雨水利用工程在渭北旱塬地區(qū)的應(yīng)用實踐

為了更好地推動城市雨水利用工程的規(guī)范化建設(shè),使之符合城市水資源可持續(xù)發(fā)展的需要,應(yīng)建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理組織體系。城市規(guī)劃部門、節(jié)水部門、水利部門、市政部門等相關(guān)單位對雨水利用項目的職責(zé)應(yīng)明確,對雨水利用發(fā)展規(guī)劃、雨水項目的監(jiān)督、論證、方案審查、設(shè)計審批、施工監(jiān)督和使用管理等方面均應(yīng)有科學(xué)的分工和監(jiān)督機制。

在水資源缺乏又有一定降水量的城市,如何通過工程措施有效利用雨水,對于持續(xù)利用水資源、緩解城市水資源矛盾、促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。文章結(jié)合鄭州市情況進(jìn)行了探索。

介紹了屋面雨水利用設(shè)計的過程、降水量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、主要構(gòu)筑物如初雨池、蓄水池、連接明渠的確定,雨水收集過程及雨水利用效益。屋面雨洪利用不僅是開發(fā)利用雨洪水,對削減洪峰流量,保障城市防洪安全起作用,對改善水環(huán)境意義更為重大,應(yīng)積極予以實施。

城市雨水利用是關(guān)系到城市可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)工作之一。對其可行性和適用性進(jìn)行評價是科學(xué)決策的重要依據(jù)。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多角度對城市雨水利用評價進(jìn)行探討,提出了城市雨水利用評價的原則、內(nèi)容和程序,進(jìn)而對其技術(shù)評價、經(jīng)濟(jì)評價和環(huán)境評價的指標(biāo)和方法進(jìn)行了討論?？梢詾槌鞘杏晁霉こ痰膬?yōu)化設(shè)計和科學(xué)決策提供依據(jù)。

在缺水城市,屋面面積相對較大的建筑,建造配套的雨水收集回用設(shè)施,收集優(yōu)質(zhì)屋面雨水資源,是有效的節(jié)水措施。介紹了中關(guān)村國際商城項目中雨水利用工程的概況,包括系統(tǒng)流程、水量計算;并對工程中采用的新型設(shè)備及材料——儲水方塊的設(shè)計及特點進(jìn)行了歸納總結(jié)。

工程位于北京市海淀區(qū),涉及小區(qū)、學(xué)校、工業(yè)園區(qū)、部隊(軍干所)等28處。本工程施工共劃分2段。第一段透水磚鋪設(shè)13處,共48680m2,其中普通透水磚26602m2,生態(tài)砂基

常州機場因地制宜地將雨水利用和景觀工程相結(jié)合,采用調(diào)蓄沉淀—接觸氧化—過濾工藝循環(huán)處理景觀湖水;采用過濾—紫外線消毒工藝處理回用雨水,處理后景觀湖水質(zhì)符合《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838—2002)中景觀用水標(biāo)準(zhǔn),回用雨水水質(zhì)符合《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(gb/t18920—2002)中綠化澆灌標(biāo)準(zhǔn)。工程投入運行1年來,運行效果良好,社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

介紹了雨水利用系統(tǒng)的基本流程,流程中各單元的設(shè)計計算方法及提高雨水利用系統(tǒng)可靠性的措施。結(jié)合上海某培訓(xùn)中心雨水利用工程實例,介紹了構(gòu)筑物的有關(guān)設(shè)計參數(shù)并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價,該雨水利用工程靜態(tài)投資回收期為8.1a。

