楊 瑞
(延安大學(xué), 陜西 延安 716000)
自20世紀(jì)后期以來,雨水資源化在全世界引起了廣泛的探索及研究。目前,全世界各個(gè)國家均認(rèn)識到了雨水回收再用的重要性及積極意義,并投入大量人力、物力、技術(shù)等不斷強(qiáng)化初期雨水收集與利用的效率。世界上約有40多個(gè)國家和地區(qū)已經(jīng)開展了不同程度的有關(guān)雨水資源利用與管理方面上的研究并在實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用,如美國、加拿大、意大利等國。
從技術(shù)方面看,國外城市對雨水的利用主要有三種:一、屋頂蓄積系統(tǒng),主要是將經(jīng)過簡單處理后的雨水用來進(jìn)行家庭以及公共場所的水資源的供應(yīng);二、截污與滲透系統(tǒng),道路上的雨水經(jīng)過下水道進(jìn)入沿途的大型蓄水池或是繼續(xù)滲透補(bǔ)充地下水;三、生態(tài)小區(qū)的雨水利用系統(tǒng),小區(qū)中排水道有設(shè)計(jì)滲透淺溝,當(dāng)雨水流過時(shí)可以向下滲透,但若是超過了該小區(qū)的滲透能力,這些多余的雨水會進(jìn)入人工濕地或是雨水池,用于水景觀賞亦或是繼續(xù)滲透。
從政策方面看,大多數(shù)國家在雨水的收集利用上具備較為完善的技術(shù)以及相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),在法律上也出臺了相關(guān)政策對雨水的收集利用給予大力支持。德國的聯(lián)邦水法以及部分地方法規(guī)都將對雨水的收集利用以法律條文或規(guī)定的形式加以呈現(xiàn),條文還規(guī)定新建項(xiàng)目的業(yè)主需要對雨水進(jìn)行處置利用,這不僅突出了雨水可持續(xù)利用的理念,更突出了環(huán)境保護(hù)的觀念。
我國從很早開始就對雨水的收集利用進(jìn)行了研究,但是真正意義上對城市雨水利用的研究和應(yīng)用是從上個(gè)世紀(jì)末才開始的。雖然我國在技術(shù)上還不成熟,也沒有一定的政策支持,但仍在雨水的收集利用上不斷探索。當(dāng)前,雖然大城市中很多建筑物都已建立了雨水收集系統(tǒng),但由于資金和技術(shù)等方面的限制,城市雨水的處理和回用系統(tǒng)并不健全,這也導(dǎo)致未處理過的雨水直接排入了水體,給城市的水體造成了極大的污染。
過去的城市規(guī)劃中普遍采取的是合流制排水系統(tǒng),但隨著當(dāng)前研究的不斷進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)合流制排水系統(tǒng)的效率受到了很大的限制,因而逐步改為分流制和截流制的排水系統(tǒng)。雖然系統(tǒng)升級后效率得到了大大提升,但由于初期的雨水并沒有經(jīng)過截流處理大多還是和中后期的雨水一樣排入水體,對水源還是產(chǎn)生了較大污染。
雨水污染會給城市發(fā)展帶來極其嚴(yán)重的影響,由于初期的雨水中所含污染顆粒較多,若不經(jīng)過處理就會隨著徑流流經(jīng)各地,造成城市的大面積污染,其常具有突發(fā)性和非連續(xù)性,是一種非點(diǎn)源污染。而若是將初期的雨水進(jìn)行收集并不斷沖洗雨水徑流的表面,則可減少污染顆粒的含量,減輕污染。初期雨水中污染顆粒物較多。據(jù)調(diào)查得出,部分地區(qū)初期雨水的污染程度已超過生活污水,根據(jù)北京市對道路地面徑流雨水污染的測試,對比《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)、《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—2002)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的對應(yīng)指標(biāo),得出SS、BOD5和COD指標(biāo)明顯超標(biāo),初期雨水的污染顆粒含量已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo),對于城市初期雨水的收集處理已經(jīng)迫在眉睫。
