雨洪利用技術(shù)在住宅小區(qū)中的實踐.doc

雨洪利用技術(shù)在住宅小區(qū)中的實踐摘要：雨洪利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨洪利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存，是從水文循環(huán)中獲取水為人類所用的一種方法。 關(guān)鍵詞：雨洪利用技術(shù) 實踐 前言雨洪利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨洪利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存，是從水文循環(huán)中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻?，F(xiàn)有水資源利用方法有兩個，一是收集雨水用于人畜飲用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；另一種就是進行城市中的雨水集蓄。水資源更有效地收集利用，是解決當(dāng)前各大城市缺水最佳的方法。北京市從2003年就制定并執(zhí)行了關(guān)于加強建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定，要求以后所有新建、改建、擴建工程均應(yīng)加入雨水利用工程的建設(shè)，否則有關(guān)部門將不予驗收。建筑工程的雨水利用和收集有三種方式：如果建筑物屋頂硬化，雨水應(yīng)該集中引入綠地、透水路面，或引入儲水設(shè)施蓄存；如果是地面硬化的庭院、廣場、人行道等，應(yīng)該首先選用透水材料鋪裝，或建設(shè)匯流設(shè)施將雨水引入透水區(qū)域或儲水設(shè)施；如果地面是城市主干道等基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)該結(jié)合沿線綠化灌溉建設(shè)雨水利用設(shè)施。此外，居民小區(qū)也將安裝簡單的雨水收集和利用設(shè)施，雨水通過這些設(shè)施收集到一起，經(jīng)過簡單的過濾處理，就可以用來建設(shè)觀賞水景、澆灌小區(qū)內(nèi)綠地、沖刷路面，或供小區(qū)居民洗車和沖馬桶，這樣不但節(jié)約了大量自來水，還可以為居民節(jié)省大量水費。在近日北京城市總體規(guī)劃(2004-2020年)的描述，市政系統(tǒng)的中水將成重要水源，到2020年，中心城和新城區(qū)的雨水管道覆蓋率達90%以上，完善污水處理設(shè)施和回收系統(tǒng)，建立中水回用系統(tǒng)，使中水成為城市綠化、道路澆水、生活雜用和工業(yè)冷卻等主要水源。所以說在居民小區(qū)應(yīng)用這些技術(shù)既增加了水資源的可利用率，又為緩解世界水資源的緊缺做出一定的貢獻。一、 雨洪利用技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用的意義及必要性我國是個缺水的國家，人均水資源量為2300立方米僅占世界人均的1/4，到本世紀(jì)末將降到1750立方米。干旱缺水與洪澇災(zāi)害和水環(huán)境惡化一起成為了新世紀(jì)我國面臨的三大水問題，并較大程度地制約了經(jīng)濟增長和社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市規(guī)模和數(shù)量迅速擴大，水資源短缺的局面也日趨嚴(yán)峻，有近400座城市缺水或嚴(yán)重缺水。與此同時，城市化也帶來了環(huán)境污染、洪澇災(zāi)害等一系列問題。特別是不透水地表鋪砌面積的不斷擴大和建筑密度的提高，使地面徑流形成時間縮短，峰值流量不斷加大，排水系統(tǒng)的雨季流量大量增加，產(chǎn)生洪澇災(zāi)害的機會增加、危害加劇。