校園封閉區(qū)域雨水收集！環(huán)保雨水口
指出了校園封閉區(qū)域雨水收集與利用是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容之一，其雨水收集與利用符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會發(fā)展和科技發(fā)展的需要。雨水經(jīng)收集、沉淀、凈化、消毒、儲存可以作為沖廁、洗路、澆花、水景等非飲用水使用，雨季可以降低校園等封閉區(qū)域雨水對城市公共排水管網(wǎng)的壓力，同時可以降低利用系統(tǒng)由雨水管道、收集過濾、凈化消毒、貯存蓄水、自沖洗、雨水利用等主要部分組成，在建設(shè)實踐中技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠，值得推廣應(yīng)用。
一、海綿城市建設(shè)中雨水收集與利用的必要性
1.1海綿城市建設(shè)綜述
海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保城市排水防撈安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。建設(shè)“海綿城市”并不是推倒重來，取代傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)，而是對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的一種“減負(fù)”和補充，最大程度地發(fā)揮城市本身作用。在海綿城市建設(shè)過程中，應(yīng)統(tǒng)籌自然降水、地表水和地下水的系統(tǒng)性，協(xié)調(diào)給水、排水等誰喜歡利用各環(huán)節(jié)，并考慮其復(fù)雜性和長期性。在提升城市排水系統(tǒng)時要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來，優(yōu)先考慮更多利用自然力量排水，建設(shè)自然積存，自然滲透，自然凈化的“海綿城市”。
1.2雨水收集與利用的意義
我國城市雨水利用的潛力巨大，有資料表明，我國的平均降水量是650mm，我國的國土面積為960萬km2，可以推算出我國每年的原生水資源量(總降水量)約為6.24萬億m3。在沿海城市，雨水收集利用具有更大潛力。上海年平均降雨量1124mm，全市每年的降雨總量應(yīng)為70億m3，扣除蒸發(fā)、滲透等因素，水務(wù)部門估計，全市每年白白流失的雨水總量約在24億m3左右。深圳年均降水量1900mm，每年從天而降近40億m3雨水，而深圳各大水庫雨水蓄水量不到總降雨量的1/8，因此每年至少有35億m3的雨水白白流失。
雨水收集與利用有著十分重要的意義，表現(xiàn)在以下兩個方面。
1.2.1適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求
我國的水資源現(xiàn)狀為：一是人均水資源最匱乏的國家之一，二是世界上用水量最多的國家，換言之，就是浪費十分嚴(yán)重。我國從20世紀(jì)70年代開始鬧水荒，80年代水荒由局部蔓延至全國，目前形勢越來越嚴(yán)峻，嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如何循環(huán)使用水資源，減少水資源的浪費是成為首要任務(wù)。隨著水資源供需矛盾的日益加劇，雨水資源的價值之間被人們認(rèn)識，采取相應(yīng)的措施，因地制宜地開展雨水綜合利用，從而帶來農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
1.2.2適應(yīng)社會發(fā)展需求
