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為了解決缺水、環(huán)境、生態(tài)等一聯(lián)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(lián)串的問題。國外對這一課題的研究起步較早,國內(nèi)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(zhì)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。

很多城市和地區(qū)的自來水供應(yīng)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(jìn)一步加重了自來水供應(yīng)的負(fù)擔(dān)�？墒敲磕甑谋┯昙竟�(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(shè)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(dāng)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(shí)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。

一個(gè)地區(qū)能不能實(shí)現(xiàn)雨水的收集利用?要進(jìn)行收集雨水的可行性分析。首先要對該地區(qū)的雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。雨水是否充沛,是我們能不能收集雨水的一個(gè)先決條件。其次要考慮,到那里去收集雨水?這是一個(gè)很簡單的問題。屋頂是一個(gè)最好雨水收集點(diǎn),馬路、廣場、操場、綠地等等都是收集雨水的好地方。由此可見,一個(gè)地區(qū)有足夠的雨水,有足夠的雨水收集場所,收集雨水才是可行的。

日本最早實(shí)施"雨水利用"工程。東京都墨田區(qū)把降到各家屋頂?shù)挠晁�通過導(dǎo)水管收集到水箱中,然后用于沖廁所、澆庭園和洗車等。這項(xiàng)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(tuán)休協(xié)商會(huì)的第一屆環(huán)境獎(jiǎng)。越來越多的日本地方政府響應(yīng)在首都中心建立"微型水庫"的號召,對些項(xiàng)費(fèi)用提供補(bǔ)助,已先后在國技館、日本電視臺(tái)和上智大學(xué)圖書館等1000多個(gè)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(jīng)運(yùn)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(jìn)入三個(gè)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(jìn)入一個(gè)仿 自然 水道,水道用砂和碎石鋪設(shè),并種有多種植物。之后進(jìn)入一個(gè)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(shí)利用太陽能和風(fēng)能使雨水在水道和水塘間循環(huán),連續(xù)凈化,保持水塘內(nèi)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(shí)多余的水通過滲透系統(tǒng)回灌地下,整個(gè)小區(qū)基本實(shí)現(xiàn)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(chǎn)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(jìn)入貯存池,在貯存池中,較大顆粒的污染物經(jīng)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(jìn)一步凈化雨水。此外,還建有自動(dòng)控制系統(tǒng),對磷、氮等主要水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測和控制。使該水系統(tǒng)達(dá)到一種良性循環(huán),野鴨、水鳥、魚類等動(dòng)植物依水棲息,使建筑、生物、水等元素達(dá)到 自然 的和諧與統(tǒng)一。

高速公路同樣也是一個(gè)收集利用雨水的好場所。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(gè)蓄水池串聯(lián)起來,把一個(gè)個(gè)分散的小蓄水池變成一個(gè)統(tǒng)一的蓄水系統(tǒng),結(jié)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。

用以上方法收集來的雨水并非是純凈的水。雨水水質(zhì)控制是現(xiàn)代城市雨水利用不可忽視的問題。影響 雨水質(zhì)量的原因主要有這么幾個(gè)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(yán)重,致使雨水水質(zhì)下降,不少城市出現(xiàn)酸雨。從部分城市降雨水質(zhì) 分析 結(jié)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。

其次是屋面材料的影響和在非降雨期屋面上積累的大氣沉降物。路面雨水徑流水質(zhì)和影響因素相對其他方面的污染要復(fù)雜的多。路面材料、汽車排泄物,生活垃圾、裸露或植被地帶沖出的泥沙等等,其成分復(fù)雜,隨機(jī)性很大。主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑、重金屬及其它無機(jī)鹽類。COD、SS均可能高達(dá)數(shù)千毫克/升。 為了有效控制雨水的水質(zhì),我們就必須采取一些措施,如;路面雨水截污裝置、初期雨水棄流裝置等等。

為了控制路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等污染物,可以在雨水口和雨水井設(shè)置截污掛籃和專用編織袋等,或設(shè)計(jì)專門的浮渣隔離、沉淀截污井。也可設(shè)計(jì)綠地緩沖帶來截留凈化路面徑流污染物,但必須考慮對地下水的潛在威脅,限用于污染較輕的徑流,如生活小區(qū)、公園的路面雨水。設(shè)計(jì)特殊裝置分離污染較重的初期徑流,保護(hù)后續(xù)滲透設(shè)施和收集利用系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 除了上述源頭控制措施外,還可以在徑流的輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附、穩(wěn)定塘及人工濕地等處理技術(shù)。需要注意雨水的水質(zhì)特性,如顆粒分布與沉淀性能、水質(zhì)與流量的變化、污染物種類和含量等。

我國對城市雨水水質(zhì)特性和相應(yīng)的處理技術(shù)的研究尚處于初級階段,沒有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和要求。隨著城市雨水利用技術(shù)的推廣和城市非點(diǎn)源污染控制的開展,雨水的凈化處理也將受到越來越多的重視。 現(xiàn)代城市雨水利用是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在選擇雨水利用系統(tǒng)方案時(shí),要特別注意地域及現(xiàn)場各種條件的差異。即使在同一個(gè)城市,由于項(xiàng)目間各種因素和條件的不同,宜采用的方案也可能完全不同,切勿生搬硬套。 規(guī)劃設(shè)計(jì)要根據(jù)現(xiàn)場的氣候及降雨、水文地質(zhì)、水環(huán)境、水資源、雨水水質(zhì)、給水排水系統(tǒng)、建筑、園林道路、地形地貌、高程、水景、地下構(gòu)筑物和總體規(guī)劃等各種條件,充分考慮收集利用和各種滲透設(shè)施的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件,通過水量平衡、水力計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來確定方案,力求達(dá)到雨水收集最佳效果。