關於雨水的收集與儲存及淨化技術詳細介紹

一、從雨水回收利用的現狀（zhuàng）看我國城市化存在的問題

隨著我國城市化進程的發展，製約城市可持續發（fā）展的幹旱缺水、洪澇災（zāi）害和水環境惡化三大問（wèn）題日益凸顯，使得城市原先的水（shuǐ）文循環路（lù）徑發生改變，給城市水生態帶來一係列影響，改變了原有城市水體自然循環路徑，給城市帶來一係列的問題。如導致大部分城市的市區氣溫比郊區高出 1℃～3℃，形成“熱島效應”，造成局部天氣異常，並且這一現象有逐年增高的趨勢。城市的發展不可避免地造成了不透水地麵麵（miàn）積的增加，地表雨水徑流係數（shù）和（hé）徑流量的提高，地下水入（rù）滲量的減少，使得地（dì）下水得不（bú）到充（chōng）分涵養。還有部（bù）分城市為滿足用水量需要而大量超采地（dì）下水，造（zào）成（chéng）了地下水（shuǐ）枯竭、地（dì）下水位不斷下降和海水入侵等環境問題，有些地方甚至出現了地麵塌陷和沉降（jiàng）等情況，雨水利用能減少地下水開采量，有效補（bǔ）充地下水，防止地下（xià）漏鬥擴大和地麵下沉。雨水利用減少了（le）城市雨水（shuǐ）的外排量，直接減少了（le）雨水徑流挾帶的汙染（rǎn）物數量，使（shǐ）得進入城市（shì）水體的麵源汙染大（dà）為減少，促進了城市水環境的改善。另外，隨著城市規模擴大發展，城市空間的立體開發（fā）得到發展（zhǎn），當蘊藏著巨大（dà）自然（rán）力的暴雨天氣作用於城市，而城市所具有的排水抗災能力不能與之抗（kàng）衡時，就（jiù）造成瀝澇災害。汛期一（yī）遇暴雨就積水成（chéng）災（zāi），影響城市生活，堵塞交通，甚至淹沒設施，經濟損失巨大。同時，雨洪的肆虐，汙水泛濫，加大了城市治汙難度，環境惡化。因此，我們急需在城市建立蓄、滯、排相結合的排澇及雨水利用體（tǐ）係。

現代城市（shì）雨水利用已經從上個世紀八十年代開始引起世界各國的重（chóng）視。我（wǒ）國是一（yī）個缺水的，許多城市水資源缺乏。目前，雨水利用在我國處於剛剛起步階段，其技術還不夠完善。從整個雨（yǔ）水利用的基本建設（shè）成本，以及以後的（de）雨水處理成本來看，有可（kě）能雨水利（lì）用的價格要高於自來水的價格，而且絕大部分的市民還沒有（yǒu）用過雨水，對雨水的可靠性和安全性不放心。由於下雨頻率（lǜ）的不均勻性，以及從整體上雜用水（shuǐ）量和景觀補充水量遠大於可收集的（de）雨水量，單獨使用雨水實（shí）現穩定運行存在困難。一方（fāng）麵，雨水沒（méi）有被廣泛收集，也沒有人為地進行雨水土地入滲，而（ér）是直接流入下水管道，還有一些沒有經過處理就排入了自然水體（tǐ）。另一方麵，綠（lǜ）化、景觀用水的主要問題為（wéi）用（yòng）水成本，很多居住區都規劃設計了水景，但一般隻在節假日使用，平時不開，主要原因是用水費用（yòng）太（tài）高，使水景（jǐng）達不到規劃設計的預期效果。應（yīng）該說雨水利用還沒有引（yǐn）起（qǐ）足夠的（de）重視。把雨水作為重要水資源（yuán）加以收集利用（yòng），實（shí）行綜合治理已經成為一個重（chóng）要的新興（xìng）課題。政府（fǔ）應加緊製（zhì）定一係列有關雨水利用的法律法規，盡快出台雨水利用（yòng）方（fāng）麵的規範，以方便設計人員。如大型公用設施區以及居住小區應建立雨（yǔ）洪處（chù）理設（shè）施和中水利用係統，否則不予批準（zhǔn）。節約用水是當今社會所（suǒ）關（guān）注（zhù）的重要問題，增強（qiáng）節水意識尤為重要。為了（le）節約用水和實現（xiàn）可持續發展，要提高全民（mín）回收利用雨水意識。來自屋（wū）頂上的降水徑流除初期受到輕度汙染外（wài），後期釋流一般水（shuǐ）質良好（hǎo），對其稍加處理就可以予以利用，如果全民都（dōu）參加到雨水回收（shōu）利用這一活動（dòng）中來，每年就可以節省大量（liàng）水資（zī）源。雨水回收利用雖然資金投入多，收集難度大，但卻是非常必要（yào）的。雨水利用不僅僅是（shì）一種資源的開發和（hé）節約，也可實現節水、水資源涵養（yǎng）與保（bǎo）護、減輕城市排水和處理係統的負荷、減少水汙染和改善城市（shì）生態環境等，同時還能節省市政和居民用水（shuǐ）開支。