同時，城市雨洪也是城市水體的一種污染源。據(jù)有關(guān)資料報導(dǎo)，在一些污水點源得到二級處理的城市水體中，BOD5（生物氧化量）負荷約有40%80%來自于降雨產(chǎn)生的徑流。在全國523條河流中，有436條受到不同程度的污染，其中流經(jīng)城市的河段90%受到污染。七大水系中除長江外，其它六大水系流域4070%的水質(zhì)降到4、5類，流經(jīng)城市的河段水質(zhì)更加惡化。全國有2400公里的河流魚蝦絕跡，平原湖泊80%受到污染，其中26富營養(yǎng)化，淺層地下水也有不同程度的污染，致使不少重點城鎮(zhèn)飲用達不到飲用標(biāo)準(zhǔn)的水。盡管一些城市為解決這些水問題，采取了調(diào)水等措施，但還是沒有從根本上解決問題。雨洪利用作為開源和節(jié)流并舉的一項措施，是緩解或解決上述水問題的一項重要措施，它具有節(jié)水、防洪、生態(tài)環(huán)境三個方面的效益。要推廣雨洪利用技術(shù)，必須有系列化的成套設(shè)備。國外已經(jīng)有許多成套的相關(guān)設(shè)備，并在全球范圍推廣使用。我國近些年通過研究已經(jīng)取得了一些成果，形成了一些較成熟的技術(shù)，但設(shè)備方面還沒有專業(yè)的生產(chǎn)廠家。急需結(jié)合有關(guān)研究和示范成果，加快雨洪利用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。二、國內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢目前世界上很多國家已經(jīng)認(rèn)識到了雨洪的利用價值，采用各種技術(shù)、設(shè)備和措施對雨洪進行利用、控制和管理。美國、加拿大、意大利、德國、法國、墨西哥、印度、土耳其、以色列、日本、泰國、蘇丹、也門、澳大利亞等五大洲約40多個國家和地區(qū)已經(jīng)開展了不同規(guī)模的雨洪利用與管理的研究和應(yīng)用。美國的克羅拉多州（1974年）、佛羅里達州（1974年）、賓西法尼亞州（1978年）和弗吉尼亞州(1999)分別制定了雨洪管理條例。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)。如美國STAFFORD 郡的雨水管理設(shè)計手冊、佐治亞州的雨水管理手冊、北卡羅萊納州雨水設(shè)計手冊、弗吉尼亞州的弗吉尼亞雨水管理模式條例、Hall郡與Gainesville市的雨水管理手冊（1999）、Portlands 市的雨水管理手冊（2002）等。德國污水聯(lián)合會(ATV)和1995年成立的雨水利用專業(yè)協(xié)會(fbr)制定了德國的一系列城市雨水利用與管理的技術(shù)性規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。與此同時，國外的許多專門生產(chǎn)雨洪利用設(shè)備的廠家和公司逐漸增多。例如德國GEP公司的雨水過濾器、屋頂回水處理回用IRM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多各國家和地區(qū)銷售和使用；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。這些設(shè)備的銷售價格一般都很高，如果只靠進口，一方面數(shù)量上難以滿足市場需求，另一方面也會給使用者帶來沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。我國城市雨洪利用起步較晚，目前主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。如山東的長島縣、大連的獐子島和浙江省舟山市葫蘆島等雨水集流利用工程。大中城市的雨水利用基本處于探索與研究階段，但已顯示出良好的發(fā)展勢頭。