介紹了兩種雨水利用方案的工藝流程、設(shè)計方法、工程特點以及工程投資，其中：市政道路雨水滲透減排與環(huán)境景觀方案設(shè)計主要功能是利用生態(tài)塘及滲渠對雨水起到調(diào)蓄、凈化、滲透的作用：雨水集蓄利用方案設(shè)計是一項以集蓄回用為目的的生態(tài)型市政雨水利用系統(tǒng)。采用高效、低耗、生態(tài)凈化技術(shù)為核心，即采用人工與自然相結(jié)合的凈化方法，利用植被一土壤生態(tài)過濾技術(shù)。通過土壤、植物根系和豐富的土壤微生物種群對雨水中殘存的少量污染物進(jìn)行物理過濾、吸附與吸收、交換、生物降解等過程，使水質(zhì)符合回用標(biāo)準(zhǔn)?？偨Y(jié)了兩種市政道路雨水利用方案既可以補充地下水，節(jié)約水資源，削減徑流量，減少向市政管網(wǎng)排放雨水，減輕市政管網(wǎng)的壓力。還可以作為道路景觀綠化的一部分，結(jié)合生態(tài)措施，美化道路沿線環(huán)境，并為市政道路雨水利用工程設(shè)計提供借鑒。

武漢市降雨概況和淡水資源嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)狀,結(jié)合武漢市百步亭小區(qū)雨水利用工程的設(shè)計背景,從總體設(shè)計、雨水收集等方面闡述了雨水利用的設(shè)計計算方法,并提出雨水利用工程設(shè)計的幾點建議。

文章以鄭州市為例,介紹了城市水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀以及存在的問題;通過效益分析,指出了城市雨洪水開發(fā)利用研究的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境意義;研究并給出了城市雨洪水科學(xué)利用的一套技術(shù)方法以及組合式的標(biāo)準(zhǔn)件方案;為發(fā)展建設(shè)城市雨洪水利用工程提供了參考價值;文章最后提出了若干合理化建議和意見。

濟(jì)南啟動住宅小區(qū)雨水利用工程，并將在10個小區(qū)試點雨水利用，直接將收集到的雨水用于綠地灌溉和道路清洗等。這項工程是根據(jù)《濟(jì)南市“十二五”城市節(jié)約用水規(guī)劃》組織實施的。

工程位于北京市海淀區(qū),涉及小區(qū)、學(xué)校、工業(yè)園區(qū)、部隊（軍干所）等28處。本工程施工共劃分2段。第一段透水磚鋪設(shè)13處,共48680m2,其中普通透水磚26602m2,

建筑與小區(qū)雨水利用工程主要由雨水入滲設(shè)施和雨水收集回用設(shè)施構(gòu)成。雨水利用工程的規(guī)模應(yīng)該有設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),規(guī)模過小則雨水徑流流失,雨水資源得不到充分合理利用;規(guī)模過大,則浪費投資。雨水利用量應(yīng)按重現(xiàn)期為1~2年設(shè)計,收集回用設(shè)施供水管網(wǎng)的規(guī)模應(yīng)達(dá)到3d用水量不小于集水面日雨水徑流量,雨水蓄水池容積不宜小于集水面日雨水徑流量。雨水入滲設(shè)施的規(guī)模應(yīng)滿足日滲透量不小于匯水面上的日雨水徑流量,儲存設(shè)施的有效容積宜不小于滲透面上的日產(chǎn)流雨水量。

在分析雨水利用工程設(shè)計需水要求的基礎(chǔ)上,按照以需定供的原則,計算確定了雨水利用工程的集流面數(shù)量。同時,應(yīng)用工程水文學(xué)基本原理,借鑒水庫調(diào)洪演算基本方法,提出了雨水利用工程蓄水設(shè)施典型年法計算方法,實現(xiàn)了雨水集蓄利用工程集流面與蓄水設(shè)施的最佳匹配和經(jīng)濟(jì)利用,顯著提高了雨水利用工程的規(guī)劃、設(shè)計水平,對提高雨水利用工程的使用效益具有十分重要指導(dǎo)作用。

