,遵从目的性、整体性、协调性、适应性和综合性等原则。给水系统节水优化设计是一项系统性工作,需要遵循科学的设计方案。确定了给水系统优化设计要求,明确可以采取的措施及主要问题,针对目标寻找综合优化方案,寻求方案最优值,进行评价和决策,达到理想的节水效能。

世界各国对给水系统节水均有一定的研究,并制订了相应的规范。英国于上世纪90年代即执行BREEAM评价体系,由BRE评判建筑绿色等级。我国于2006年执行《绿色建筑评价标准》,将节水作为“四节一环保”的核心指标。制定了《民用建筑节水设计标准》GB 50555-2010、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400-2006等技术规范。要求节水器具需满足《节水型生活用水器具》CJT164-2014、《坐便器用水效率限定值及用水效率等级》(GB25502-2010)、《淋浴器用水效率限定值及用水效率等级》(GB28378-2012)等标准的要求。

3高层建筑节水关键技术分析

3.1用水器具的节水技术

所有器具应满足《节水型生活用水器具》CJ-164及《节水型产品技术条件与管理通则》 GB18870的要求,提升用水器具节水能力是最直接改善建筑节水效能的方式,应用节水型器具为本项目节水最关键的技术。

水龙头在办公生活区域均为最常见用水器具,对其启闭和用水进行控制,继而实现节水的节水型龙头效果显著。此类措施主要从三个方面着手,即限制流水量、杜绝滴漏情况和缩短防水时间,目前应用较为成熟的有陶瓷阀芯水龙头、感应式水龙头、充气水龙头及一些新型节水龙头。

便器节水是在其确保卫生、功能及既有能力前提下,做到一次冲水量低于6L。该技术对便器和配件的精密度、硬度、耐磨性和光滑度均有较高的要求,通过结构的改良和冲洗力度的强化,实现节水设计效果。目前节水便器主要有两档式、超节水型和直排节水型等。

3.2雨水利用和中水回用技术

雨水较好的水质经少量工艺处理,其用途广泛,在冲厕、绿化和景观等场所效能显著。根据水质情况、收集位置和用途不同,雨水利用主要有直接利用技术、综合利用技术和间接利用技术。屋面雨水利用对材料的选择非常关键,其不仅影响回收水质条件,且对屋面的防水、防腐要求较高。雨水收集和利用系统最主要为雨水初期弃流设备和调蓄使用装置。雨水间接利用目前主要有分散渗透技术与集中渗透技术,需要根据利用特点以实际条件考虑,选择最为合适的方案。雨水综合利用技术则为结合前两种技术方案的优势,针对雨水水质和流量,统筹安排,是目前较为先进的节水技术。

中水回用技术主要是针对建筑排出的原水,首先进行预处理,然后进行普通的生物处理,再进行一定的物化处理,经后处理回到使用系统。随着生物科技高速发展,接触氧化法与曝气生物滤池法技术稳定高效,使得中水回用技术广泛应用且达到了较强的节水效能。

4项目给水系统节水优化措施分析

4.1项目给水系统分析

本项目给水系统优化核心在于生活给水系统。本工程地下二层至三层为市政供水;四层至五层,六层至九层由生活变频提升泵供水;十层至二十四层由水泵提升至屋面水箱后下行供水。

4.2节水优化措施

本项目给水系统以节能节水为目标,采用合理的给水系统方案,综合利用各种水资源,设置完善的供水、排水系统。此部分优化措施需要融入深化改良理念,在提升技术水平同时节约工艺成本,生产加工安装全过程严格监管控制质量,严格执行节水规范要求。

本项目生活用水水源接自市政自来水,各用水定额采用《民用建筑节水设计标准》要求,在优化设计之前全面分析了各项用水量,确保客观条件满足要求。(1)采用高灵敏度水表计量(水表安装率100 %),按科室、绿化用水、车库冲洗用水、空调补水等设水表计量。(2)采取多项管网防漏损措施及节水器具。设置分区供水设备或减压阀,使各分区最低用水器具配水点的静水压力不大于0.45MPa,对供水水压超出0.2MPa的楼层采用减压阀限流措施。采用性能高的阀门、零泄漏阀门。在冲洗排水阀、通气阀等阀前增设软密封闭阀。(3)雨水渗透能力按其汇水面上重现期10年的日雨水设计径流总量设计。室外场地采用绿地雨水就地下渗、聚乙烯穿孔渗透管及渗透式雨水井和雨水口、透水铺装渗透等增加雨水渗透的措施,降低地表径流,地面综合径流系数0.70。

