雨水收集利用的意义、技术进展和前景展望

雨水收集利用的意义、技术进展和前景展望

发布日期:2020-05-09 16:01:49 浏览次数:19

      城市是国家文化、经济以及政治的中心,是居民生活以及生产的主要场所。当前,随着我国城市人口的增加,城市规模逐步扩大,工业发展迅速,致使城市用水量不断上升。根据相关资料分析,我国当前大多城市存在水资源紧张的情况,城市缺水问题越来越严重,全国600多座城市中,有300多座缺水,严重缺水的城市有100多座,且均呈现出递增趋势,严重阻碍了社会经济的发展和居民的正常生活,以致国家花费巨资实施城市调水工程。同时,某些城市对污水处理不够科学,存在污水随意排放现象,这也是致使水资源被污染的重要原因,间接导致水资源短缺。

       1 城市雨水利用的作用和意义
        当前随着世界经济快速发展,水资源紧张的情况与经济发展产生了尖锐的矛盾,引起了各个国家的普遍重视和关注,城市雨水利用是当前新型的水资源利用形式,是解决水资源危机的关键措施。
        城市雨水利用技术可以对城市中的雨水进行储存、收集、净化以及利用,在欧美发达国家中形成了比较成熟的应用技术、管理条例以及行业标准,进入了产业化和标准化,向集成化和综合化发展。同时,城市雨水利用技术还可以改善城市的生态环境和水资源环境,提高水资源重复利用率,将水资源进行有效分配利用,其收集处理的雨水可以用于景观用水、绿化用水、循环冷却系统补水、汽车冲洗用水、路面地面冲洗用水、灌溉用水、冲厕用水以及消防用水。

        2 城市雨水利用的技术进展
        2.1城市降水特征
        当前,城市化建设对城市降水情况有一定程度的影响。通过调查研究,城市化建设对降雨的趋势和周期影响不大,只是微弱的影响,大城市降水存在年内差异、时间差异、南北差异以及季节差异。城市化建设对最大降水量、汛期降水量以及年降水量都有一定程度的增加,因为在城市扩展和建设中,人口增加以及工业生产给地区生态平衡造成了破坏,气温高于周边地区,形成热岛效应。降水量的增加也导致城市产汇流发生改变,对其研究主要表现在几个方面:预测洪涝灾害、地理信息、城市下垫面试验等。
        2.2城市径流水质
        随着我国城市化进程的加快,不透水路面及广场数量增多,雨水落地后冲刷地面污染物从而形成径流污染。当前,对城市径流水质方面的研究有以下两点:
        2.2.1控制初期弃流
        屋面、路面、绿地以及水面是当前城市几种下垫面类型,而径流污染根据空气质量、季节以及下垫面类型而变化,控制初期弃流的措施也不同。例如某市在春季形成的屋面径流污染比较严重,因为在冬季结束后,屋面污染物以及沉积物较多,春季到来时,其污染物就随着降雨形成径流污染,而在夏季时,由于屋面沥青等防水材料受到太阳的暴晒老化、变软,进行分解,因此污染物含量也比较高。城市路面由于受到清扫现状、交通流量以及降雨特征的影响,其径流污染形成原因相对比较复杂。绿地只有在降雨量较大的情况下,才可能产生径流,绿地可以改善径流的质量,对径流污染起到一定程度的净化效果。
        2.2.2构建水质模式
        水质模型可以分析水质污染的相关因素以及变化规律,是水环境研究的重要工具和主要内容。水质模型在实际应用中,可以对水环境进行质量评估、预测水环境污染行为,保护水资源环境、对水资源实行科学管理。
        2.3雨水利用规划
        其主要功能是对城市雨水在时间和空间上进行合理科学的分配以及利用,实现与城市基础设施建设规划协调一致,与城市综合整治、保护水环境、预防洪涝灾害、控制径流污染等领域保持同步,促进城市的健康发展。

      在进行城市生态建设、绿化建设以及基础设施建设的过程中,应采取绿地渗蓄以及透水地面等相关措施,在充分满足防洪标准的条件下,尽可能的滞蓄雨水,在缓解水资源短缺现状的同时,为市政减轻排洪压力,能够取得良好的社会效益和经济效益。

        2.4雨水利用技术
        雨水利用技术已有几千年的历史,但是大多是用于农业领域。应用于城市的雨水利用技术主要有以下几种:

        2.4.1雨水收集技术
        雨水收集系统大致分为收集、传送、保存、分配、过滤、处理以及弃流等几个环节。收集处理后的雨水可以做生活,企业以及公共用水,用其进行洗车、绿地浇灌、路面地面冲洗以及冲厕等使用,可以减少经济支出,提高空气质量,改善城市地表水质和水环境乃至生态环境。通过雨水入渗调控和地表(包括屋面)径流调控,实现雨水的资源化,可以使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。

        2.4.2屋顶绿化技术
        屋顶绿化通常是由蓄水层、过滤层以及植被层组成,屋顶绿化分为粗放型以及集约型两种,其主要优点是保护生态环境、降温节能、截流以及美化生活环境。

        2.4.3雨水分流技术
        目前部分城市仍存在传统的合流制排水系统,即污水和雨水混流,其不仅浪费了雨水资源,还对水体造成污染,雨水排放不通畅,容易引起马路行洪的情况。采用雨水分流技术,对合流制排水系统进行重新改造,对缓解环境污染有重要作用。

        3 城市雨水利用的前景展望
        当前,城市雨水利用是缓解城市水资源紧张的关键措施,受到社会越来越多的重视和关注。随着对城市雨水利用技术研究的逐步深入,其未来前景展望具体表现在以下两个方面:

        3.1理论研究向定量研究发展
        大量相关研究人员在城市雨水利用研究方面做了很多工作,充分利用研究成果是当前的迫切需求,随着科学技术的高速发展,特别是GIS的完善为数据分析提供了重要帮助,为建立雨水利用模式提供了关键手段。

        3.2利用技术向综合化以及多元化发展
        随着我国经济的发展,城市居民对生态环境和居住环境的要求不断提高,雨水利用技术在社会可持续发展、城市居民环境舒适、生活环境休闲型方面提供了重要帮助,有利于实现城市空间、环境、经济以及社会发展的有机结合。因此,城市雨水利用向多元化以及综合化发展是其未来主要的发展趋势。

        城市雨水利用技术向全国推广后,将推动我国城市雨水利用技术及其产业的发展,使我国的雨水利用从农业生产供水迈入生态供水的高级阶段,为我国的城市节水行业开辟出一个新的领域,实现我国给水排水领域的一个重要转变:把快速排除城市雨洪变为降雨地下渗透、储存调节,修复城市雨水循环途径。

        4 结语:
        对城市雨水进行合理的利用可以有效缓解城市水资源短缺的问题,有利于我国社会经济的发展。在现阶段的我国,城市雨水利用尤其显得必要,是维护自然界水循环环境的需要,是节水的需要,是修复城市生态环境的需要,是抑制城市洪涝的需要,并且是当前城市防洪的关键措施之一,雨水利用系统的规模可满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前的水平。雨水利用工程是水综合利用中的一种新的系统工程,以其良好的节水效益和环境生态效益适应了城市的现状与需求,具有广阔的应用前景。随着我国城市化进程的加快,在低影响开发前提下,大力推进海绵城市建设的理念逐渐深入人心,城市雨水利用正是我国坚持可持续发展政策的重要体现。

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