水利工程論文-城市雨水的收集和利用 .doc

水利工程論文-城市雨水的收集和利用雨水的收集和利用并非是新鮮事，我國早在秦漢時期就有修建池塘攔蓄雨水用于生活的記錄，而西北地區(qū)水窖的修筑已有幾百年的歷史。國外收集利用雨水的記錄也不乏其例。而真正現代意義上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收集利用是從20世紀80年代到90年代約20年時間里發(fā)展起來。隨著城市化的進一步加速，城市缺水的矛盾也進一步加深，環(huán)境與生態(tài)問題也同步擴展。為了解決缺水、環(huán)境、生態(tài)等一聯串的矛盾，人們把注意力放到雨水的收集和利用。這一課題正好是解決了缺水、環(huán)境、生態(tài)這一聯串的問題。國外對這一課題的研究起步較早，國內城市收集利用雨水起步較早的首推北京，而上海在收集利用雨水的問題上并沒有引起足夠的重視，原因是上海盡管水的質量不好但并不缺水。然而雨水的收集和利用解決的并不僅僅是水的問題，它還可以減輕諸如上海地區(qū)日顯巨大的自來水的供水壓力、路面積水等問題。對水土流失、河水污染等問題也有一定的緩解作用。一、為什么要收集利用雨水為了回答這個問題，筆者收集了一組南橋地區(qū)的有關數據：2004年南橋地區(qū)的高峰用水量為13萬噸/日，而目前第三水廠的制水能力為10萬噸/日，由于輸水管道的管經達不到要求，實際輸水能力僅為8.5萬噸/日左右。為了添補用水高峰的缺口，不得不啟用老水廠救急。在這本來就很緊張的用水環(huán)境中，又增加了綠化用水10萬噸/月，道路沖洗用水7萬噸/月。（洗車用水還沒統(tǒng)計在內）。從中不難看出，南橋地區(qū)的自來水供應已難以同步跟上城市化發(fā)展的步伐。城市的澆灌綠化、沖洗馬路等公益用水及洗車等新興的用水行業(yè)又進一步加重了自來水供應的負擔。可是每年的暴雨季節(jié)，泛濫的雨水又給城市排水造成了極大的困難。而雨水的收集和利用正好解決了這一給城市建設帶來的兩大難題。雨水的收集和利用可以為我們帶來許多的好處，我們可以把收集來的雨水用于日常生活，如洗衣洗車、沖洗廁所。當然澆灌綠化、沖洗馬路、消防滅火等等更是雨水利用的大戶。雨水的收集和利用還可以減少城市街道雨水徑流量，減輕城市排水的壓力，同時有效降低雨污合流，減輕污水處理的壓力。有此可見，我們有必要把雨水收集起來并加以利用。二、收集雨水的可行性分析雨水收集和利用的目的明確了，接下來我們就要分析本地區(qū)能不能收集雨水？為了研討這個問題，筆者又收集了這樣一組南橋地區(qū)的有關數據：據奉賢水文站40年的實測雨量統(tǒng)計，南橋地區(qū)常年平均雨量為1111.6毫米，每年的49月的平均雨量都在100毫米以上。雨水充沛是本地一個顯著的氣候特征，這是我們能不能收集雨水的一個先決條件。此外，我們要考慮的第二個問題是，到那里去收集雨水？這是一個很簡單的問題。屋頂是一個最好雨水收集點，馬路、廣場、操場、綠地等等都是收集雨水的好地方。由此可見，本地區(qū)有足夠的雨水，有足夠的雨水收集場所，收集雨水是可行的。國外已有許多雨水收集利用的成功范例。日本最早實施雨水利用工程。東京都墨田區(qū)把降到各家屋頂的雨水通過導水管收集到水箱中，然后用于沖廁所、澆庭園和洗車等。這項和居民合作來普及雨水利用的工程，獲得了國際環(huán)境自治團休協商會的第一屆環(huán)境獎。目前，越來越多的日本地方政府響應在首都中心建立微型水庫的號召，對些項費用提供補助，已先后在國技館、日本電視臺和上智大學圖書館等1000多個場所建立了微型水庫。這對防止排水不及而造成的城市道路積水也起到了有益的作用。