二、雨水的收集（jí）、儲存（cún）及（jí）淨化技術（shù）

對於雨水的回收利用工程可分為三個部分：雨水的收集、雨水的（de）處理和雨水的供應。一般模式是將屋頂雨（yǔ）水通過雨漏管收集，通過分散或集中過濾，除去徑流中顆粒物質，然後將水引入蓄水池貯蓄，再通（tōng）過水泵輸（shū）送至用水（shuǐ）單元，一般用於衝洗廁所或灌（guàn）溉綠地等（děng）。在（zài）廣義的範（fàn）圍（wéi）內，雨（yǔ）水的收（shōu）集利用包括了大型水庫的建（jiàn）設、河川（chuān）徑流的取用等。雨水收集有許多（duō）種方式，例如屋頂集水、地麵徑流集水或截水網（wǎng）等。其收集（jí）效率會隨著收集麵材質、氣象條件(日照、溫濕度等)以（yǐ）及降雨時間的長短等（děng）因素而有所差異。雨水的收集後的處理過程，與一般的水處理過程相似，不（bú）同的是雨水的水質明顯比一般回收水好，依據試驗研究顯示，雨水除了（le） pH 值較低(平均約在 5.6)以外，初期降雨所帶（dài）入的收集麵汙染物或泥砂，是（shì）大的問題。雨水的使用，在未經過妥（tuǒ）善處理（lǐ）前(如消毒等)，一般建議用於替代不與人體接觸的用水(如衛生用水、澆灌花木等)為主。也可將所收集（jí）下來的雨水，經處理（lǐ）與儲存的過程後，用水泵將雨水提升至頂樓的水塔，供廁（cè）所的衝洗使用。另外，如與人接觸的用水，仍以自來水供應。

　　一般來說，對於城區雨水主要有屋麵、道路、綠地三種匯流介質。在這三種匯流介質中，地麵徑流雨水水質較好，綠地徑流雨水基本以滲透為（wéi）主，可收集的雨量有限。相比（bǐ）較而言，屋麵雨水水質較好，徑流量大，便於收集利用（yòng），其（qí）利用價值高，應優先收集利用。其中架空板、剛性屋麵水質優於卷材屋麵。建設屋麵雨水集蓄與回（huí）用係統，如機場、體育場館、會展中（zhōng）心等場所，屋麵積水麵積大，雨水收集係統完善（shàn），適宜建屋麵雨水利用係統（tǒng）。將屋麵的雨水集（jí）入可滲（shèn）漏的淺水池和蓄水池，或者直（zhí）接把平屋麵做成蓄水屋麵，包括淋水屋麵、噴霧屋麵、蓄（xù）水種植屋麵(在上麵種（zhǒng）植（zhí）水生植物，既能起到綠化（huà）作用又可降低室內溫度（dù）)，不僅可以養魚，而（ér）且在夏季（jì）可以降低（dī）室內溫度。通常利用雨水貯留（liú）滲透的場所一般為公園、綠地、庭院、停車場、建築物、運動場和道路等（děng）。可在學（xué）校、企業、小區和大型公共場所等單位裏麵和道（dào）路兩側（cè）修建蓄水池，減少地麵積水總量，並將積蓄的（de）雨水用於衝廁、洗車、消防、綠化和景觀用水等。若小區內有景觀水體，則景觀（guān）水體可首先考慮作為雨水（shuǐ）儲存設施。這樣就不用另（lìng）外建造調蓄池，可節省大量土建費用，且不會對住（zhù）宅建築造成損害。另外，營造人工濕地，開發成生態公園，有利於調節區域內的氣候、生態環境、改善城市熱島效應。在新建、改建或擴建的道路中，鋪設雨水管道一律采用下滲管道，人行道路麵采用透水磚鋪設，既可以下滲補充地下水，又（yòu）可以減少泄洪徑流、減輕管道壓力，可（kě）謂一舉（jǔ）多（duō）得。透水性地（dì）麵可采用碎石、草坪（píng）、台格路、細碎石路和（hé）透水（shuǐ）性混凝土（tǔ）等多種形式（shì）。也可將道路兩旁及其他一些建築區的綠化區綠化（huà）設施建成低於路麵，這（zhè）樣一方麵可以補給地下水，另一方麵還可（kě）以減輕汙水處（chù）理場（chǎng）的負擔。