生活给水、热水、消防给水等管选用耐腐蚀、耐久性好的管材,对具体要求进行了参数化规范。给水调节水池、水箱、消防水池或水箱设溢流信号管和溢流报警装置,给水系统的给水调节水池或水箱清洗时排出的废水、溢流水排至雨水调节池回收利用。所有器具满足《节水型生活用水器具》及《节水型产品技术条件与管理通则》的要求。公共场所的卫生间洗手盆采用感应式并配陶瓷片等密封性能良好耐用的加气水嘴,公共浴室的淋浴器采用带恒温控制与温度显示功能的可自动调节水温的节水型淋浴器。

5结语

建筑给水系统节水既节约了建筑效能又保护了环境,具有重要意义。本项目以系统设计的理念指引给水系统设计过程,科学融合多项措施,切实结合项目实际和需要。综合应用水龙头、便器及其他器具节水措施做到节流;通过雨水和中水回用技术做到整个项目用水的开源。

参考文献:

[1]张旭.建筑小区节水关键技术及给水系统优化研究[D].济南:山东建筑大学,2013.

第6篇:雨水利用方案范文

关键词:城市雨水;中水工程;应用

中图分类号:TU991文献标识码: A 文章编号:

近年来,由于世界人口的迅猛增长、社会经济的迅速发展以及人类生活水平的不断提高,人类对水量的要求变得越来越大,原有的清洁水资源由于受到人类生命活动的影响而污染,因此地球上的水资源利用日趋紧缺。我国已被列为世界12个贫水国家之一。目前全国缺水城市已达200多座,有近50个城市不得不实行限量供水,缺少不仅仅是许多城市面临的难题,而且已成为世界性的问题。随着城市建设的不断发展,城市化将成为21世纪我国经济发展的重点之一,城市建筑物、构筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和沥青路面,他们的径流系数一般为ψ=0.9,也就是说降雨量的90%将形成地面径流。大量的雨水径流没有利用就直接排放掉了,不仅仅是水资源的巨大浪费,同时也加大了城市排水设施的负担以及增加了城市雨水洪灾的概率。以前城市水资源主要致力于地表水资源和地下水资源的开发,不重视对城市汇集径流雨水的利用而任其排放,造成了大量宝贵雨水资源的流失,随着城市的迅速扩张,雨水流失量也越来越大。一方面是城市的严重缺水,地下水的过量开采,地下水位逐年下降(例如郑州,1996年至今人均可用水量下降了33%,由于过度的地下水开采,使郑州地下水已形成面积比市区还大的160平方公里的深层漏斗区,并仍以年平均10平方公里的速度扩张),另一方面大量地排放雨水又带来城市雨水排除不畅、城市生态环境恶化等一系列问题,为了解决和缓解这些问题,雨水利用是行之有效的方法之一。

一、中水的概念以及水质要求

中水是指生活污水经过处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水,主要作为办公楼、公寓、客房和公共卫生间冲厕所用水和室外绿化用水。中水供应系统是分质供水的一种形式,在供水系统中设生活饮用水和生活杂用水(中水)两套独立的系统,以次质水替换优质水,减轻供水的压力,当然杂用水应该满足一定的水质要求(见表1)。

二、城市雨水的收集与水质分析

1、城市雨水的收集

城市雨水在实际利用时受到诸多因素的限制,像气候条件、降雨季节(南方地区多集中在春夏两季)的分配,雨水水质的情况和地质地貌等自然因素的制约以及特定地区建筑物的布局和结构等一些其它因素的影响。城市雨水的收集通常有如下几种途径:①屋面雨水集蓄;②道路雨水截流,道路雨水通过雨水管道排入沿途大型蓄水池收集(如日本名古屋的若宫大通调节池,建在城市的街道下面,长约316m,宽度47~50m,深约10m,最大贮留量约为10×104m3);③绿地草坪滞蓄,绿地草坪供雨水径流流过时下渗,超过绿地草坪渗透能力的雨水则进入雨水池收集。