傳統(tǒng)城市雨水處理方法是在雨水落到地面上后，一部分通過地面下滲補充地下水，不能下滲或來不及下滲的雨水通過地面收集后回流進(jìn)入雨水口，再通過收集管道收集后，排入河道或通過泵提升進(jìn)入和到。隨著城市化程度的提高，傳統(tǒng)的雨水管理模式經(jīng)常會造成城市洪災(zāi)、雨水徑流污染、雨水資源大量流失、生態(tài)環(huán)境破壞等主要問題。當(dāng)前節(jié)能呼聲越來越高，使得雨水收集再利用也越來越被人重視。開展雨水收集利用符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
二、校園等封閉區(qū)雨水收集與利用
校園等封閉區(qū)是城市的重要組成部分，應(yīng)更新規(guī)劃設(shè)計理念，順應(yīng)海綿城市建設(shè)的要求，率先推廣應(yīng)用雨水收集與利用系統(tǒng)。
2.1校園等封閉區(qū)域開展雨水收集與利用的意義
2.1.1改善生態(tài)環(huán)境，補充涵養(yǎng)地下水，減少水旱災(zāi)害
雨水集蓄利用有利于水土保持，改善生態(tài)環(huán)境，合理開發(fā)利用水資源。修建雨水收集利用系統(tǒng)就地攔蓄雨水徑流入滲，減輕了對土壤的沖刷侵蝕和水土流失，補充涵養(yǎng)地下水資源。同時減少城市徑流，減少水澇，可以有效降低雨污合流，減少城市街道雨水徑流量。使用手機(jī)的雨水澆灌花草樹木、灌溉綠地，可以改善城市于成景，海綿城市建設(shè)中校園等封閉區(qū)域雨水收集與利用。
2.1.2節(jié)省用水開支和市政投資
雨水利用運行費用低廉，經(jīng)濟(jì)效益突出。從運行管理和水費支出分析，投入收集1m3雨水的年運行費用不足0.1元，這樣可以大大減少用水開支。同時，雨水利用工程可以減少由政府投入的用于大型污水處理廠、收集污水管線和擴(kuò)建洪設(shè)施的資金。將地面雨水就近收集并回灌地下，不僅可以減少雨季溢流污水，改善水體環(huán)境，還可以減輕污水廠符負(fù)荷，提高城市污水廠的處理效果。雨水蓄水池和分散的滲渠系統(tǒng)可降低城市洪水壓力和節(jié)省封閉路面下的排水管網(wǎng)負(fù)荷。校園等封閉區(qū)域雨水利用實施后，可以節(jié)省市政收集污水管線和擴(kuò)建排洪設(shè)施的部分資金。
2.1.3提高水資源利用率
收集處理后的雨水可用于沖廁所、洗車、洗衣服、澆綠地、消防等，其鈣鹽含量低，屬軟水，也可作為冷卻水等。雨水收集利用可以有效地調(diào)節(jié)、補充地區(qū)水資源，緩解水資源供需矛盾。
2.2校園等封閉區(qū)雨水收集與利用系統(tǒng)建設(shè)的特點
2.2.1科技進(jìn)步使雨水收集與利用成為可能
傳統(tǒng)的收集雨水方式有鋼筋混泥土及不銹鋼蓄水池，這兩種方式施工工藝復(fù)雜，工序多，工期長，投入的人力物力財力都比較大。而新型的雨水收集系統(tǒng)是由若干個模塊合成的一個水池，產(chǎn)品使用壽命長，施工方便，工期短，成本較低。技術(shù)革新使得大規(guī)模開展雨水收集利用成為可靠。
2.2.2關(guān)鍵技術(shù)
校園等封閉區(qū)域雨水收集與利用系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，一是初期雨水排除器，其特點是回收90%以上的干凈雨水，不用點，不用人工清理，自動保持干凈，不堵塞，沒有活動部分，沒有濾材更換，永無故障。二是pp模塊，施工便捷，抗沉降性能好，不開裂不滲漏，獨特的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，毛細(xì)微循環(huán)，有利于水質(zhì)保持，不占用地表空間，深埋地下，隔絕空氣和陽光，與地下水環(huán)境相似，收集雨水保質(zhì)期長，性能穩(wěn)定，環(huán)保材料不會對水質(zhì)構(gòu)成二次污染，施工周期短，綜合造價低。
2.2.3雨水收集與利用系統(tǒng)的特點