隨著我國城市化進(jìn)程的加快,城市不透水面積增加導(dǎo)致雨水排泄負(fù)擔(dān)加重,城市內(nèi)澇更為嚴(yán)峻和頻繁。城市雨水利用作為緩解這些問題的一項重要措施在我國逐步受到重視。由于缺乏系統(tǒng)、完善的工程設(shè)計方法,該項技術(shù)推廣應(yīng)用的速度、范圍和效果受到限制。依據(jù)北京10年來的研究成果和工程設(shè)計與建設(shè)經(jīng)驗,探討了雨水利用工程設(shè)計中的設(shè)計降雨、雨水池容積、溢流堰標(biāo)高、調(diào)控排放調(diào)蓄池容積、綠地下滲設(shè)施規(guī)模、透水地面結(jié)構(gòu)等技術(shù)關(guān)鍵的計算、設(shè)計方法和技術(shù)要點;提出了通過時間頻率曲線推求較短歷時設(shè)計降雨過程的方法;將雨水池的容積分成回用容積和調(diào)蓄容積,應(yīng)用逐日調(diào)節(jié)計算法和數(shù)值模擬法分別進(jìn)行計算;提出了調(diào)控排放系統(tǒng)調(diào)蓄容積的水量平衡估算法;建立了透水磚地面的設(shè)計流程。成果可為指導(dǎo)城市雨水利用工程建設(shè)、促進(jìn)城市雨水利用技術(shù)的推廣提供技術(shù)支撐。

從減輕市政排水壓力、削減洪峰雨量及節(jié)約用水的角度,將雨水收集回用及調(diào)蓄排放的理念應(yīng)用于工程設(shè)計實例,以減少外排雨量,滿足小區(qū)綠化澆灌及景觀水體水源補充,并降低景觀水系水源補充運行成本。對同類型小區(qū)雨水利用系統(tǒng)的設(shè)計具有一定的借鑒作用。

山東省水資源總量不足、人均占有量小(344m3),地區(qū)分布不均,年內(nèi)年際變化量大.水資源特點和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡,以及地形地貌的復(fù)雜性決定了集中水源無法為全省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展特別是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充分、足夠的水資源需求.根據(jù)有關(guān)技術(shù)文件、規(guī)范的要求,山東省的農(nóng)村雨水利用區(qū)主要是指年降雨量大于250mm,無條件興建大、中型水利工程,無地下淡水可供利用,有雨水集蓄利用條件的地區(qū).在新的治水理念的指導(dǎo)下,修建水源工程要考慮流域和區(qū)域的生態(tài)環(huán)境保護(hù),考慮水資源的可持續(xù)開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,因此,根據(jù)山東省的自然特點和農(nóng)村飲水、高效用水的需要,加強雨水資源的合理利用,探索雨水利用工程的建設(shè)和管理模式尤為重要.

通過對一系列調(diào)蓄、滲透、凈化等雨水處理構(gòu)筑物進(jìn)行成本分析,選取設(shè)計中關(guān)鍵參數(shù),推算出其中具有代表性構(gòu)筑物的費用模型。并將費用模型應(yīng)用于實際工程,計算出雨水利用工程的最佳經(jīng)濟(jì)規(guī)模。這些費用模型在北京地區(qū)具有一定的代表性、通用性,主要適用于小區(qū)雨水利用工程的設(shè)計優(yōu)化。同時,模型的推導(dǎo)方法對其他地區(qū)的雨水利用設(shè)計具有借鑒意義。

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住宅小區(qū)雨水利用工程設(shè)計方案

將當(dāng)?shù)亟邓暈檗r(nóng)業(yè)總水資源。通過建立土壤水庫的概念和調(diào)控模型以及降雨入滲分析,揭示出北方平原井控地區(qū)汛期不同頻率暴雨時,不同質(zhì)地土壤的入滲、產(chǎn)流規(guī)律;建立了土壤水庫、地下水庫聯(lián)合調(diào)控模型并進(jìn)行了分析計算,定量地解決了北方平原地區(qū)三水轉(zhuǎn)化和降雨多年調(diào)節(jié)問題;提出了北方平原地區(qū)對降水實行多年調(diào)節(jié),實現(xiàn)三水聯(lián)合調(diào)控的雨水利用工程模式。