2、城市雨水水质分析

城市雨水水质情况非常复杂,城市与城市之间的差异、汇水面、降雨的季节、降雨特征等的不同都会影响到城市雨水的水质。雨水径流污染主要表现在以下几个方面。

第一是由于大气的污染,直接由于降雨带来的污染物,这些污染物的种类主要取决于各个城市的空气状况,还可能由于大气的迁移,从外域带入(如北方地区的沙尘暴)。

第二是屋面。屋面雨水径流的水质主要取决于非降雨期空气中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料对屋面径流水质的影响非常明显。尤其是沥青油毡类屋面材料(特别是普通油毡类)污染比较严重,比混凝土平板、现浇钢筋混凝土屋面以及瓦屋顶(像小青瓦、石棉瓦、平瓦)的污染量高出许多倍。材料的老化和夏季的高温曝晒,收集雨水中的污染物浓度都会有显著的提高,并且色度大,主要为可溶性COD,多集中在暴雨初期径流中,浓度达到数百甚至超过数千mg/l,当然雨水水质也取决于该城市的降雨量、气温、降雨间隔时间、屋面材料的种类等,一般说来降雨后期COD的浓度可稳定在100mg/l以内。

第三是路面雨水径流水质和影响因素最为复杂[6]。大气、屋面污染物都会汇入到路面,加上路面本身各种污染因素,如路面所用材料、汽车尾气排泄物、生活垃圾、和植被地带冲出的泥沙等,其成分异常复杂,随机性很大。但也有一定的规律:如污染物主要集中在雨水初期径流中,污染浓度主要受两次降雨之间的间隔时间、空气质量、降雨量和暴雨强度,路面状况等因素影响。总的说来,在降雨过程中,浓度逐渐下降,最后趋于稳定,其主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂,重金属及其它无机盐类。

三、城市雨水作为中水原水在中水工程中的应用

从雨水的水质分析可知,屋面雨水的水质远远高于通过道路雨水截流收集到的雨水, 当然绿地草坪滞蓄收集到的雨水水质也非常好,但是由于绿地草坪的渗透能力比较强,能收集到的雨水数量有限,因此在实际过程中通常采用屋面收集到的雨水作为中水原水。从以前所采用的中水系统来看,大部分的建筑中水系统都采用生化处理工艺,因此雨水利用必须采用独立系统。

在屋面雨水作为中水原水的处理方案选择时,由于初期降雨的污染浓度比较高,应该考虑屋面雨水的初期弃流,初期弃流量大约2mm时比较合适。

四、城市雨水作为中水原水应用中的问题

在目前水资源日益紧张,水污染日趋严重,城市生态环境恶化的情况下,城市雨水作为补充水源加以利用,不仅可以减轻城市的用水压力,而且还可以降低城市的雨水洪涝灾害。

1、目前雨水利用还缺乏一定的标准和规范。各地的雨水利用处于摸索阶段,缺乏充分的科学分析和指导。雨水利用系统的组成、集流面的面积、储水池的防渗材料选用,水窖水质的净化,都尚未形成公认的标准和规范。

2、在现阶段,政府应该加大对中水工程的投资力度,在政策上应该给予优惠、扶持采用生命力。目前中水的实际价格比自来水要高,人们单从经济方面去考虑,往往不愿意投资中水工程。因此政府应该尽快采取一定的措施来调节中水的价格,刺激中水的广泛应用。

第7篇:雨水利用方案范文

关键词:雨水;生态;规划;设计

引 言

雨水作为一种宝贵的资源,在城市水循环系统中起到重要的作用。建筑区占据着城市近70%的面积,并且是城市雨水排水系统的起端。建筑小区雨水利用是城市雨洪利用工程的重要组成部分,对城市雨水利用的贡献效果明显,并且相对经济[1]。小区是城乡社会最基本的单元,也是城市社会管理的微观基础,因此只有城市的每个细胞(小区)健康,才能维持整个城市系统的健康。随着环境时代的到来,,建筑与小区对雨水的简单利用渐进为对雨水高层次的开发,为充实与更新城市风貌特色,雨水环境开始受到人们的关注,并成为今日城市设计的重点。本文正是以小区理水为研究对象对小区雨水利用工程进行初步探索。

1 当前我国雨水环境面临的问题

在当前快速的城市化进程中,我国面临的雨水环境问题包括雨水径流等非点源污染引致的水质恶化问题,因过度开采而不及时补充地下水及地面建筑密度过大引起的城市地面沉降问题,防洪能力下降引发的洪涝灾害问题。

从水质恶化,地面沉降,洪水泛滥三种水环境问题成因分析可得共识,水环境问题的产生都与不合理的土地利用方式有关,小区规划与设计过分强调建筑形态和主体结构的建设而忽视了针对雨水利用的整体性研究。雨水利用工程是一种新的系统工程,我国的雨水利用工程还只是处于起步研究阶段。因此,在未来小区规划与设计过程中应充分重视小区大环境和雨水环境的共享性,做到小区规划与设计同小区雨水专项规划与设计同时进行,通过合理的土地利用方式将“雨污”“雨洪”变废为宝,加以利用。