初期雨水經(jīng)過多道預(yù)處理環(huán)節(jié)，保證了所收集雨水的水質(zhì)。采用蓄水模塊進(jìn)行蓄水，有效保證了蓄水水質(zhì)，同時不占用空間，施工簡單、方便，更加環(huán)保、安全。通過壓力控制泵和雨水控制器可以很方便地將雨水送至用水點，同時雨水控制器可以方便地實現(xiàn)雨水對雨水收集系統(tǒng)的自動控制和狀態(tài)監(jiān)控。
目前雨水收集利用主要應(yīng)用在以下幾個方面。
(1)雨水利用。收集處理后的雨水用于沖洗廁所、澆曬路面、澆灌草坪、水景補水，甚至用于循環(huán)冷卻水和消防水。可以緩解目前城市水資源緊缺的局面，是一種開源節(jié)流的有效途徑。
(2)雨水滲透。通過蓄水池將雨水下滲，補充地下水資源，改善生態(tài)環(huán)境，使淡水資源得到補充。
(3)雨水滯留。當(dāng)降雨量超過城市排水量時，將雨水存儲起來，減輕城市排水壓力，從而提高城市排洪系統(tǒng)的可靠性，減少城市洪澇災(zāi)害。
2.3雨水收集與利用系統(tǒng)的組成
2.3.1雨水管道
雨水管道可直接鋪設(shè)在未經(jīng)擾動的原裝上土地基上，溝底應(yīng)平整，坡度應(yīng)順暢，并不得有尖硬的瓦礫、塊石等。如為回填土土層，則在回填上土地段做300mm厚灰土墊層。在巖石或多石地段做150mm厚礫石墊層。開挖溝槽寬度一般為D+500mm。雨水管道順室外地面敷設(shè)，其管頂敷土深度為0.70~1.00m。
2.3.2過濾、消毒及蓄水設(shè)施
pp模塊單體尺寸為1000mmX500mmX400mm，頂面承載(頂面覆土厚度大于0.6m小于2m)40kN/m2超出雨水池承載范圍時，必須要加固。埋地式雨水池外面包裹一層HDPE復(fù)合防滲膜，通過它將整個收集池與外界土壤隔開，防止收集池內(nèi)的水滲透出來，以及土壤中的污染物滲入集水池內(nèi)造成污染，同時保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定。HDPE防滲膜的外面還有一層保護(hù)的土工布，進(jìn)一步保護(hù)防滲膜，確保整個系統(tǒng)不會發(fā)生外滲及內(nèi)滲。蓄水池和清水池宜建在綠化區(qū)域。
蓄水池一般設(shè)計為10 .0 m×12 .5 m×2 .0 m=250 .0 m3，清水池一般設(shè)計為5 .0 m×5 .0 m×2 .0 m=50 .0 m3。雨水設(shè)備間采用碳鋼設(shè)備間 ，進(jìn)行滲漏試驗合格后再施工，規(guī)格尺寸為1300 mm×1250 mm×1050 mm，內(nèi)置紫外線消毒器、砂濾罐和其它設(shè)備。石英砂過濾器能截留雨水中的雜質(zhì)，對雨水進(jìn)行深度過濾，符合國標(biāo)要求。 紫外線消毒器選用高效率的 UV - C紫外燈，采用高透光率、高純度的石英套管，保證紫外線透過率在90% 以上。
2.3.3雨水使用設(shè)施
雨水供水管道上不得裝設(shè)取水龍頭，并應(yīng)采取下列防止誤接、誤用、誤飲的措施;
1、采用市政水作為備用水源，雨水儲存裝置有溢流裝置，多余的雨水排入市政雨水系統(tǒng)，對回用水進(jìn)行消毒
2、雨水回用管道均用色漆噴涂“雨水”兒子，間隔2m噴涂一處，
3、雨水回用閥門、水表、取水栓均應(yīng)懸掛“禁止飲用”標(biāo)識，
4、工程驗收時應(yīng)逐段進(jìn)行檢查，防止誤接。
2.3.4雨水反沖洗系統(tǒng)
PP模塊水池底部需鋪設(shè)一定數(shù)量的反沖洗管道，這些反沖洗管道每隔0.2m進(jìn)行開孔，孔徑大小為10mm，交叉45°，反沖洗系統(tǒng)通過原水提升泵進(jìn)行供水，操作時通過切換反沖洗管道的反沖洗閥門和至設(shè)備間處理器的閥門進(jìn)行管路水流方向的切換，反沖洗的作用是通過提升泵對池低進(jìn)行沖洗，使沉淀在PP模塊水池底部的泥沙與水混合形成攪動狀態(tài)，防止長期靜置，形成死泥區(qū)，而污染水質(zhì)。
2.4工藝流程