初期雨水回收利用首先要計(jì)算初期雨水量,現(xiàn)在初期雨水量的計(jì)算還沒用統(tǒng)一的計(jì)算方法,但根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般以下雨10 min或15 min內(nèi)的時(shí)間算作初期雨水量。據(jù)《給水排水工程快速設(shè)計(jì)手冊》中的規(guī)定,建設(shè)項(xiàng)目的初期雨水收集時(shí)間應(yīng)在5 min內(nèi),實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)計(jì)算出降雨歷時(shí)在8 min內(nèi),所以應(yīng)按降雨8 min來計(jì)算初期的雨水流量。因?yàn)槲覈]有對計(jì)算方法進(jìn)行特別規(guī)定,所以在具體的設(shè)計(jì)中不知使用哪種方法最為合適,當(dāng)前急需對計(jì)算方法進(jìn)行統(tǒng)一以方便后期初期雨水的收集處理。
初期雨水的危害正逐步被人們了解,所以在國內(nèi)的一些中大型城市的城市規(guī)劃中,初期雨水收集處理問題越來越被重視。排水系統(tǒng)若為合流制或截流制,那么如何將初期雨水截流到生活污水網(wǎng)中則成了首要問題。若采取截流措施,在雨量增大的同時(shí)也必然會給城市的污水廠帶來巨大壓力;截流管徑的大小設(shè)計(jì)、截流井的截流倍數(shù)多少、截流點(diǎn)距匯流面積的遠(yuǎn)近是否會導(dǎo)致截流的不科學(xué)等一系列的問題都會在設(shè)計(jì)中遇到。由于我國主要采取的是合流制和截流制的系統(tǒng)與國外分流制的排水系統(tǒng)在很多方面都存在差異,所以能夠借鑒的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)少之又少。不過經(jīng)過多年不斷的摸索和實(shí)踐,我國最終也研究出了適合我國國情的初期雨水截流方法。
當(dāng)前,我國對于雨水的收集處理都還處于初級階段,僅僅停留在不讓其進(jìn)入水體污染水質(zhì)這一層面上,并沒有考慮水資源的循環(huán)利用,雨水大多都直接排入市政生活的污水管網(wǎng)。同時(shí)初期雨水的污染顆粒含量較高,但是我國在技術(shù)處理上并不到位,因此道路上的初期雨水直接排入生活污水網(wǎng)會對污水廠帶來巨大壓力。此外,屋頂?shù)某跗谟晁卸嗪腆w顆粒和無機(jī)雜質(zhì),雖然其污染顆粒含量也較高但處理起來較道路初期雨水處理較為簡單。因此,初期雨水的處理和回收利用應(yīng)該根據(jù)不同的位置和路段采取不同的處理方式。
道路上的初期雨水在截流時(shí)可以設(shè)置一些雨水調(diào)節(jié)地,根據(jù)其雨水量調(diào)節(jié)容積,若是中后期雨水進(jìn)入也可改為穩(wěn)定塘對初期雨水進(jìn)行當(dāng)場處理,這樣也可以不增加污水廠的負(fù)擔(dān)。屋頂?shù)某跗谟晁?,可以針對?dāng)?shù)匦^(qū)設(shè)置可集中處理的小型設(shè)備,將其進(jìn)行簡單的處理后用于水景觀賞或是澆灑綠化,但若是污染較為嚴(yán)重的初期雨水,則可以將其排入小區(qū)內(nèi)的景觀池或園林式的人工濕地中,對其進(jìn)行二次處理,同時(shí)增添小區(qū)的綠化之美。
(1)棄流的初期雨水會直接進(jìn)入城市周邊水體或是市政排水管網(wǎng)中,容易導(dǎo)致城市環(huán)境嚴(yán)重污染,給城市的廢水處理廠帶來很大的壓力。所以從長遠(yuǎn)來看,在城市道路和小區(qū)的建設(shè)過程中都應(yīng)該將收集與處理初期雨水的問題考慮進(jìn)去,這樣才能減輕城市道路和小區(qū)在水污染方面上的危害,進(jìn)而在不同的情況下針對初期雨水采取不同的收集與處理方案。
(2)近年來,初期雨水的危害越來越受到關(guān)注,且我國大部分的大中型城市開始在建設(shè)中考慮初期雨水的收集與利用。但由于處于起步階段、經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)及施工也存在一定問題:①初期雨水計(jì)算缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)依據(jù);②初期雨水的截流措施及利用方法還沒有較好的方案;③污染負(fù)荷相對較小的屋面初期雨水的收集與利用率較低;④缺乏系統(tǒng)的污染評價(jià)體系及初期雨水收集和利用方案體系。
(3)道路雨水收集在截流前首先進(jìn)行微處理,并就地進(jìn)行初期雨水的收集,從而減輕污水廠負(fù)荷程度。對于屋頂?shù)某跗谟晁?,可通過在小區(qū)安裝小型處理設(shè)備進(jìn)行集中處理,收集的雨水可用于觀賞水景、綠化用水、園林式人工濕地等,實(shí)現(xiàn)初期雨水的多功能性利用。
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