2 对小区雨水利用规划与设计进行思考

小区雨水循环利用的理念与实践正在逐步为我国开发商和居住着所接受,但目前人们对雨水利用方式了解程度的差异,许多新建设的城市住区住宅项目雨水环境建设仍存在着盲目性和随意性,缺乏先进的发展理念和科学技术。因此,我们很有必要以本国或本地区的社会经济状况为研究基础,结合当前国内水环境问题,选择合适的“本土化”的发展模式。“本土化”的发展模式包括两个步骤:一是制定小区雨水环境规划基本思路;二是规划基本思路支持下的工程设计。

2.1 制定小区雨水环境规划基本思路

与传统的雨水径流管理模式不同,解决城市雨水问题必须遵循可持续发展的指导思想。从源头进行降雨径流污染的控制和管理,其基本原理是通过集中与分散相结合的,小规模的源头控制机制来达到对暴雨所产生的径流和污染物的控制,并综合采用入渗、过滤、调节蓄流等多种方式来减少径流排水量,使开发后城市的水文功能尽可能的接近开发之前的状况。基本思路可以概括为:以水定规划,即以水系为骨架的网络格局,以影响雨水环境因素和雨水利用方式的不同,通过道路红线、城市绿化绿线、河湖水面蓝线确定整个规划区为“建设区域”、“交通区域”、“绿地区域”和“水域”;以水定规模,“雨水利用工程的设计和建设,以建设工程硬化后不增加建设区域内雨水径流量和外排水总量为标准”[2]。以构建雨水利用系统作为小区给水排水系统中的一个子系统,应与小区内其它给排水系统一样进行雨水总量平衡分析、综合计算。准确的水量平衡分析是决定雨水利用系统规模和优化方案的重要依据,我们可以根据水量盈亏平衡情况(采取地下水与地面水联合措施,在丰水期以雨水资源代替地下水为水源,并通过人工回灌地下水,蓄养地下水资源)对雨水直接利用、渗透、排放等进行合理分配;以水定布局,小区雨水系统应根据城市规划布局、地形结合竖向规划和城市雨水受纳置,以居住小区为单位因地制宜建立集中生态雨水处理系统与分散生态雨水处理系统相结合的布局,通过建立滞留池、渗透沟渠等以利就近排放、处理与回用,提高雨水处理效率。

2.2 规划基本思路支持下的工程设计

居住小区的土地利用大致可分为四个区域:建设区域、交通区域、绿地区域和水域。其中建设区域包含组团建筑和,交通区域包含主干道路和停车场等,绿地区域包含渗透沟渠和洼地等湿地系统,水域包含生态蓄水池等水域。在绿化带、植被缓冲带规划中考虑对城市水文的影响;在地面硬化中增加渗透铺装;在景观设计中,尽可能保持原有的地形地貌,使用低势绿地、渗透管渠等渗透措施,满足社会需求的同时促进雨水环境的生态健康。

2.2.1 建设区域土地利用设计

越来越多的人已经认识到了屋顶绿化在改善环境,节约能源等方面发挥的巨大作用,许多城市的地方政府也都相继出台了相关政策鼓励屋顶绿化。因此,以建筑物为主的建设区域可以通过屋顶绿色来利用雨水。

屋面雨水污染负荷包括降雨过程中雨水和空气中污染物接触所形成的污染负荷和雨水在屋面冲刷过程中所形成的负荷,屋顶绿化可以通过植物截留吸收部分雨水并利用植物根系降解所蓄积的污染物;在靠近雨水收集区域要考虑溢流口,遇到暴雨时超出土壤渗透能力的降雨可通过溢流口直接下排,不会造成屋顶过量积水。

2.2.2 交通区域土地利用设计

道路、停车场和步行广场是人和车辆比较聚集的场所,雨水径流水质容易受到污染,如果地面材料均采用不透水材料很容易断绝雨水入渗土壤的机会,无法循环回大地来滋润土壤,同时造成土壤失水、植生环境恶化、洪水量大增的现象,这是一种十分不经济、不生态的做法。为了改善城市的渗透功能,必须进行人造环境的全面透水化设计。

