对城市初期雨水收集利用的探究论文

时间：2021-02-23 10:47:56 毕业论文范文我要投稿

对城市初期雨水收集利用的探究论文

　　1 前言

对城市初期雨水收集利用的探究论文

　　在我国，许多城市都存在着水资源紧缺的问题，对于城市的可持续发展有着巨大的负面影响。因此，采取合理可靠的措施，对城市初期雨水进行有效的收集和利用，是非常必要的，能够有效缓解城市用水紧张问题，减轻水环境污染，进而推动城市的绿色健康发展。

　　2 雨水的收集

　　2.1 地面雨水收集

　　随着城市化进程的加快，城市规模迅速扩大，为了便于人们的日常出行，城市地表一般都是水泥或者沥青等材料，雨水无法及时下渗。对此，可以在建筑附近设置相应的“可蓄水地面”，实现对于雨水的储存。主要的雨水处理过程是在雨水储存箱内进行。过滤净化装置分三层，从上到下分别是小卵石、石英砂、活性炭。每层之间用纱布铺垫分隔。这样水由上到下流过时，过滤程度逐级加大，可以有效得到净化，大部分杂质颗粒会被隔离或是吸附。

　　2.2 屋面雨水收集

　　对于城市雨水资源而言，屋面雨水主要占其中雨水资源量的65%左右。未免雨水易于收集，且水质相对较好，是城市初期雨水利用的主要对象。雨水落在屋顶，经由屋面进入雨水回收管，通过雨水回收管进入用户家的水箱中。对于平屋顶，可以在对屋面进行构造处理时将屋面做成一定的坡度，例如铺填砂浆等。雨水沿着坡度滑到屋面两边。对于坡屋顶，应在坡边缘设置外挑檐沟，雨水回收管设置在外挑檐沟中。这样的檐沟可以做成建筑造型，美观且实用。由于凭借水的自由滑落收集雨水，此方案不适用于屋面构造复杂且屋面极不规则的民用建筑屋面。在檐沟处放置过滤网，作为雨水处理的第一道工序。过滤网可以将雨水中尺寸大的杂物分离出来。对于上述不同排水规划的屋顶，在原排水立管的位置用雨水回收立管代替。雨水进入雨水回收立管后，经过一个雨水转换装置进入用户家中的水箱达到储存的目的。当入水口打开时，雨水在雨水管内穿过外墙进入室内，通过入水口进入水箱; 当入水口关闭时，雨水管无法进入水箱，则雨水会由后面的雨水管流至下面的用户，直至每一户都能接收到雨水。

　　2.3 雨水入渗

　　通过入渗对雨水进行收集利用，能够有效减轻市政排水系统的排水负担，减轻城市洪水灾害可能引发的危害，同时也可以在一定程度上减少市政基础设施的运行维护成本。不仅如此，通过雨水入渗的方式，能够实现对城市地下水的回补，减少因地下水位下降造成的地面沉降问题，同时也可以对城市生态环境进行修复。

　　在实际操作中，雨水入渗的方式是多种多样的，这里针对几种比较常见的雨水渗透设施进行分析。一是城市绿地，这是一种天然的渗透设施，不仅入渗效果优秀，能够有效节约资金投入，而且可以美化城市环境，改善城市局部气候，可以说是一种非常简单有效的入渗设施。因此，对于市政主管部门而言，可以对城市现有的公园、绿地、绿化带等进行适当改造，对居民区以及市政道路上的雨水进行收集。二是人工渗透设施，包括渗透路面、渗透池、高危花坛等。以渗透地面为例，主要是利用多孔沥青、多孔混凝土以及草皮砖等材料，取代传统的沥青和混凝土材料，以提升地面的渗透效果，实现雨水的有效渗透。当雨水量相对较小时，可以实现雨水的直接入渗，而即使雨水量较大，在地表形成径流，也可以在适当位置，设置相应的蓄水池等设施，对雨水进行收集，经过滤处理后，回补地下水，又或者直接作为绿化灌溉用水。在人行道、广场以及停车场等公共场所，可以在相应位置设置回填砂石、砾料的渗沟或者渗井，以增加雨水入渗量，尽可能减少人行道和广场上的积水。

　　对于市政管理部门而言，在对城市整体进行规划建设时，应该坚持可持续发展理念，以绿色城市、生态城市为基准，在不影响城市各项功能的前提下，尽可能增加绿地和人工湿地的面积。从我国当前的城市规划建设而言，在绝大部分城市中，由于绿地径流系数小，虽然其面积较大，但是可以收集的雨水量有限，很容易出现饱和的情况，因此绿地径流雨水一般都是通过入渗的方式进行利用;而城市广场空地面积较大，径流系数也较大，收集雨水量大，而且非常稳定，因此对于雨水的利用一般是采用收集回用的.方式;而在城市道路方面，由于行车量较大，路面污染严重，不能直接作为雨水收集的对象，可以通过修建地下渗透管道或者渗透水池的方式，对雨水进行收集。