北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開展研究和應(yīng)用。由于缺水形勢嚴(yán)峻，北京的步伐較快。曾于20世紀(jì)90年代初，開展了“北京市水資源開發(fā)利用的關(guān)鍵問題之一雨洪利用研究”課題的研究。提出了一些北京城區(qū)雨洪利用的對策和技術(shù)措施。但由于理論技術(shù)和經(jīng)濟等方面的原因，當(dāng)時尚未得到推廣應(yīng)用。正在實施的中德兩國政府間科技合作項目“北京城區(qū)雨洪控制與利用技術(shù)研究與示范”，建設(shè)了分別代表老城區(qū)、新建成區(qū)、將建設(shè)區(qū)、公園、校園雨洪利用模式的6個雨洪利用示范區(qū)和1個試驗中心，總面積達到60公頃。通過試驗研究，形成雨水收集與傳輸、雨洪處理與利用、雨洪回補地下水以及雨洪控制系統(tǒng)等完整雨洪控制與利用技術(shù)體系；并通過示范工程驗證，探索了雨洪控制與利用的工程形式，開發(fā)雨洪控制與利用設(shè)備，形成配套工程技術(shù)，為加強管理提供雨洪控制指標(biāo)和管理措施，為北京乃至我國北方地區(qū)城市雨水利用提供方法、依據(jù)和途徑。另外，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京建筑工程學(xué)院、華北水利水電學(xué)院、上海、天津等單位和地方都開始了城市雨洪利用技術(shù)的研究和應(yīng)用。盡管目前北京市和國內(nèi)一些城市在雨洪利用方面取得了一些成果，但與一些發(fā)達國家的技術(shù)水平相比還有一定的距離，特別在雨洪利用系統(tǒng)的設(shè)備方面，沒有形成規(guī)模生產(chǎn)，實際應(yīng)用過程中還需要單獨設(shè)計，給工程建設(shè)過程和效果造成很多不便。目前的雨水蓄存設(shè)備采用較多的是鋼筋混凝土儲水池，不僅施工慢，造價高，占地面積大，而且還存在水質(zhì)不穩(wěn)定等問題。目前的市政雨水口還只是為順暢排水設(shè)計的，不能去除水中的漂浮物、大顆粒污染物和油污。目前城市道路、廣場、人行道的鋪裝用磚都是不透水的，一下雨就積水，不僅行走不便，而且增加了河道洪峰量，對城市的防洪很不利。因此，要推廣雨洪利用技術(shù)就必須及時結(jié)合相關(guān)的研究成果，加快雨洪利用設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，一方面緩解城市發(fā)展面臨的水問題，另一方面可以帶動整個社會和國家的經(jīng)濟發(fā)展。三 、國內(nèi)市場前景目前，人們越來越認(rèn)識到雨洪利用在節(jié)水、防洪、環(huán)境方面的重大效益，全國各地，特別是北方地區(qū)的城市開始逐步實施雨洪利用工程。同時，由于我國在城市雨洪利用的研究和應(yīng)用方面還處在起步階段，沒有專業(yè)的設(shè)備和生產(chǎn)廠家。對于環(huán)保型雨水口，由于當(dāng)前國內(nèi)道路傳統(tǒng)的雨水口沒有截斷垃圾、污水等功能，對城市水環(huán)境污染負荷的貢獻率較大。急切需要開發(fā)新型的環(huán)保型雨水口產(chǎn)品，以解決雨水口污染問題。本項目的環(huán)保型雨水口正迎合了當(dāng)前政策和市場需求。因此首先以較成熟的透水地面磚、環(huán)保型雨水口和填充式蓄水池為突破口，建設(shè)生產(chǎn)基地，進行雨洪利用系列設(shè)備的生產(chǎn)，實現(xiàn)雨洪利用的產(chǎn)業(yè)化，在國內(nèi)將具有十分廣闊市場和應(yīng)用前景。目前，北京市水利科學(xué)研究所依托中德合作“北京城區(qū)雨洪控制與利用”項目，已經(jīng)研制開發(fā)了透水型地面磚、環(huán)保型雨水口、填料式蓄水池、屋頂雨水過濾器等雨洪利用設(shè)備，這些也是實施雨洪利用主要關(guān)鍵設(shè)備。