地表铺面透水化设计法就是以多孔质的透水混凝土、嵌草砖、透水砖等来铺设地面的方法。人工补助入渗设计法是在道路、停车场和步行广场路面设置倾斜微小坡度,不仅保证水体下渗、路面排水,同时还能将雨水冲刷道路时所含有的金属离子和其他无机污染物通过植物吸附[3]。切忌用不透水混凝土作为在渗透路面的下垫面,硬化的下垫面无法达到渗透的效果,使一切设计成为形象工程。

2.2.3 绿地区域土地利用设计

绿地区域包含渗透沟渠和植被洼地等系统,绿地区域不但是雨水汇水面和天然的渗透设施同时还是雨水污染物处理单元。渗透沟渠设计的关键是控制调整好周边道路和沟渠底部高程关系,雨水冲刷道路、停车场和步行广场未下渗部分沿地势流渗透沟渠,由于初期径流的污染严重,若降雨强度不高,流在渗透沟渠中的水经土壤过滤和下渗;若降雨强度较高,渗透沟渠中的水体则溢流进入生态蓄水池,经过植被的滞留、吸附处理再进入河流。

绿地系统是一种有效的径流截污净化设施,还能起到调蓄雨水和增加下渗的作用,但对于渗透沟渠的使用有一些实际的限制,这包括土壤的渗透率、随时间增加潜在的渗透率的降低以及对地下可能的污染.必须对这些情况进行检查以确定渗透设施是否恰当,包括地下水的深度、地下水位季节性的变化、地下水流动方向和坡度等。

2.2.4 水域土地利用设计

水域的设计主要是生态蓄水池的设计,国内很多城市小区的屋顶雨水收集系统已经比较完善了,但是却没有相应的处理和回收系统,收集的雨水仍与污水一起排走。生态蓄水池能起到地表中用来调蓄雨水的作用,它可以使水分慢慢的渗透入地下,补充地下水位;生态蓄水池也能在水位较高时溢流排除多余的雨水。生态蓄水池的设计遵循水量平衡原理,总径流雨水量是下渗雨水量、调蓄雨水量、排放雨水量之和;在降雨强度不大的城市,排放雨水量设计为零,调蓄雨水量即是进水量和下渗雨水量之差。

生态蓄水池驳岸是指恢复后的自然河岸或具有自然河岸“可渗透性”的人工驳岸,它可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节,同时也具有一定的抗洪强度。生态驳岸可恢复和改善滨水地区生态环境。可抑制地表径流,截留地表垃圾,防止垃圾进入河道污染河水;可绿化环境,提供舒适宜人的景观;可控制护坡土体流失,恢复被破坏的生态环境,使被破坏的生物链又逐渐形成,从而慢慢恢复到原始自然环境。这是传统的硬质化护坡所无法比拟的。

3 结语与展望

传统的城市发展对雨水问题多采取排放的作法,对雨水资源化和污染控制考虑得不够,亦即对自然的生态平衡、城市水系统整体环境等未作细致分析。事实上,在城市规划时,在宏观上把握城市发展的同时,合理对雨水问题加以论证,把土地利用计划与雨水利用、径流污染控制相结合,会对总体上控制解决城市雨水问题带来许多便利。

小区雨水的利用是维护自然界水循环环境的需要,节水的需要,修复城市生态环境的需要,抑制地面沉降、洪涝灾害的需要。建筑与小区雨水利用系统以其良好节水效益和环境生态效益适应城市的现状与需求,具有广阔的应用背景。

参考文献

[1]赵世民,赵锂,王耀堂等.建筑与小区雨水利用工程技术规范实施指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2006,17~18.

第8篇:雨水利用方案范文

关键词:水资源矿雨水水 中水工程

Abstract: with the rapid development of national economy, water resource in coal mining area is generally shortage, mining area of utilization of rainwater resources has important significance. This paper introduces the mining area water as raw water collection and water quality analysis and application in water engineering.

Key words: water resources mineral water water water project

[中图分类号] TU991[文献标识码]A[文章编号]

1.概述

以前矿区水资源主要致力于地表水资源和地下水资源的开发,不重视对煤矿矿区汇集径流雨水的利用而任其排放,造成了大量宝贵雨水资源的流失,随着煤矿矿区现代化水平的提高和经济的高速发展,煤矿矿区雨水问题愈发突显出来。随着煤矿矿区建设的不断发展,煤矿矿区建筑物、构筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和沥青路面,他们的径流系数一般为ψ=0.9,也就是说降雨量的90%将形成地面径流。大量的雨水径流没有利用就直接排放掉了,不仅仅是水资源的巨大浪费,同时也加大了煤矿矿区排水设施的负担以及增加了煤矿矿区雨水洪灾的概率。