雨水收集利用系統(tǒng)是指通過匯總管道對雨水進(jìn)行收集，再通過雨水凈化、消毒裝置對雨水進(jìn)行凈化、消毒裝置對雨水進(jìn)行凈化處理后達(dá)到符合設(shè)計使用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。目前多數(shù)由雨水匯集系統(tǒng)、棄流過濾裝置、凈化系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、水體利用系統(tǒng)組成。
雨水收集利用流程;雨水管道-截污管道-雨水棄流裝置-雨水自動過濾器-雨水蓄水模塊-消毒處理-用水點。
雨水收集利用就是直接對天熱降水進(jìn)行收集存儲與利用。成熟的雨水利用技術(shù)是雨水的收集-截污-過濾-存儲-滲透-提升-利用和控制一體化的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。
雨水收集利用的工藝流程一般包括收集及預(yù)處理單元、儲存單元、凈化處理單元和回用單元等四部分。地面雨水需要先進(jìn)收集，一般是通過收集管流向初期雨水排除器中，經(jīng)過初期雨排除器過濾雨水中夾雜的一些樹葉、雜物等，然后將雜質(zhì)和臟水進(jìn)行起來處理。過濾后的雨水經(jīng)過蓄滿時的溢流裝置，進(jìn)入雨水利用系統(tǒng)，以便將水資源進(jìn)行有效的利用。雨量具有不均衡性，為了控制雨量的均衡，可以利用整流井的雨水自流進(jìn)入雨水調(diào)蓄池來進(jìn)行調(diào)控。進(jìn)入調(diào)蓄池的雨水需要通過一級提升泵提升處理后進(jìn)行消毒處理，符合雨水使用要求后才能夠?qū)⑵渫斗诺角逅刂小Ｗ詈缶褪峭瓿捎晁呐渌凸ぷ?，一般是利用變頻供水系統(tǒng)加壓來進(jìn)行這一工作的。處理完的雨水可以用于小區(qū)的綠化和沖洗，并且定期進(jìn)行水泵的沖洗。(圖1和圖2)。
圖1雨水收集與利用原理
圖2雨水收集與利用系統(tǒng)設(shè)備平面布置
三、施工注意事項
3.1土方工程施工
蓄水池、清水池為地下工程，施工前要編制基坑開挖專項施工方案，深度超過5m的還要組織專家論證，經(jīng)審核批準(zhǔn)后，嚴(yán)格執(zhí)行。開挖時要監(jiān)測對周建筑物、構(gòu)筑物的影響，發(fā)現(xiàn)情況立即采取措施。要收集施工區(qū)地下管線資料，先開挖探溝，防止破壞管線?；娱_挖采取支護(hù)措施，土質(zhì)條件好、施工作業(yè)面大的可采用放坡開挖。基坑周圍應(yīng)設(shè)置圍擋、警示標(biāo)志，對施工現(xiàn)場采取管控措施，無關(guān)人員禁止入內(nèi)，裸露土壤要采取覆蓋遮陽網(wǎng)等防止揚塵措施，專職安全員要加強(qiáng)巡查，以保障施工安全。
3.2HDPE復(fù)合防滲膜施工
蓄水池、清水池其密閉性要好，與周圍水體要防止互滲，要達(dá)到上述目標(biāo)，應(yīng)抓好HDPE復(fù)合防滲膜施工。其施工流程：方案制定-施工準(zhǔn)備-支持層處理-HDPE膜鋪設(shè)和剪裁-HDPE膜對正、搭接、壓膜定型-焊接-檢測-修補-描固溝處理-保護(hù)層施工-驗收-覆蓋。HDPE復(fù)合防滲膜施工要點如下。
(1)鋪設(shè)基底堅實、平整、不得有樹根、瓦礫、鋼筋頭、玻璃屑、石子、有機(jī)物殘體等尖硬或造成環(huán)境污染的雜物?；坠战翘帒?yīng)園滑。
(2)鋪設(shè)順序是先邊坡，后池低。鋪設(shè)時應(yīng)將卷材自上而下滾鋪，并確保貼平整。拐角及畸形段，應(yīng)盡量少留焊縫。鋪設(shè)中應(yīng)拉緊、鋪平，避免出現(xiàn)褶皺。
(3)施焊順序應(yīng)先焊橫縫，再焊縱縫，縱橫縫應(yīng)為T字型，不得采用十字叉形式。焊縫要求整齊、美觀，不得出現(xiàn)滑焊、調(diào)走現(xiàn)象。
(4)焊縫處不得有油污、灰塵、泥沙。焊縫應(yīng)盡可能留在順坡度方面上，搭接寬度不小于100mm。
(5)下雨或大風(fēng)天氣不得進(jìn)行焊接。防滲膜鋪設(shè)完成后，應(yīng)避免在膜上行走、搬運工具、材料等。