德國Ludwigshafen已經運行十年的公共汽車洗車工程利用1000屋面雨水作為主要的沖洗水源；法蘭克福Possmann蘋果軋汁廠將綠色屋面雨水作為冷卻循環(huán)水源等等特別是1992年建于柏林市的某小區(qū)雨水收集利用工程，將160棟建筑物的屋頂雨水通過收集系統(tǒng)進入三個容積為650立方米的貯水池中，主要用于澆灌，將溢流雨水和綠地、步行道匯集的雨水進入一個仿自然水道，水道用砂和碎石鋪設，并種有多種植物。之后進入一個面積為1000、容積為1500立方米的水塘（最大深度3m）。水塘中以蘆葦為主的多種水生植物，同時利用太陽能和風能使雨水在水道和水塘間循環(huán)，連續(xù)凈化，保持水塘內水清見底，形成植物魚類等生物共存的生態(tài)系統(tǒng)。遇暴雨時多余的水通過滲透系統(tǒng)回灌地下，整個小區(qū)基本實現雨水零排放。柏林Potsdamer廣場Daimlerchrysler區(qū)域城市水體工程也是雨水生態(tài)系統(tǒng)成功范例。該區(qū)域年產雨水徑流量2.3萬立方米。采取的主要措施：建有綠色屋頂4ha；雨水貯存池3500立方米，主要用于沖廁和澆灌綠地（包括屋頂花園）；建有人工湖12ha，人工濕地1900，雨水先收集進入貯存池，在貯存池中，較大顆粒的污染物經沉淀去除，然后用泵將水送至人工濕地和人工水體。通過水體基層、水生植物和微生物等進一步凈化雨水。此外，還建有自動控制系統(tǒng)，對磷、氮等主要水質指標進行連續(xù)監(jiān)測和控制。使該水系統(tǒng)達到一種良性循環(huán)，野鴨、水鳥、魚類等動植物依水棲息，使建筑、生物、水等元素達到自然的和諧與統(tǒng)一。三、怎么樣收集利用雨水收集雨水首先要有一個集水面，再配一套輸水管，最后是蓄水池。收集雨水的系統(tǒng)并不復雜，投入最大的是蓄水池，其次是輸水管。就目前的條件而言，收集屋頂的雨水，集水面也有，輸水管也有，缺的只是蓄水池。而建蓄水池也并不是一件很復雜的事，只要在每棟房前的花園或綠地底下建一個蓄水池，上面留一供取水和清掃池底垃圾的口，頂上復蓋土并種上綠化。這樣的蓄水池還可以和人防建筑相結合，一方面滿足了人防的建設指標，另一方面又增加了一條收集利用雨水的投資渠道。高速公路同樣也是一個收集利用雨水的好場所。我區(qū)現有的兩條高速公路就是一個很好的實例。現有的高速公路路幅為24米，A4高速公路全長為23832米，集水面積為857952平方米。A30高速公路全長為39612米，集水面積為950688平方米。兩路共計集水面積為1808640平方米。以六月份0.154米的平均雨量為參考數據，兩條高速公路的集水量可達278530.56立方米?？紤]到路面收集雨水的損耗，以85%計，兩條高速公路可收集到雨水還有236750.976立方米。換言之，就一個月兩條高速公路可收集到雨水23.6750萬噸。只要在高速公路的邊上每隔一定的距離建一蓄水池，再把各個蓄水池串聯起來，把一個個分散的小蓄水池變成一個統(tǒng)一的蓄水系統(tǒng)，結合高速公路的綠化帶的用水，這樣就可以方便的收集和取用雨水。四、雨水利用的水質控制用以上方法收集來的雨水并非是純凈的水。雨水水質控制是現代城市雨水利用不可忽視的問題。影響雨水質量的原因主要有這么幾個方面：一是由于大氣的污染，直接由降水帶來的污染物。城市的大氣污染日趨嚴重，致使雨水水質下降，不少城市出現酸雨。從部分城市降雨水質分析結果看，天然雨水中含有的污染成分為SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但濃度相對較低。其次是屋面