煤矿矿区现代化进程加速,不透水面积扩大,使得相同的降雨量煤矿矿区地区产生的径流量比农村地区大,而且煤矿矿区中雨水下水道的铺设及天然河道的改变使雨水流向排水管网更为迅速,洪水总量增加,洪峰增高和峰现时间提前,导致煤矿矿区雨洪灾害问题日益严重。为了解决和缓解这些问题,雨水利用是行之有效的方法之一。

其实煤矿矿区雨水是一种宝贵的自然资源,在煤矿矿区水循环系统和流域水环境系统中起着十分重要的作用。可用于补充地下水、绿化用水、景观用水、居民杂用、工业用水,深度处理后还可作为饮用水。

2. 煤矿矿区雨水的收集

煤矿矿区雨水在实际利用时受到诸多因素的限制,像气候条件、降雨季节(南方地区多集中在春夏两季)的分配,雨水水质的情况和地质地貌等自然因素的制约以及特定地区建筑物的布局和结构等一些其它因素的影响。煤矿矿区雨水的收集通常有如下几种途径:

(1)屋面雨水集蓄。利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统,主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水,如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水,减轻煤矿矿区排水和处理系统的负荷,减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。

(2)是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮,以拦截雨水径流携带的污染物;日本名古屋的若宫大通调节池,建在城市的街道下面,长约316m,宽度47~50m,深约10m,最大贮留量约为10×104m3)[1]

(3)绿地草坪滞蓄[2]。绿地草坪供雨水径流流过时下渗,超过绿地草坪渗透能力的雨水则进入雨水池收集。采用各种雨水渗透设施,让雨水回灌地下,补充涵养地下水资源,是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝等多种效益。

3.煤矿矿区雨水水质分析

煤矿矿区雨水水质情况非常复杂,煤矿矿区之间的差异、汇水面、降雨的季节、降雨特征等的不同都会影响到煤矿矿区雨水的水质。雨水径流污染主要表现在以下几个方面。

第一是由于大气的污染,直接由于降雨带来的污染物,这些污染物的种类主要取决于各个煤矿矿区的空气状况,还可能由于大气的迁移,从外域带入(如北方地区的沙尘暴)。

第二是屋面。屋面雨水径流的水质主要取决于非降雨期空气中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料对屋面径流水质的影响非常明显。尤其是沥青油毡类屋面材料(特别是普通油毡类)污染比较严重,比混凝土平板、现浇钢筋混凝土屋面以及瓦屋顶(像小青瓦、石棉瓦、平瓦)的污染量高出许多倍。材料的老化和夏季的高温曝晒,收集雨水中的污染物浓度都会有显著的提高,并且色度大,主要为可溶性COD,多集中在暴雨初期径流中,浓度达到数百甚至超过数千mg/l,当然雨水水质也取决于该煤矿矿区的降雨量、气温、降雨间隔时间、屋面材料的种类等,一般说来降雨后期COD的浓度可稳定在100mg/l以内。

第三是路面雨水径流水质和影响因素最为复杂[3]。大气、屋面污染物都会汇入到路面,加上路面本身各种污染因素,如路面所用材料、汽车尾气排泄物、生活垃圾、和植被地带冲出的泥沙等,其成分异常复杂,随机性很大。但也有一定的规律:如污染物主要集中在雨水初期径流中,污染浓度主要受两次降雨之间的间隔时间、空气质量、降雨量和暴雨强度,路面状况等因素影响。总的说来,在降雨过程中,浓度逐渐下降,最后趋于稳定,其主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂,重金属及其它无机盐类。

4. 煤矿矿区雨水作为中水原水在中水工程中的应用

从雨水的水质分析可知,屋面雨水的水质远远高于通过道路雨水截流收集到的雨水,当然绿地草坪滞蓄收集到的雨水水质也非常好,但是由于绿地草坪的渗透能力比较强,能收集到的雨水数量有限,因此在实际过程中通常采用屋面收集到的雨水作为中水原水。笔者对某市某次雨水的水质进行了分析,见下表1。

表1屋面雨水水质分析

从表中可知BOD5/COD(可生化系数)的值小于0.3,由此可见屋面雨水不宜采用生化处理工艺,宜采用物化处理,即采用筛网格栅、混凝沉淀及过滤等工艺。从以前所采用的中水系统来看,大部分的建筑中水系统都采用生化处理工艺,因此雨水利用必须采用独立系统。