雨水被收集後，要進（jìn）行一（yī）定的處理，其水質應達到《城市汙水再生利用城市雜用水水質（zhì）》(G B /T18920)、《城市汙水再生昨用景觀環境用水水質》(G B/T18921)、《地（dì）表水環境質量標準》(G B 3838)等相關標準（zhǔn）的要求，才能應用。根據用途確定雨水處理應該達到的水質。當同時用（yòng）於多種用途時，其水質應按高水質標準確定（dìng）。研究表明，城市雨水徑流因（yīn）徑流表麵材料、氣溫、降雨量、降雨強度和降雨間隔時間等條件不同而變化。不同的用途也要求不同的水質標準（zhǔn）和水量，故應根據收集雨水水質和用水水質標準來確定淨化工藝和規模，在試驗的基礎上進行技術經濟分（fèn）析（xī）比較後確定。雨水儲存（cún）和（hé）淨化係統含調節池和水淨化係統兩部分。調（diào）節池用於儲存雨水和循環景觀水，水淨化係統用於淨化所收集（jí）的初期雨水和景觀循（xún）環水。一般雨水在收集處理之前，需要進行初期棄流（liú）。對於初期棄流的雨水將其排放回到下遊市政雨水管（guǎn）網。經過初期棄流後收集的雨水，還要考慮到初雨之後，承（chéng）雨麵積內仍然存在著（zhe）的可能帶來汙染（rǎn）以及偶（ǒu）然突發事件可能帶（dài）來的嚴（yán）重汙（wū）染（rǎn），故可以選擇采取隔（gé）油池、斜板沉澱池、砂濾池等幾種手段（duàn）進行綜合處理。雨水的汙染主要是由屋麵汙染和地麵汙染（rǎn）造成的，控製好屋麵及地麵的汙染狀（zhuàng）況可大幅減輕雨水的汙染程度。屋（wū）麵雨水收集（jí）係統應獨立設置，不（bú）得與室內汙廢水係統連（lián）接。如陽台排出的廢水(如洗衣廢水)不能進入雨水立（lì）管。立管的底部應設檢查口（kǒu）。雨水進入收集係統前應有隔柵或濾網截汙。也可在（zài）屋麵建立花園雨水利（lì）用（yòng）係統（tǒng），利用屋頂花壇中的土壤較（jiào）強的淨化水體能力對雨水進行（háng）預處理可減輕雨水的汙染程度。當對水質（zhì）要求較高時，可采用常用水處理工藝，如混凝、過濾、沉澱（diàn）、膜（mó）技術等都（dōu）能將雨水水質大幅提升的。

三、雨水利用設計（jì）方案的確定

雨水利用包括雨水集蓄淨化回用和雨水滲透補充地下水兩個方麵。前者稱為直接（jiē）利用，後者稱為間接利用。雨水綜合利用是指根據具體條件，將雨水直接利（lì）用和間接利用結合，在技術經濟分析的（de）基礎（chǔ）上大限度地（dì）利用雨水。成熟的雨水利（lì）用技術從雨水的收集、截（jié）汙、儲存、過濾、滲透、提升、回用到（dào）控製都有（yǒu）一係（xì）列的（de）定型產品和（hé）組裝式成套設備。

1、直接利用

根據雨水匯集區的不同，可將雨水直拉利用係統分成屋頂雨水利用、路（lù）麵（miàn）雨水利用和綠地雨水利用等方式。

(1) 屋麵雨水。屋麵雨水（shuǐ）利（lì）用是指將（jiāng）建築物(構築物)的屋（wū）頂(天台)作為（wéi）集雨麵的雨水收集利用係統。屋麵雨水水質受大氣質（zhì）量、屋（wū）麵材料、降雨量、降雨（yǔ）間隔等因素的影（yǐng）響。屋麵雨水的汙染程（chéng）度與（yǔ）屋麵材料有直接關係，瀝青油（yóu）氈是一種主要汙（wū）染（rǎn）源。因此，在屋麵雨水利用規劃（huá）設計中必須考慮屋麵材料的影響，通過采用鋁塑板等新型屋（wū）麵防水材料，可有效地減少雨水中（zhōng）雜（zá）質。

(2) 路麵雨水。路麵雨水利用是指將道路、廣場（chǎng）作為集雨麵的（de）雨水（shuǐ）收集利用係統。路麵雨水水質受交通量、路麵衛生、路（lù）麵材料、降雨量和降雨間隔等因素的影響。道路和屋頂的汙染

