浅谈雨水收集系统的应用

摘要：中国水资源匮乏，过度开采地下水，引起海水倒灌，入侵陆域。收集现有的雨水资源并加以利用或涵养地下水，对防止海水入侵的有重要的意义。为此各种雨水收集系统的应用，适用条件及应用效果在收集现有的雨水资源时，必须有所了解。

关键词：雨水收集 蓄水池 雨水储存 利用

中图分类号：TU991.11+4文献标识码：A文章编号：

1.从雨水回收利用的现状看我国城市化存在的问题

随着我国城市化进程的发展，制约城市可持续发展的干旱缺水、洪涝灾害和水环境恶化三大问题日益凸显，使得城市原先的水文循环路径发生改变，给城市水生态带来一系列影响，改变了原有城市水体自然循环路径，给城市带来一系列的问题。如导致大部分城市的市区气温比郊区高出1℃~3℃，形成“热岛效应”,造成局部天气异常，并且这一现象有逐年增高的趋势。城市的发展不可避免地造成了不透水地面面积的增加，地表雨水径流系数和径流量的提高，地下水入渗量的减少，使得地下水得不到充分涵养。汛期一遇暴雨就积水成灾，影响城市生活，堵塞交通，甚至淹没设施，经济损失巨大。同时，雨洪的肆虐，污水泛滥，加大了城市治污难度，环境恶化。因此，我们急需在城市建立蓄、滞、排相结合的排涝及雨水利用体系。

2.雨水资源的收集利用及雨水收集系统

2.1 碎石沟管道通常作为雨水排水干线设施使用，在排水管道壁上开许多孔洞，孔洞处用碎石和沙砾封堵，能起到过滤、渗透雨水作用，并能起到暂时蓄存雨水、进而抑制雨水急速下泄作用的雨水排水设施称为碎石沟管道。碎石沟管道是矩形管道的，具有很大的储水空间，是亦能对地下水有涵养作用的设施。

碎石沟管道可以采用现场浇筑混凝土结构，也可以采用预制PC混凝土箱状结构。从使用量大小、埋设难易程度、现场管理效果及工程质量的可靠性等方面考虑，后者在大连市还是较适宜的。

由于碎石沟管道上面的道路情况复杂，作为埋设在地下的雨水排水干线设施，应配置超出一般道路规模的、能承担道路荷载的箱形管道。

由于碎石沟管道具有较强的雨水渗透能力，排水管道容易沿着不透水层发生滑坡等现象，因此不适宜在坡面和可能对垂直地面的稳定性有损害的地区使用。

2.2 碎石沟管渠和碎石沟井

碎石沟管渠是用碎石覆盖有孔洞PVC管，它是具有雨水输送、蓄水与渗透的排水设施；主要作为碎石侧沟管道替代管道，用于建筑用地内。碎石沟井的构造是在侧壁附着多孔状结构窗户的设施，亦称为渗透井；既可以作为单独的渗透井用于建筑用地内，亦可作为汇集雨水的雨水口用于街道的道路下面。碎石沟管渠和碎石沟井具有碎石沟管道和碎石侧沟管道同样作用。

碎石沟管渠和碎石沟井主要在建筑用地内使用，并由承建方负责施工。

碎石沟管渠和碎石沟在整个雨水排水系统中使用量大，通过其对雨水的暂时蓄存，洪水量的减少，地下渗透的效果非常显着。

碎石沟管渠和碎石沟井是主要针对建筑用地使用，虽然跟承建方的努力有关，但在若全市范围内推广的话，应该为此相应地探讨研究有关各方面的法规制度，使其向义务化使用方向发展。

2.3 调节蓄水池调节蓄水池是暂时蓄存雨水，削减雨水洪峰流量的排水设施，同时具有过滤、渗透作用以及涵养地下水资源作用。根据流入调节蓄水池的功能，池内的雨水主要是道路等的排水，水中油类、重金属等物质的混入较多，若用作自来水水源，其在澄清、消毒上的费用将会很高，所以作为自来水水源使用并不现实。

调节蓄水池通常设置在天然洼地、池塘和公园水池等地上，但在大都市，找到建设调节蓄水池这样的空地是很困难的，所以拓展利用地下空间。应考虑利用己有的公园、地下广场、或者通过再开发的建筑物用地的停车场、庭院及广场的地下空间，建筑物本身地下空间的利用也可在考虑之列。

