采用節約用水和污水回用等措施提高水資源利用效率外,還應注意非常規水資源的開發與利用,降雨是地球水體循環的重要形式,也是區域水資源補給的重要來源,如何將雨水轉化為可高效利用的替代水源顯得尤為重要。
摘要:城市雨水的匯流,其來源大致可分為屋面、地面雨水和道路雨水兩部分,以“綠色建筑”評價標準為導向,探討將生活廢水與屋面、地面雨水聯合回用的策略,同時,應用低影響開發技術對雨水進行源頭控制,使雨水以自然的方式回歸自然結合:“城市”的理念,將雨水限度的貯存,利用雨水的自然循環過程服務于城市用水的社會循環需要。
探討城市雨水開發與利用的新思路不僅有利于減輕城市汛期防洪壓力,還有利于緩解城市用水緊缺局面。
一、城市雨水開發與利用方法
在城市雨水的匯流過程中,其來源大致可分為屋面、地面雨水和道路雨水兩部分,現階段,我國城市地區絕大部分屋面、地面雨水仍然采用收集后匯入雨水管網的傳統思路,并未將其有效利用,提高屋面、地面的利用效率是全面實現城市雨水開發與利用的重要環境。
隨著城鎮化水平的不斷提高以及城市規模的日益擴大,城市道路的覆蓋面積也在逐年增長,其在降雨過程中起著收集與匯流的作用,是雨水管網中雨水流量來源的重要組成部分,一般而言,降雨的時空分布并不均勻,存在短時流量過大的問題,由此導致的城市內澇現象頻發,然而,僅僅依靠雨水管網的升級改造來解決城市雨水的出路問題,并不符合可持續發展理念,探索城市道路雨水的開發與利用方法,不僅僅是在減輕城市舊有雨水管網的排水壓力,更是在積極尋找城市替代水源,謀求可持續發展。
1、屋面、地面雨水開發與利用方法
目前,“綠色建筑”的概念逐漸興起,在《綠色建筑評價標準》中明確鼓勵將雨水回用于綠化灌溉、道路沖洗以及洗車用水,并指出應結合雨水利用設施進行景觀水體設計,因此,在探討屋面、地面雨水開發與利用方法的過程中,應緊密結合“綠色建筑”的評價標準,進行屋面、地面雨水開發與利用設計。
在將盟洗、淋浴等產生的生活廢水回用于沖廁的工程實踐中,由于氣味、感官等諸多因素的限制,導致民眾的接受程度不高,因此本文將探討生活廢水和屋面、地面雨水聯合回用的策略和方法,雨水作為回用水源在水質方面具備天然的優勢,排除初期雨水后的剩余雨水中的有機物濃度處于較低水平、采用一般物化方法處理即可達到“城市雜用水水質標準”,在雨水收集方面,可在現有管線下游修建雨水調蓄池,并利用三通的形式控制初期雨水排除。
將生活廢水與屋面、地面雨水聯合回用是一項極具探索性的嘗試,其在全面提高水資源社會循環利用效率方面意義深遠,其利用方式如圖1所示。
在上述生活廢水與屋面、地面雨水聯合回用的方式中,需要建造兩座調蓄池,一座用于收集生活廢水和屋面、地面雨水,另一座用于貯存經過處理后得到再生水、由于生活廢水和屋面、地面雨水的有機物濃度均不足以支持直接采用生物法進行水質凈化,因此可適量摻加化糞池污水后采用MBR工藝進行聯合處理,經過處理后得到的再生水應優先用于沖廁、洗車等人體非接觸用水,其次可用于小區內人工湖、人工噴泉等景觀用水,此外還應探討再生水回灌補給地下水的可行技術方案。
在實際運行過程中,必須考慮由于自然損壞、設備維修等原因造成的水循環回路阻斷,因此應在前端調蓄池處設置溢流管道,并將溢流管道與市政排水管網連通,同時,考慮到后端調蓄池可能會出現水量不足的現象,因此應將其與市政給水管網連通,不過應采取適當的措施防止中水回灌市政給水管網的現象發生。
2、路面雨水開發與利用方法
低影響開發技術是通過對雨水的源頭控制,維持和保護土地開發前的自然水文狀態,使工程對生態環境的擾動最小的理念和方法,在探討城市道路路面雨水開發與利用方法的過程中,應緊密結合低影響開發技術使雨水以自然的方式回歸自然,減少對降雨過程的人工干預,同時,還應緊密結合“城市”的理念,將雨水限度的貯存,利用雨水的自然循環過程服務于城市用水的社會循環需要。
在以低影響開發技術進行城市道路路面雨水開發與利用設計時,應注重在徑流形成的源頭進行雨水分散設計,以降低雨水徑流系數為主要目標,通過在城市運用低影響開發技術不僅可以使雨水限度的回歸自然,也可以降低集中降水所形成的洪峰流量,減輕雨水管網的泄洪壓力,其具體利用方式如下圖所示:
在上述運用低影響開發技術進行雨水分散設計時,應優先采用透水鋪裝、生物滯留、下沉式綠地等方式實現雨水的自然下滲,但當采用自然下滲方式不足以排出全部降雨時,應將過量的雨水排放到雨水管網中,避免內澇現象的發生,透水鋪裝指的是利用人工鋪筑的可透水材料使雨水通過與鋪裝下基層相通的滲水路徑滲入下部土壤的雨水分散方式,生物滯留指的是通過填料的過濾與吸附作用以及植物根系的吸收作用來凈化雨水,由于其能將雨水暫時貯存后緩慢滲入地下,因此可以消減地表雨水的洪峰流量,下沉式綠地指的是一些低于路面的廣場式園林綠地,利用其對雨水的調蓄助滲作用實現雨水在源頭的分散控制。