在屋面雨水作为中水原水的处理方案选择时,由于初期降雨的污染浓度比较高,处理难度大, 因此对初期雨水的控制主要采用弃流处理。初期雨水弃流可去除径流中大部分污染物, 包括细小的或溶解性污染物, 因此是一种有效的水质控制技术。初期弃流量大约2mm时比较合适。雨水处理方案如图一所示。

5.煤矿矿区雨水资源化的建议

目前国内针对煤矿矿区雨水资源化及控制雨水径流带来的污染问题还没有系统的或较为成熟的激励措施和管理办法。主要表现在以下几个方面:

(1)雨水利用还缺乏一定的标准和规范。各地的雨水利用处于摸索阶段,缺乏充分的科学分析和指导。雨水利用系统的组成、集流面的面积、储水池的防渗材料选用,水窖水质的净化,都尚未形成公认的标准和规范。

(2)现阶段,政府应该加大对中水工程的投资力度,在政策上应该给予优惠、扶持采用生命力。 在国外,德国和日本等一些发达国家,城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。德国除了对城市雨水利用采取不同的方式外,还制订了一系列有关雨水利用的法律法规,对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。若用户实施了雨水利用技术,国家将不再对用户征收雨水排放费(德国雨水排放费和污水排放费用一样高,通常是自来水费的1.5倍左右)。例如2001年1月1日起德国汉诺威市开始征收雨水费。该市规定如建筑房屋、硬化地面因雨水不能渗入地面而流入城市雨水管网,则要交纳雨水费。雨水费按此房屋和硬化地面的面积计算,目前费用为0.63欧元/m2.年[4]。

就目前情况看,煤矿矿区雨水利用系统建设在全国尚处在起步阶段。煤矿矿区雨水利用不仅可以解决部分煤矿矿区的水资源短缺问题,也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。煤矿矿区雨水利用作为公益事业,不仅具有环境生态效益和社会效益,还有潜在的直接或间接经济效益。

参考文献:

[1]赵廷红、牛争鸣.实现城市雨水资源化的基本途径[J].中国给水排水.

[2] 钱易、刘昌明、邵益生.中国城市水资源可持续开发利用[M] .中国水利水电出版社,2002.

[3] 北京城市节约用水办公室.节水新技术与示范工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

第9篇:雨水利用方案范文

【关键词】海绵城市;雨水资源化

一、海绵城市的发展概况

现有的许多关于雨水资源化的设计与研究基本上都是从具体的工程及项目的角度入手来进行研究的,但是从整体上和多目标来解决雨水的问题并不是一个单一的工程或者一个具体的方法能做到的,这需要一个整体的理论体系和系统操作。因此,这就需要从城市发展规划的前瞻性地层面来分析雨水资源化的方向,构建雨水的利用格局。在我国,这方面的研究才刚开始起步,仅仅停留在具体的小措施水平上,而发达国家已经从工程技术的层次发展到与景观生态设计相结合的程度。城市整体规划以及城市景观规划设计应该为提供解决问题的平台,但是传统的规划主要是将雨水通过管道收集到污水处理厂进行处理,这样不仅增加了排水设施的工作压力增大也加重了处理设备的负荷。我国目前城市的雨水还没有被纳入规划,这样就造成了雨水设施的随意性较大,没有充分利用好雨水的价值。

海绵城市的建设是以小区和城市道路或者绿地等为依托,并涉及城市建设的方方面面。海绵城市在保护城市环境以及生态文明等方面体现出的价值是不可估量的,因此要真正落实海绵城市的要求,不仅仅需要政府职能部门的密切配合,也需要每一个市民的积极参与。

我国海绵城市的建设还处于起步阶段,在城市中对雨水还属于小尺度的应用,以工程设施的探讨为主,而在更大尺度上的考虑,也仅仅限于雨水的储存排除和利用的水平。而设计者往往不愿意更多从城市整体的建设的角度去思考,而政府部门又由于种种原因不能做出正确的判断,或者难以给出一个合理有效的方案,因此我国在建设海绵城市方面还没有一个整体的系统的理论和实践的经验或指导思想,还停留在一个概念的阶段。但是也有地方的成功案例令人眼前一亮,这里的成功经验是指在治理的过程中引入新的理论和实践。陕西西咸新区沣西新城在推行雨水综合利用上迈出了坚实的一步,该地区在城市绿地建设上采取了下沉式绿地的做法,他们称此为“植生滞留槽”,即在城市道路边低几公分区域种植灌木花草,铺上粗砂砾石,再把我们平常看到的下水道格栅设置在灌木花草间,保证所有道路范围内绿地都能有效收集到雨水。在房屋建筑上,采用雨水花园、生态绿地等工艺,用人工挖掘的浅凹绿地,汇聚吸收来自屋顶或地面的雨水;在景观绿地内,采用生态湿地、生态雨洪系统等工艺,将临近的市政道路、小区的雨水汇流至绿地内。