　　3 关于初期雨水的收集分析

　　3.1 初期雨水处理系统介绍

　　初期雨水是指降雨初期时的雨水，在雨水中溶解了空气中大量的酸性气体、汽车尾气以及各种各样的污染性气体，加上对于路面、建筑等的冲刷，含有大量的有机物、重金属以及悬浮固体等污染物质，污染程度较普通城市污水更高，如果直接排放，会对水体造成严重的污染，因此，做好初期雨水的收集和处理，是非常必要的。在国外一些相对发达的国家，对于初期雨水的处理，是利用下凹绿地的净化作用，引导雨水入渗地下，通过土地系统，进行相应的净化处理，又或者将初期雨水引入污水处理管道，与城市生产生活污水一同处理后，直接排入和河道。而国内对于初期雨水的处理，多是收集后直接弃流，对此，从我国实际情况出发，提出了相应的道路雨水收集利用系统。

　　(1)雨水口

　　在降雨时，对于道路径流，应该在雨水口设置相应的篦子，对垃圾和杂物等进行拦截，同时在雨水口的底部，设置相应的沉淀池，对雨水中包含的大颗粒杂质进行沉降处理，以避免过滤器的堵塞。在经过滤器初步过滤后，道路径流会进入渗透池，等待后续处理。

　　(2)渗滤井

　　从施工和成本方面考虑，可以对现有的渗透池或者渗透井进行改造，形成相应的渗滤井。应该结合区域气候特点，从初期雨水量考虑，对渗透池的体积进行确定，一般情况下，将渗透池设计为长扁形，为雨水入渗回补地下水提供便利，同时减少对于地下管线的影响。渗滤井应该通过相应的果壳过滤器，与雨水口相连，同时在果壳过滤器出水口位置，设置纵向带孔管道，以强化前期布水能力，提升渗滤井的运行效率。

　　3.2 初期雨水渗透量计算及渗透池容积的确定

　　采用极限强度法计算初期雨水渗透量。设计流量计算参数：某城市3 年重现期降雨i=1.91mm/min，场地面积30m×9m，集流时间tb=5min，初期雨水h=5mm，初期雨水厚度h 降落时间k=h/i=2.62min，全部汇水面积上产生的汇流Qs=ψFi=0.9×30×9×1.74=464.13L/min。根据开始降雨到最大面积上产生汇流的时间和退水时间相等的条件，汇流区内初期雨水全部被收集到收集点的时间T=k+tb=2.62+5=7.62min。Tb>k，得到雨水汇流过程线。

　　线0-a-b-c 表示雨水汇流过程，线0-a-e-T 表示初期雨水汇流过程。在k 时间内达到汇流点的径流量为a 点对应的流量Qa，设降雨强度i 条件下，有渗透池存贮τ(min)雨水，0<τ

　　4 系统收集雨水资源的利用与效果

　　4.1 可提高水资源的利用效率

　　面对日益短缺的水资源，我们不得不寻求一些方法缓解当前水资源紧张的问题，而雨水的收集就是较为有效的方法。雨水是一种宝贵的水资源，但是我们一直以来都忽视了对雨水的收集和利用，不得不说，这是一种非常巨大的浪费。结合初期雨水处理系统，实现对于雨水的收集和刘勇，能够有效提升水资源的利用效率，缓解城市用水紧张问题。

　　4.2 避免或防止城市洪涝的发生

　　我国近几年来，随着自然气候的变化无常，城市防洪问题变得十分严峻，许多城市都开始相继出现“城中看海”的尴尬景象。造成这种现象的原因，一方面是由于城市排水系统的设计存在一定的不合理性，当短期降雨量较大时，市政排水管网压力较大，难以及时有效排除积水;另一方面，全球气候变暖导致了极端天气的频繁出现，很容易形成局地强降雨。应用初期雨水收集处理系统，可以有效增加雨水排泄途径，缓解市政排水管道的压力，进而避免或防止城市洪涝的发生。

　　5 结语

　　我国当前对于初期雨水的处理技术还不是很成熟，但是随着城市雨水利用技术的不断推广，越来越多的人开始重视城市雨水收集利用技术，在城市初期雨水收集利用系统的建设过程中，应该根据工程项目环境，对系统方案进行合理选择，保证系统功能的有效发挥。

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