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針對水資源短缺及排水困難的問題,探討研究小區(qū)雨水綜合利用技術(shù)方案及效果,提出了下凹式綠地和透水地面的基本做法。
城市化進程的加快,建成區(qū)面積的不斷擴大,從而導(dǎo)致不透水面積大幅度增加,洪量增大,對城市排水和河道行洪構(gòu)成巨大的壓力。同時,隨著具有良好透水性的自然地表被改變,城市水文循環(huán)狀況也發(fā)生了變化,導(dǎo)致大面積地下水位下降。比如說北京市在1960~2000年,地下水資源累計超采57.04億t,城近郊區(qū)泉水基本斷流,濕地消失。城區(qū)地面沉降面積達到1800km²,中心區(qū)累計沉降量已近850mm,形成大范圍的降落漏斗,威脅著城市安全。因此,必須采取措施減少地表徑流流量,增加地下水補給量,這正是雨水利用技術(shù)所追求的目標(biāo)之一。研究雨水利用技術(shù)修復(fù)城市自然水循環(huán),對于改善城市生態(tài)環(huán)境、保障城市防洪安全具有重要意義。
目前世界上很多國家已經(jīng)認(rèn)識到了雨水的利用價值及必要性,他們采用各種技術(shù)、設(shè)備和措施對雨水進行利用、控制和管理。我國城市的雨水利用起步較晚,目前主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。國內(nèi)一些城市在雨水利用方面取得了一些成果,但與一些發(fā)達國家的技術(shù)水平相比還有一定的距離。
小區(qū)雨水利用方案
雨水入滲及收集包括三部分:道路雨水的入滲及收集、綠地雨水的入滲及收集、屋頂雨水的入滲及收集。其中道路部分,小區(qū)鋪裝地面分為兩種,一種是透水性鋪裝,另一種為不透水鋪裝。透水性鋪裝地面主要表現(xiàn)形式為鋪砌透水磚,它的雨水收集利用為恢復(fù)自然雨水滲透通道,雨水入滲地下,超滲產(chǎn)流通過弧形邊溝,進入不透水性鋪裝地面收集系統(tǒng),而不透水性鋪裝地面雨水通過地面布設(shè)的雨水口,經(jīng)管道收集傳輸進入集雨池,綠地部分,小區(qū)主體草坪綠地采用下凹式綠地,增加雨水入滲,屋頂部分,屋頂雨水一部分直接通過管道收集、傳輸,進入集雨池,另外一部分屋頂雨水,先排入周邊綠地,通過下凹式綠地,入滲地下。
回用及調(diào)蓄排放由集雨池完成,集雨池收集的雨水經(jīng)過濾和消毒后由水泵提升,通過預(yù)留閥門用于綠地灌溉,超出集雨池調(diào)蓄能力的雨水通過溢流排入市政雨水管道。
雨水利用方案
下洼式整地豎向設(shè)計格局是建筑及路面等硬化面處于位置,綠地處于位置,下凹綠地低于路面高程100~150mm,排水系統(tǒng)(雨水口)設(shè)置于綠地中并高于綠地50~100mm,且低于硬化面。集雨流動方向為單向流動,即建筑屋面的雨水徑流先到達硬化地面進入綠地或直接到達綠地被接納,經(jīng)綠地滲透、殘留、集蓄至一定高度后,超量的雨水再經(jīng)雨水口進入排水系統(tǒng),下凹式綠地典型設(shè)計見圖。
小區(qū)綠地表層為1m多的回填土,質(zhì)地以壤土為主,飽和導(dǎo)水率為ks=0.2mm/min。以此計算不同重現(xiàn)期的降雨,不同下凹深度綠地的徑流系統(tǒng)。
2、透水地面
透水地面的基本結(jié)構(gòu)自上而下由透水磚面層、透水找平層、透水基層、透水底基層和土基組成(見圖3)小區(qū)透水地面鋪裝結(jié)構(gòu)具有較好的整體滲透性,可滿足2年重現(xiàn)期1h降雨量的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
3、集雨池
為節(jié)省雨水收集管道的造價,沒有對雨水進行分質(zhì)收集。小區(qū)中可收集的到的建筑物屋面經(jīng)理和硬化地面徑流直接通過集雨管道進入到集雨水池中,用于澆灑綠地。其中,建筑物周圍有大片的綠地和屋面面積較小的建筑物(如門衛(wèi)室、地下車庫入口等)對其屋面徑流不做收集,使之自然散排到綠地中。根據(jù)《城市雨水利用工程技術(shù)規(guī)程》(DB/T685-2009)按照2年一遇2h降雨,扣除初期徑流后年降雨資料,為2年一遇1h降雨量為36mm。小區(qū)屋面雨水徑流系數(shù)取0.85,道路硬化面雨量徑流系數(shù)取0.85,初期徑流量取2mm,計算得出所需集雨池的容積為254.28m³。考慮地形和地下設(shè)施條件,小區(qū)內(nèi)需設(shè)兩座容量為150m³的集雨池,采用地埋式結(jié)構(gòu),池頂覆土500mm并在覆土層植草綠化。集雨池內(nèi)收集的雨水經(jīng)過濾和消毒后由水泵提升,通過預(yù)留閥門用于綠地灌溉。
4、處理系統(tǒng)
考慮建造成本及雨水凈化處理成本,小區(qū)的雨水利用僅用于綠化澆曬,通過對北京市大興地區(qū)不同地點的雨水水質(zhì)監(jiān)測與分析,棄去2mm初期徑流量雨水后,水質(zhì)指標(biāo)可滿足《城市污水再生利用》(GB/T18920-2002)城市雜用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。可采用常規(guī)處理工藝,工藝流程如圖4。過濾和消毒均在集雨池中進行,可有效節(jié)約占地面積。
雨水利用措施對小區(qū)外排量的影響
小區(qū)采取雨水利用方案后,在降雨前且集雨池清空的情況下,可滿足2年一遇的1h降雨無外排徑流,可見雨水利用措施具有明顯的消減洪峰流量,延遲峰現(xiàn)時間和減少雨水外排量的作用。
結(jié)語
雨水是一種可以利用和再生的水資源,其資源化不僅具有節(jié)約用水的意義,還具有減少城市排水量、減輕河道行洪壓力、增加可用水資源量、涵養(yǎng)地下水源、緩解北京水資源供需矛盾、寓資源利用于災(zāi)害防范之中的目的。住宅小區(qū)揚州雨水收集是一項實用型技術(shù),可減輕城市的壓力,大大節(jié)約自來水用量,應(yīng)用前景廣闊并且會產(chǎn)生良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