二、城市雨水资源化系统特点

城市在形成和发展过程中有复杂性、动态性等特征,雨水在 资源化利用过程中又有作为资源的部分特点。因此,城市雨水资源化系统有以下特点。

(一)尺度性

尺度性即指区域性。城市从兴起到现在,不同的城市职能不同,同一城市各个分区又具备不同的功能,因此正确把握研究尺度、合理选择研究区域至关重要,从而为不同区制定不同的可行性方案,特别是对典型区、特殊区的利用研究。

(二)综合性

雨水的降落具有不稳定性,时空差异性。城市的下垫面又分为不透水地面和透水地面,不同的降雨过程在不同的城市区 域往往会形成不同的径流和下渗,所以综合考虑不同功能区如居民区、工业区、文教区的土地利用和建筑特点才能对雨水的利用作出合理的规划,达到雨水利用最大的目的。如日本于1992 年颁布了“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分,要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。

(三)效益性

(1)经济效益。雨水的收集能够在工业、农业、日常生活中产生巨大的经济效益。工业方面,收集的雨水经简单净化后可用作设备冷却循环水,提高经济效益,增加国民收入;农业方面,雨水可直接引入农田,同时建立雨水集蓄系统解决干旱时节农作物灌溉问题,从而提高粮食产量,增加农民收入;日常生活方面,可将收集的雨水并入中水系统,用于家庭洗车、冲厕等,这样间接减少了对地下水的开采,达到采补平衡。

(2)社会效益。城市雨水利用是城市防洪的重要内容。雨水利用能够调节洪峰时的径流量,减少洪涝灾害。美国加州富雷斯诺市的LeakyAreas地下回灌系统,在1971- 1980年期间, 回灌总量为1. 338亿立方米,回灌量占该市年用量的1/5大幅减少了城市雨水径流量[4]。

(3)生态效益。雨水资源可用作城市园林绿化区的生态用 水,同时下渗的雨水又可弥补下降严重的地下水,缓解地下“漏斗”区和地面沉降。此外,对雨水利用程度的提高相应地会减轻对周边水的污染,改善水循环系统和城市生态环境。

三、利用雨水的重要意义

雨水收集后不仅可以减轻暴雨期间城市的排水压力,减少水污染,还可以节省优质自来水,从而解决城市水资源短缺,把资源利用、预防洪涝、城市景观和环境改善等功能融为一体,一方面雨水利用可以减缓洪涝灾害、改善生态环境。通过建立完整的雨水利用系统(由河流水系、坑塘、湿地、绿色水道和下渗系统共同构成),就可以有效调节雨水径流的高峰流量,待最大流量下降后,再将雨水慢慢排出,大大减轻城市排水管网的压力,减缓洪涝灾害的发生,同时还可减少排水设施投资,而且采用雨水渗透设施,使雨水渗透至地下,不仅涵养了地下水,还可增加浅层土壤的含水量,调节气候,从而遏制城市热岛效应、干岛效应;建立分散式或集中式雨水集蓄渗透设施,如集雨深井等,将雨水回灌地下,可缓解地下水位下降,避免因地下水过度开采而导致地面沉降等的发生;一方面雨水利用可以减少污染物排放。雨水冲刷屋顶、路面等硬质铺装后,其污染比较严重,通过坑塘、湿地和绿化通道等沉淀和净化,再排到雨水管网或河流,就会起到拦截雨水径流和沉淀悬浮物的作用;一方面雨水利用能实现雨水资源化。通过保护河流水系的自然形态、增加坑塘湿地等下渗系统,可以保障地表水和地下水的健康循环和交换,可以间接地补充城市水资源;而且通过净化之后的雨水,也可以直接补充水资源用于非饮用水。

四、结束语

为缓解我国城市水资源紧缺的现状和解决水涝现象严重的问题,需制定科学、合理的城市雨水利用规划,实现投入资金的合理安排和使用。同时鼓励采用高效率的雨水利用系统和技术创新 ,进一步促进雨水利用工程技术的相关规范、标准的制定和管理制度的建设,推动雨水利用产业的发展。

五、参考文献: