城市雨水收集模式與處理技術(shù)研究

劉平

摘 要：隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城區(qū)不透水面積逐年增加，雨水徑流量增大，流出時間縮短。這不僅造成水資源的巨大浪費(fèi)，加大了城市排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，還對城市的生產(chǎn)、生活造成極大的影響，并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，相關(guān)部門應(yīng)該本著建設(shè)環(huán)保型、節(jié)約型社會的原則，提高處理城市雨水的技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：雨水；城市；收集模式；處理技術(shù)

1 城市雨水的收集處理現(xiàn)狀

1.1 城市雨水的特點

城市雨水的處理涉及到很多相關(guān)因素的影響，因為城市擁有密集的建筑群、復(fù)雜的道路網(wǎng)，在對雨水進(jìn)行收集和處理的時候不得不考慮到這些外部條件的制約和影響，才能夠根據(jù)具體的實際情況選擇最合適的收集模式和處理技術(shù)，從而達(dá)到提高水資源利用水平的效果。對于城市的雨水利用，目前應(yīng)用較多的是新建建筑區(qū)的雨水收集利用。因為建筑區(qū)對水資源的需求量比較大，對小區(qū)雨水資源實行回收利用，可以實現(xiàn)雨水的就地利用，有效緩解城市管網(wǎng)的供水壓力。而目前所講的建筑區(qū)雨水收集，主要是對建筑屋面雨水的收集，因為屋面相較于路面來說回收雨水的成本更低、效率更高。因此，建筑區(qū)內(nèi)建筑屋面的雨水利用一直以來都是城市雨水利用的關(guān)注重點。

1.2 城市雨水回用存在的問題

第一，由于我國城市系統(tǒng)的發(fā)展和建設(shè)起步較晚，在規(guī)劃設(shè)計的合理性方面還有待提高。其中一個具體的體現(xiàn)就是，城市雨水資源的利用尚缺乏一個完整的理論體系和管理框架進(jìn)行指導(dǎo)。盡管近年來我國一些大型城市已經(jīng)開始對城市雨水進(jìn)行科學(xué)的收集和處理，但由于缺乏有效的管理體系而收效甚微。還有很大一部分城市的雨水利用僅處在剛剛起步階段甚至是空白階段。而國外很多城市在城市雨水資源的利用方面已經(jīng)取得了不錯的研究成績和豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。我國的城市雨水利用想要朝著國際化的水平靠攏，徹底實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)范化仍然有很長的路要走。第二，對城市雨水相關(guān)技術(shù)的資金投入不夠。各個城市對雨水再回收利用的重視程度不同，就會導(dǎo)致進(jìn)行不一樣的資金投入。但是總體來說，我國在城市集雨系統(tǒng)上的資金投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國際標(biāo)準(zhǔn)，實際的收集處理技術(shù)很難得到實質(zhì)性的提高，直接影響了城市雨水收集工作的成效。

2 城市雨水收集模式和處理技術(shù)的研究

2.1 城市雨水收集模式分析

在選取不同城市的雨水收集模式的時候，必須充分考慮到相關(guān)的制約因素。其中，最為重要的一個因素就是回用雨水的雨量。如果一個地區(qū)在先進(jìn)設(shè)備的幫助下，采集到的有效雨水量仍然達(dá)不到一定的標(biāo)準(zhǔn)，那么雨水收集處理運(yùn)行系統(tǒng)就很可能會出現(xiàn)較大的虧損，造成資源的浪費(fèi)，也就不必要對該地區(qū)的城市雨水進(jìn)行回收利用了。而在有效集水量能達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，則應(yīng)該積極制定該地區(qū)的城市雨水回收計劃。但對于一些已經(jīng)建成的小區(qū)或建筑物，如果施工成本過高或可收集規(guī)模過小，則相對來說不具有經(jīng)濟(jì)適用性。而對于一些新建的建筑區(qū)，則應(yīng)該加強(qiáng)雨水采集設(shè)施的建設(shè)，從設(shè)計的合理性上提高雨水的回收利用效率，以同時實現(xiàn)雨水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。回用雨水的雨量很大程度上取決于自然條件，降雨的分布情況和數(shù)量多少都會對回用雨水的雨量產(chǎn)生直接的影響。但城市降雨量的多少是一個不可預(yù)測的數(shù)據(jù)，且很難對其進(jìn)行控制。而城市中適合進(jìn)行雨水收集的面積大小以及收集系統(tǒng)的有效性，也是影響回用雨量的關(guān)鍵因素。因此，如何加強(qiáng)雨水收集系統(tǒng)的設(shè)計科學(xué)性也就成為了至關(guān)重要的問題。一般情況下，良好的建筑屋頂集水系數(shù)，在扣除雨水滲漏、蒸發(fā)等損失的情況下，還應(yīng)該達(dá)到0.8左右才是合理的。

