國外雨水收集利用情況在國外 , 雨水資源化和雨水的收集利用已有幾十年的歷史。在歐洲和一些非洲國家 , 對雨水進行收集利用使之資源化 , 可以有效減輕市政供水壓力 ,對我國一些城市很有借鑒意義。

 

倫敦世紀圓頂的雨水收集利用系統

泰晤士河水公司為了研究不同規模的水循環方案 , 設計了英國 2000 年的展示建筑 ——世紀圓頂示范工程。在該建筑物內每天回收 500m 3 水用以沖洗該建筑物內的廁所 , 其中 100m 3 為從屋頂收集的雨水。這使其成為歐洲的建筑物內的水循環設施。

 

 

從面積相當于 12 個足球場大小的 10 萬 m 2 的圓頂蓋上收集來的雨水 , 經過 24 個專門設置的匯水斗進入地表水排放管中 , 初降雨水含有從圓頂上沖刷下的污染物 , 通過地表水排放管道直接排入泰晤士河。由于貯存容積有限 , 收集的雨水量僅 100m 3 / d ,多余的雨水排入泰晤士河。

 

收集的雨水在蘆葦床中處理 , 這是污水三級處理中常用的一種自然處理方法 , 收集的雨水質量較好 , 在抽送至級蘆葦床之前只需要預過濾。其處理過程包括兩個蘆葦床 ( 每個的表面積為 250m 2 )和一個塘 ( 其容積為 300m 3 ) 。選用了具有高度耐鹽性能的蘆葦 , 其種植密度為 4 株 / m 2 。蘆葦床很容易納入圓頂的景觀點設計中 , 這是一個很好的生態

主題。

 

雨水在蘆葦床中通過多種過程進行凈化 : 在蘆葦根區的天然細菌降解雨水中的有機物 ; 蘆葦本身吸收雨水中的營養物質 ; 床中的礫石、砂粒和蘆葦的根系起過濾系統的作用。

 

柏林的雨水收集

公共雨水管收集雨水 , 采用簡單的處理后 , 達到雜用水水質標準 , 便可用于街區公寓的廁所沖洗和澆灑庭院。

 

位于柏林的 HLankwitzBeless 2 luedecke 2 Strasse公寓始建于 50 年代 , 經過改建擴建 , 居民人數迅速增加 , 屋頂面積僅有少量增加。通過采用新的衛生原則 , 并有效地同雨水收集相結合 , 實現了雨水的收集。

 

從屋頂、周圍街道、停車場和通道收集的雨水通過獨立的雨水管道進入地下貯水池。貯水池容積160m 3 , 經幾個簡單的處理步驟后 , 用于沖廁所和澆灑庭院。該項目的詳細數據資料如表 1 所示。

尼日利亞的雨水收集

在尼日利亞的缺水地區 , 雨水是的水源 , 為了將雨水收集作為飲用水水源 , 對于來自不同屋頂材料的現場收集的雨水水質進行了分析測試。其不同來源雨水的物理化學性質如表 2 所示。

從表 2 可以看出 , 水質的化學需氧量較低 , 溶解氧接近飽和濃度 , 幾乎沒有有機污染物的污染 , 其他指標也優于可回用的生活污水的水質。

 

丹麥的雨水利用

丹麥 98 % 以上的供水是地下水。丹麥土地面積 43 000 km 2 , 由四部分組成 : Zealand 島、 Funen ,Bornholm 和 Jutland 半島。年平均降雨量從西南部的 900mm 到東部的 500mm 。年凈降雨量是年平均降雨量的 30 % ～ 50 % , 或者滲入地下形成地下水或者徑流進入小溪、河流和湖泊。但是由于目前的取水 ( 或可持續取水 ) 的比率除了在哥本哈根市周圍的地區外 , 都小于 1 , 一些地區的含水層已經被過度開采。為此在丹麥開始尋找可替代的水源 , 以減少地下水的消耗。

在城市地區從屋頂收集雨水 , 收集后的雨水經過收集管底部的預過濾設備 , 進入貯水池進行儲存。使用時利用泵經進水口的浮筒式過濾器過濾后 , 用于沖洗廁所和洗衣服。

 

全年系統的水量平衡以 75m 2 的屋頂和 3 個人進行計算。以年降雨量平均為 600mm 為例 ( 全年降雨量是不均勻分布的) ,7個月的降雨(7～ 1 月 ) 就足以滿足沖洗廁所的用水。而洗衣服的需水量僅 4 個月就可以滿足。

 

從丹麥屋頂收集的年降雨量為 2 290 萬 m 3 ,相當于目前飲用水生產總量的 24 % 。每年能從居民屋頂收集 645 萬 m 3 的雨水 , 如果用于沖洗廁所和洗衣服 , 將占居民沖洗廁所和洗衣服實際用水量的68 % 。相當于居民總用水量的 22 % , 占市政總飲用水產量的 7 % 。

 

雨水利用在我國的應用前景

我國許多建筑物已建有完善的雨水收集系統 ,但是沒有處理和回用系統。例如上海浦東國際機場航站樓已經建有完善的雨水收集系統用來收集浦東國際機場航站樓屋面雨水 [5] 。航站樓屋面各組成部分的水平投影面積綜合達 176 150m 2 。該面積遠大于倫敦世紀圓頂的面積。在暴雨季節收集雨量為500m 3 / h ; 如果這些雨量能被有效地處理和加以利用 , 比處理輕污染的生活污水更經濟、簡便易行。而類似的如國際會展中心 , 國際機場等 , 在國內基本上擁有完善的雨水收集系統。

 

在我國的內蒙西部、寧夏、甘肅、青海和新疆的大部分地區 , 年降水量不足 200mm [6] 。例如寧夏屬于嚴重缺水的地區 , 在該地區的水資源的分布情況是 : 地表水平均年資源量為 8 1 5 億 m 3 , 地下水平均年資源量為 16 1 2 億 m 3 , 平均年降雨總量為 157 億m 3 ; 重復計算量為 14 1 8 億 m 3 ; 平均年水資源總量為9 1 9 億 m 3 。可見該地區的主要水資源是雨水。而且在當地人們已經自發地進行雨水的收集和利用。

 

城市街道、住宅和大型建筑使城市的非滲透水面積達 90 % [7] 。如果能將雨水進行有效的收集和處理 , 用作生活雜用水 , 景觀用水 , 要比回用生活污水更便宜 , 且工藝流程簡單 , 水質更可靠 , 細菌和病毒的污染率低 , 出水的公眾可接受性強。

 

我國有些地區地下水開采過度導致地下水水位下降 , 如能將雨水收集處理后回注地下 , 對于暴雨洪水的水量起到調蓄作用 , 削減洪澇災害 , 同時還能補充地下水。雨水的利用將緩解水資源的短缺 , 促進當地經濟的可持續發展。