　　程度不同，雨水徑流水質（zhì）也有所差異，通常路麵（miàn）雨水水質（zhì）比屋麵雨水要差。由於機動車道的交通量較（jiào）大、路麵（miàn）汙染較重，機動車道的（de）雨水水質相（xiàng）對較差。因此，在路（lù）麵（miàn）雨水規劃設計中應優先考（kǎo）慮收集自行車道、人行道（dào）和小（xiǎo）區道路的雨水（shuǐ）。

2、間（jiān）接利用

雨水間接利用可分為（wéi）屋頂花園、下凹綠地、透水路麵和滲（shèn）透管溝(井)等方式（shì）。

(1) 屋頂花園。屋頂（dǐng）花園是指各種建築物、構築物的屋頂(天台)上進行綠化、種植（zhí）花草的統稱，一般由（yóu）防護層、排水層、過濾層、種植層和植被組成。種植層和植被的（de）選擇是屋（wū）頂花園的關鍵，種植層土壤必須有（yǒu）一定滲透性並能滿足植被生長的需要，植被必（bì）須適應當地的（de）氣候條件並與種植層土壤性質相匹配（pèi）。通過植被截留和種（zhǒng）植層吸納雨水（shuǐ），屋頂花園雨水徑流量（liàng）較綠化前大幅降低，僅在遇到暴雨時形成雨水徑流（liú）。屋頂花園是美化城市、減少麵源汙染和（hé）消減城市雨水徑流的重要途徑之一。

(2) 下凹綠地。下凹綠地是指低於周圍地（dì）麵適當深度，能夠接（jiē）受周邊地麵雨水徑流的綠地。綠地表層土壤中根係發達、相（xiàng）對疏鬆，其降雨入滲能力較無草皮的裸地大，具有便於雨水引入、透水性好和投資少的特點，而且植物根係還（hái）能對雨水（shuǐ）徑流中的懸浮物、雜質等起到一定（dìng）的過濾（lǜ）、淨化（huà）作用。通過將普通綠地設計（jì）或改造成下凹綠地，適當降低綠地高程（chéng），合理處理路麵高程、綠地高程和雨水口的關（guān）係，不僅可以減少綠化用水，而且增加了雨水滲透量、強化了（le）地下水補給（gěi）。

(3) 透水（shuǐ）路麵。透水路麵（miàn）是指以透水混凝土、透水瀝（lì）青、透水磚、草皮磚等透水性建材替代普通混凝土、瀝青、釉麵磚等傳統建材鋪裝硬化路麵、廣場、停車場（chǎng）等。透水路麵能很快將雨（yǔ）水滲透至路基下，甚至到達地下含水層，不會產（chǎn）生路麵（miàn）積水。路麵可廣泛應用於人行道、小區道路、公園、廣場和停（tíng）車場等輕型路麵。

(4) 滲透管溝(井)。滲透管溝(井)是指在（zài）雨水排放係統中，將傳統雨水管改為滲透管(穿孔管)或設置滲水井。匯集（jí）的雨水通過滲透管（guǎn）溝(井)進入四周的碎石層（céng），再進一步（bù）向四周土壤滲透，多餘雨（yǔ）水溢透進入市（shì）政排水管道（dào）。滲透管溝和滲水井可單獨使用，也可同時使（shǐ）用。滲透管溝(井)滲透量大、占地麵積小、投資較少，但（dàn）是對水質（zhì）有要求，不能含有過多的懸浮物，通常需進行預處理。滲透管溝(井)適用於一些地下水位不高、雨水水質較好（hǎo）的地區（qū）。

雨水收（shōu）集利用技術是節水、節能技術（shù）的重要組成部分。目前，我（wǒ）國（guó）城市化的發展規模（mó）已（yǐ）經進入到了一個飛（fēi）速發展（zhǎn）的階段，這必然麵臨著將有更多的土地變成建築用地。在（zài）這個過程（chéng）中，一定要將雨水回收利用作為城市（shì）規劃的一（yī）部（bù）分進行設計和建造，爭（zhēng）取使雨水（shuǐ）這（zhè）一（yī）巨大的財富發揮效益。要（yào）結（jié）合實際情況來考慮，統籌規劃作出多個設計方案，進行技術經濟的對比，後選擇的（de）方案進（jìn）行建設，盡量降低建設費（fèi）用。並且回用雨水應該是政府支持、群（qún）眾參與共同（tóng）完成的。總之，推動水資源的可持續發展（zhǎn），還有許多工作要做，其任重而道遠!