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安徽润物海绵城市建设有限公司
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雨水的利用及水资源保护意义
编辑:安徽海绵城市建设有限公司   发布时间:2017-11-13

  雨水利用是一种综合考虑雨水径流污染控制、城市防洪以及生态环境的改善等要求。建立包括屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水利用系统等。将雨水用作喷洒路面、灌溉绿地、蓄水冲厕等城市杂用水的技术手段。然而伴随着现代社会科技与经济的不断发展与进步,我国的用水量在逐步的增加,现如今缺水,已是不争的事实。由于人类无节制的开采和破坏资源,温室气体的肆意排放,导致冰川融化,海面上升,泥石流频发,洪水泛滥,城市内涝,极端天气越来越多,这些都直接导致原有的清洁水资源面临枯竭。雨水、海水等非传统水源的开发利用变得迫在眉睫。

  1.雨水回收利用的必要性

  1.1 应用背景

  水是人类生存必不可少的能源, 也是制约当今社会经济发展的重要资源。我国是一个较为缺水的国家,人均水资源量仅占世界人均的1/4。干旱缺水、洪涝灾害和水环境恶化一起成为了我国面临的三大水问题并在一定程度上制约了经济增长和社会的可持续发展。雨水是地表水的主要来源, 对生态系统具有极其重要的意义, 如何对其进行有效利用已成为人们近几年不断关注的问题。我国具有丰富的雨水资源,年平均降水总量为 6.2×104亿m3,可利用水资源量巨大。随着我国工业化、城市化的进程不断加快,人们对水资源的需求量不断加大。通过对雨水的回用,不仅可以在一定程度上避免旱涝灾害,减轻市政管网压力,也可以在一定程度上解决雨水中所掺杂的杂质造成污染与堵塞的问题。

  1.2 应用优势

  雨水的收集与处理会增加设备的建设费用, 但随着人口的增加、社会经济的不断发展、水资源的短缺,水价上涨已成为必然趋势。因此,将回用的雨水作为低质水以代替生活用水,它所创造的长期效益是无法估量的。雨水的回用更加有利于提高人们珍惜水资源、节约水资源的意识,有着巨大的社会效益。雨水的回用可以减少水土流失,缓解城市化进程中用水与排水之间的矛盾, 并且雨水在收集与滞留的过程中,通过蒸发、下渗等作用,可以进一步改善小范围内的气候状况,减少城市中的热岛效应,从而进一步创造良好的生态环境。

  1.3 国内外雨水回收利用现状

  人类对于雨水的利用已经有了很长的历史。雨水集流系统的研究可以追溯到公元前 8 世纪古罗马时期。在欧洲德国还成立了专门的雨水回用组织,颁布了一系列法律法规。日本是亚洲最早实行雨水回收利用的国家, 从 1982 年开始就逐步将雨水回用纳入国家发展日程。我国对于雨水的回用起步较晚,直至 20 世纪 90 年代,我国才将雨水的回用作为一门单独的学科展开研究。然而,雨水回用在部分地区得到较快的发展并产生了可观的经济效益与生态效益,近几年我国在各城市均举办了相关的雨水回收利用研讨会。随着国际间日益频繁的交流,我国从西方先进国家不断地进行技术上的学习,并根据各地的实际情况建立了符合不同地区的示范性工程。

  笔者在多年的工作实践中,一直在不断学习、关注相关雨水回收利用的研究,并决心用自己的所学知识为国家在该方向上的发展出一份自己的力量!

  2.雨水回收利用实例

  2.1 工程概况

  现以某市大型工业厂区为例。该厂区四周仅一侧市政道路有雨水管网,且管径严重偏小,如果整个厂区雨水全部收集后排至市政管网,将对市政雨水管网的正常运行产生严重影响,故设计时考虑将一部分厂区雨水回收利用,一来可以减轻市政管网的压力,二来可以减少厂区的工业用水耗费。

  2.2雨水利用系统方案设计

  由于降雨前期与后期雨水水质不同,因此要对不同时期雨水采用不同的处理方法。同时,处理水水质须满足相关规定。综上,该工程对厂区雨水的回收利用流程如图 1。此方案仅收集屋面雨水。由于初期雨水杂质较多,故需要对其进行弃流处理。弃流井采用如图 2 的方式考虑到雨水时空分布的不均衡性, 需要设置贮水池, 以调节雨水收集量和实际需求量之间的量差。本工程根据实际情况,贮水池容积取值约2000m3,可供 3~4天绿化和浇洒道路用水。除此之外, 还要设置市政自来水作为补充水源,以作应急及冲洗处理设备用。

  3.雨水回收利用中的若干问题

  3.1 弃流设施的设置部位

  弃流方式的选择对初期雨水弃流量的大小、弃流设备的控制方式,以及施工维护和工程造价等都有影响。弃流装置一般都设置在雨水收集系统的末端, 但这样就导致了为了弃流管网起端的初期雨水,而使得一部分末端附近的中后期清澈雨水不得不同时被弃流掉。为减少水量浪费, 需要把弃流装置设置在整个管网较为中心的部位,也要求在布置时尽可能做到均衡布置,避免狭长型的枝状布置。

  3.2 工程造价问题

  以前面工业厂区雨水回用项目为例。贮水池按 2000m3设计。目前该地区工业用水价格为 4.55 元 /m3, 回用水最高日用水量约为528.0m3/d,一年中假设需要绿化用水的天数为 150 天,则本工程一年用于浇洒道路和绿化用水的费用为 4.55*528.0*150=36.04 万元。雨水回收利用的初期投资费大约为:120 万 (雨水收集系统)+100万 (雨水处理系统)+400 万 (雨水储水池)+50 万 (供水管网系统)=670万。考虑未预计费,回收利用工程总投资约为 700 多万。按静态投资计算,约 20 年左右能收回成本。如果按动态考虑,扣除每年的运行管理费和缺水(回收雨水用尽)时对自来水的利用费,那么投资偿还期将更长。所以如何平衡其经济性和效益性,同样值得我们关注。

  4.结论

  综上,雨水的回用是节水的重要组成部分,雨水的回收利用已经成为必然的发展趋势,它为城市现代化发展起到了积极的推动作用。当然,雨水回用作为一个庞大而长远的系统工程, 它不仅需要各科学团队共同研究,更需要当地政府部门与居民的大力支持。让我们一起为我国的雨水回用工程建设献计献策,为我国的现代化发展贡献出自己的一份力量!