在地下建设的调节蓄水池的较简单，通常是较大的池体。主要是现场施工为主，但近年来，作为这样的地下池体结构，采用预应力钢筋混凝土制作的连结型构筑物正在被开发出来，PC混凝土箱状结构。

3.初期雨水弃流问题的解决平时无雨时的屋面覆盖有较多的灰尘、沙粒或者树叶，开始降雨的5分钟或者2毫米内的雨水污染程度非常高，一般需要将此部分的雨水首先排放掉才可以进行收集。此环节的排放既要做到有效又需要自动运行。上海竞舟公司开发了机械式弃流装置和容积式弃流装置两种方式，这两种不同的弃流装置适合于不同的雨水弃流环节。

机械式弃流装置是通过雨水汇总管中水流量的大小来实现弃流，在汇总管的雨水流量较少时，弃流排污管是处于排放状态，此时的雨水是排放掉的，后期雨量增大时，弃流排污管就会处于关闭状态，雨水被迫流向收集管；后面降雨减少后弃流管还将处于关闭状态，直到雨停一段时间以后弃流管才会恢复初始状态。机械式弃流装置无需使用任何电力，完全利用雨水的自然流向实现对雨水的弃流，同时内部的不锈钢杠杆可以调节弃流量的大小使用不同的弃流需求。容积式弃流装置的原理是首先将污染的雨水蓄积起来，在雨停后收集的污水会自动排放掉，装置复位。容积式的特点是不受降雨量和降雨时间的影响，可以有效弃流每一场降雨，适合不同类型的屋面。两种弃流装置都可以有效完成雨水的弃流，也实现了污物的自然排放，可以广泛应用在雨水初期弃流中。

4.雨水储存

由于预处理的作用，经过雨水收集器收集的雨水在储存时是不需要进一步处理的，储存方式有两种：一种是分散储存，一种是集中储存，一般根据现场条件和使用场合而定。储存时关键要解决好密封问题，使水质非但不变质而且随着储存时间的增加，水质会越来越好

4.1分散储存，通常用于山区、农村房屋、海岛、边防哨所的个体单独收集。这种分散储存不需要土建，适应性强，移动灵活，实用方便。

4.2。集中储存，通常应用于城市小区收集，公共设施收集和厂房集中收集。雨水贮池可采用各种各样的防渗漏防腐蚀材料，如PE、不锈钢、玻璃钢、混凝土、陶土等，可安放于地面，也可埋于地下。实践证明雨水贮池埋于地下 1米 以下对保持和优化雨水水质很有利。

5.雨水水质分析及利用

雨水在降落过程中，空气中的溶解性气体，溶解或悬浮状固体，重金属及细菌等会进入其中。地表径流中的污染物主要来自降雨对地表的冲刷。所以地表沉积物是地表径流中污染物的主要来源。地表沉积物的组成决定着地表径流污染的性质。因此，雨水的水质会因地点、时间的不同而有所差异。从雨水质分析结果看，天然雨水中主要考虑的污染指标为SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。

通常收集来的雨水作为中水原水（raw-water of reclaimed water）进行处理。用途主要是城市污水再生利用分类中的城市杂用水类，城市杂用水包括绿化用水、冲厕、街道清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。污水再生利用按用途分类，包括农林牧渔用水、城市杂用水、工业用水、景观环境用水、补充水源水等。依据不同的用水要求进行不同深度的处理净化。

6.结束语

雨水收集利用技术是节水、节能技术的重要组成部分。目前，我国城市化的发展规模已经进入到了一个飞速发展的阶段，这必然面临着将有更多的土地变成建筑用地。并且回用雨水应该是政府支持、群众参与共同完成的。总之，推动水资源的可持续发展，还有许多工作要做，其任重而道远！

参考资料：

【1】徐航，何品晶，宗兵年.《城市雨水的“防洪、减污、回用”系统》.中国给水排水.2001年02期

【2】丁跃元.《德国的雨水利用技术》.北京市水利科学研究所.

【3】晏中华.《国外雨水利用的方法》.节能.2000.6

【4】那燕.《城市雨水资源利用途经的探讨》. 辽宁师专学报(自然科学版)，2001年02期.