請問關於城市雨水收集利用的過程?
城市雨水收集利用系統主要完成對雨水的收集、處理、存蓄和利用工作,進而達到對城市雨水進行有效控制的大目標。
所有基於降雨初期雨水收集利用的雨水收集利用系統都由三個基本組件構成:(收集裝置)-(傳輸裝置)-(存蓄裝置),在組件基本功能基礎之上,這些裝置又會增加雨水初期棄流、滲透、凈化、利用等其他復合功能。
如近年流行的雨水滲透排放技術,其主要技術就是在雨水傳輸裝置,存蓄裝置中同時增加滲透功能。
收集裝置
收集裝置是雨水從系統外部進入內部的介質。按收集裝置安裝位置可分為屋面雨水收集系統和地面雨水收集系統。
1、屋面雨水收集系統
按管內水流狀態可分為重力流和壓力流兩類。
壓力流又可細分為半有壓流和虹吸流兩類系統。其核心裝置是雨水鬥。
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不同收集系統使用不同類型雨水鬥
目前市場較為流行的是虹吸式雨水收集系統,是在設計條件下利用雨水鬥至排出管之間的有效位差為動力,使系統內部產生負壓的雨水排水系統。
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其原理就是依靠特殊的雨水鬥的設計,實行汽水分離,從而使雨水立管中為滿流狀態,當立管中的水達到壹定的容量時,虹吸作用就產生了。
在降雨過程中,由於連續不斷的虹吸作用,整個系統得以令人驚奇的快速排除屋頂上的雨水。
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虹吸雨水鬥結構圖
2、地面雨水收集系統
形式更加多樣,可利用透水鋪裝,雨水口,線性排水系統等地面設施收集雨水,部分收集裝置可以完成初期簡單凈化。
透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝,透水水泥混凝土和透水瀝青混凝土鋪裝,嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬於滲透鋪裝。更多透水鋪裝介紹請閱讀海綿城市內容。
雨水口指的是管道排水系統匯集地表的設施,在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的構築物,由進水箅、井身及支管等組成。
線性排水系統屬於雨水口壹種,具有場地匯水找坡長度小,進水斷面大等特點,因而具有更大排水量,不宜堵塞等優點。
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線性排水系統
傳輸裝置
傳輸裝置負責將雨水傳送至存蓄裝置並連接外部排水系統。
雨水傳輸過程較長,因此經常在管道等傳輸裝置中增加額外設備,實現雨水凈化,滲透等功能。常見的傳輸附加設備包括初期雨水棄流設施、滲透渠管、凈化處理設備等。
雨水管截汙過濾設施
利用濾網、濾布或介質過濾雨水徑流中的泥沙及懸浮物從而實現低影響開發面源汙染控制目標的附屬設備。截汙過濾設備結構較簡單,常見設施包括集水槽防護網、雨落管過濾器、截汙柵格和掛籃和較復雜的外置過濾器等。
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幾種常見截汙設施
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雨水截汙掛籃
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外置過濾器
初期雨水棄流設施
在降雨初期收集的雨水中汙染物含量較高,水質差,這部分雨水通常需要被舍棄不進入雨水收集系統內部。
初期雨水棄流指通過壹定方法或裝置將存在初期沖刷效應,汙染物濃度較高的降雨初期徑流予以棄除,以降低雨水的後續處理難度。
常見的初期棄流方法包括容積法棄流、小管棄流(水流切換法)等,棄流形式包括自控棄流、滲透棄流、棄流池、雨落管棄流等。
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初期雨水棄流設施典型構造
滲透渠管
雨水滲透是合理利用管理措施雨水資源有效方法之壹。滲透渠管是指具有滲透功能的雨水管/渠,可采用穿孔塑料管、無砂混凝土管/渠和礫(碎)石等材料組合而成。在雨水傳輸過程中通過滲透渠管向四周土壤滲透。
雨水滲透渠可線路鋪設,也可兩只滲透渠堆疊成管道狀線路鋪設,可以靈活地適應特定的條件和系統存蓄容量要求,進行產品的設計及安裝。其優點是占地面積小,有較好透水能力。
存蓄裝置
存蓄裝置通常為小型封閉式雨水箱或較大型的蓄水池,根據雨水回用的不同用途,配套雨水處理裝置如沈澱、過濾、消毒等設備做凈化處理。
雨水罐
雨水罐也稱雨水桶,為地上或地下封閉式的簡易雨水集蓄利用設施,可用塑料、玻璃鋼或金屬等材料制成,適用性適用於單體建築屋面雨水的收集利用。
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典型地埋家用雨水罐
蓄水池
蓄水池指具有雨水儲存莫鼓鼓囊囊的集蓄利用設施,同時也具有消減峰值流量的作用,主要包括鋼筋混凝土蓄水池,磚,石砌蓄水池及塑料蓄水模塊拼裝式蓄水池,用地緊張的城市大多采用地下封閉式蓄水池。
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壹體化埋地凈化系統
是指在單元雨水收集系統末端整合過濾、消毒、反沖洗等設備,組合成成套雨水處理設備。壹體化埋地凈化系統通常會同時接入雨水與生活汙水,形成壹體化汙水處理回用系統。
其優點是不影響景觀,全地埋式安裝,占地面積小,出水效果好,出水水質能滿足客戶的使用水需求,系統凈化部分采用多介質凈化方式,具有截汙、去味能力強、出水水質穩定、反沖洗耗水量低、凈化周期長等優點。
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壹體化埋地凈化系統
城市雨水收集利用系統存在的爭議
雨水收集利用系統建設對城市水循環及生態系統具有重要作用,但是關於城市雨水收集利用系統的使用,目前仍存在較大爭議。最大的爭議在於雨水收集利用系統建設工程量大,設備費用高,後期維護麻煩,而產生的水只能用作不與皮膚直接接觸的壹般生活用水,這部分用水只占小區用水很小壹部分,效益有限並不壹定能覆蓋投資成本。