在雨水的收集方面，城市雨水可采用雨水入滲、收集回用或兩者相結(jié)合的方式。具體選用哪一種方式應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厝彼闆r、降雨量季節(jié)變化情況、室外土壤的入滲能力以及經(jīng)濟(jì)合理性等因素綜合確定。對于年降雨量小于400mm的城市，雨水利用宜采用雨水入滲系統(tǒng)。而對于年降雨量大于400mm的地區(qū)，雨水利用宜采用收集回用系統(tǒng)。因屋面雨水的污染程度較小，所以是雨水收集回用系統(tǒng)優(yōu)先考慮的水源?；赜糜晁嗽O(shè)棄流設(shè)施，以便將污染嚴(yán)重的初期徑流雨水及時排除，以有效減輕后續(xù)水質(zhì)凈化處理設(shè)施的負(fù)荷。就雨水回用設(shè)施的規(guī)模來說，回用管網(wǎng)的最高日用水量，不宜小于集水面重現(xiàn)期1～2年的日雨水設(shè)計總量的40%，這相當(dāng)于平均日耗水量不小于日雨水設(shè)計總量的30%。雨水回用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置雨水儲存設(shè)施，其有效容積不宜小于1～2年的日雨水設(shè)計總量（雨水總量應(yīng)扣除設(shè)計初期雨水棄流量），這是確保日雨水設(shè)計總量無流失的最小容積。

2.2 城市雨水處理技術(shù)的探討

常規(guī)的雨水處理是將雨水收集到蓄水池后集中進(jìn)行物理、化學(xué)處理，以去除雨水中的污染物。在工藝流程的選擇中，需充分考慮降雨的隨機(jī)性、雨水水源的不穩(wěn)定性以及雨水儲存設(shè)施的閑置等因素。

微生態(tài)濾床技術(shù)是上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型處理技術(shù)。和常規(guī)的生化處理比較，微生態(tài)濾床具有可生化性強(qiáng)，氮、磷去除能力高，投資及日常運(yùn)行費(fèi)用低等特點。微生態(tài)濾床由水生景觀植物和生態(tài)基質(zhì)層兩大系統(tǒng)組成，利用兩大系統(tǒng)共同營造的生態(tài)凈化空間，綜合物理、化學(xué)、生物等處理因素并放大功效，使水凈化工藝達(dá)到最大化。該技術(shù)運(yùn)作的核心是對有氧區(qū)域的尺寸和數(shù)量的管理。通過選擇不同的基質(zhì)和根系，處理過程中的有氧或無氧反應(yīng)會得到合理利用，提高處理效率。

微生態(tài)濾床技術(shù)相對常規(guī)生化處理，具有如下優(yōu)勢：（1）蓄水池與清水池合建。避免了常規(guī)工藝中，蓄水池和清水池分隔，在貯水時間超過4天后，水池內(nèi)產(chǎn)生藻類等水體變質(zhì)的情況。（2）不投加任何化工藥劑也不投加微生物，營造一個天然的生態(tài)系統(tǒng)，沒有二次污染。（3）不需要更換填料，機(jī)電設(shè)備只有一臺水泵，沒有曝氣等其他設(shè)備。（4）自動化控制，無需專人值守，日常維護(hù)成本低。（5）使用壽命高達(dá)30年以上。（6）整個微生態(tài)濾床系統(tǒng)不含泥土，而且表面干燥可行走，與周邊景觀融合度高，更加契合雨水回收綠色環(huán)保的主題。

3 結(jié)束語

隨著城市雨水利用技術(shù)的不斷推廣，越來越多的人開始重視城市雨水收集利用技術(shù)。在城市初期雨水收集利用系統(tǒng)的建設(shè)過程中，應(yīng)該根據(jù)工程項目環(huán)境，對系統(tǒng)方案進(jìn)行合理選擇，保證系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

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