所研制的透水地面磚的滲透系數(shù)能達到0.5毫米/秒,大于目前所有降雨的強度，即使使用一段時間后有些堵塞也能使?jié)B透系數(shù)保持在0.1毫米/秒，能夠滲透50年一遇的最大降雨。該磚的抗壓強度在35兆帕以上，能夠承受常見各種車輛的荷載。采用透水性的墊層所鋪裝的透水地面能夠消納2年一遇降雨而不產(chǎn)生地表徑流，使雨水滲入地下或收集利用。環(huán)保型雨水口能夠攔截道路上的初期徑流，其中的過濾斗能夠有效攔截道路上的各種較大顆粒污染物，一流裝置和滲透裝置具有攔截和吸附油污的功能，能夠大大減少經(jīng)雨水管道排入城市河道的污染物，顯著改善城市水環(huán)境?？紫缎钏靥盍鲜且环N高強度的孔隙填料，有效孔隙率在95以上，比傳統(tǒng)的鋼筋砼蓄水池的有效蓄水空間率大20左右，同時能夠最大限度的利用開挖空間，具有占地少、造價低的優(yōu)點，代表了地下蓄水構(gòu)筑物新的發(fā)展趨勢。這些設(shè)備已經(jīng)在中德合作“北京城區(qū)雨洪控制與利用”項目的示范區(qū)中得到了應(yīng)用，取得了良好的效果，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。因此本項目以上述3種設(shè)備為重點，建設(shè)廠房、安裝設(shè)備，進行雨洪利用設(shè)備的系列化生產(chǎn)，這將有力地推動雨洪利用在北京和中國的實施，有利于解決城市缺水、防洪、環(huán)境三方面水問題。四、雨洪利用技術(shù)在住宅小區(qū)中的做法1、環(huán)保型透水地面磚對傳統(tǒng)的鋪裝地磚進行了革新，解決了透水性，提高強度相對降低的矛盾，不僅能使磚的透水系數(shù)達到0.5毫米/秒以上，還能使抗壓強度達到35兆帕以上。磚的顏色和性狀可以根據(jù)具體情況變化。2、環(huán)保型雨水口雨水徑流由雨篦子初步攔截較大污物后進入篦子下的過濾斗，過濾斗低封閉，水從側(cè)壁的縫隙進入雨水口內(nèi)，縫隙的寬度510毫米。初期雨水先進入雨水口的前部存儲空間內(nèi)，當(dāng)降雨小于初雨量時，全部截留在雨水口內(nèi)，不向下游流。雨水口內(nèi)的初雨由下部的透水墻逐漸滲入周圍的土壤，自然排空。當(dāng)來水量超過初雨量時，便經(jīng)堰板溢流到末端的小格內(nèi)，經(jīng)管道排向下游。溢流板前有一個攔污板，擋板具有隔油作用并可以攔截漂浮、懸浮污染物?？梢詫⑵〉奈廴疚飻r截。溢流板下的透水墻，還能將雨水過濾后下排。池內(nèi)攔截的初期雨水通過透水墻自然滲出到周圍土壤，節(jié)省動力消耗。設(shè)計合理，技術(shù)可靠，支持環(huán)保?？勺龀梢惑w化產(chǎn)品，便于安裝和管理。3、孔隙蓄水池填料孔隙蓄水池填料由尺寸為1.0米0.5米0.4米的單元模塊組成. 每個模塊容量為190升，自重為9公斤，其整體的95%的空間可用于存水，表面積的43%可用于滲水。內(nèi)部的圓錐柱保證了高強度和牢固度。單元模塊可相互連接成一層，而后多層疊放在一起。通過不同的連接頭，儲水器與普通的排水管網(wǎng)相連。每一個單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計都要能夠控制大量的雨水并暫時對它們進行儲存。如果外包裹是不滲透的膜，水就會一直儲存于該設(shè)備當(dāng)中，相當(dāng)于蓄水池。但是如果包裹層有滲透性膜，暫時儲存的水就會滲透到周圍的土壤中（允許的土壤條件），并回補地下水，不僅能減輕通常排水系統(tǒng)的壓力，而且有益于地區(qū)的環(huán)境。采用基本單元模塊結(jié)構(gòu)對現(xiàn)有儲水池的工作原理和結(jié)構(gòu)形式進行了徹底改變，減少了施工量和投資。單層或多層涂層提供了所有可能的解決方案，不僅可儲水，同時還可滲水。單元模塊結(jié)構(gòu)，便于安裝。高強度、高堅固性，甚至可用于停車場等地面荷重較高的場所而無