段玉戈(太原市知達常青藤中學校,山西太原030031)
城市降水特點及回收利用技術淺析
段玉戈(太原市知達常青藤中學校,山西太原030031)
目前我國經濟飛速發展,城市規模不斷擴張,伴隨而來的就是用水量的大幅度提高,城市缺水問題已成為制約城市健康快速發展的瓶頸,城市降水作為一種可再生利用的資源,受到越來越多的關注。本文詳細闡述了城市降水的特點,并對目前的回收利用技術措施進行了總結,提出了未來城市降水綜合利用的發展方向。
水資源;城市降水;回收;利用
水是生命之源,沒有水就沒有地球上的生物,也沒有人類的今天。我國是一個缺水的國家,雖然水資源總量為28000億m3,居世界第六位,但是只是世界人均水總量的1/4,人均水資源量更少,不足2200m3,居世界第121位,被列為世界上13個貧水國之一。近年來,隨著社會發展和城市化進程的推進,水資源短缺的狀況更為明顯,現在我國已經有400多個城市供水不足,110個城市嚴重缺水。水資源短缺已經成為制約城市快速健康發展的主要瓶頸。
降水,是大自然正常的氣候現象。在我國長江中下游地區,有較多城市常年降水量較大,大量的雨水徑流未加以利用就直接排放了,這不僅造成了水量的巨大浪費,同時也加大了城市排水設施的負擔。由于降水具有水質清潔、沒有異味、價格低廉的優點,因而對雨水加以適當處理,不僅可節約水源,還可以彌補再生水的不足,減輕城市發展進程中對水資源需求的壓力。城市通過有效措施建立自己的備用水源,在一定程度上不僅可以改善城市生態環境,還可以支持城市的健康發展。
城市降水包括降雨、降雪、霜凍等匯集到城市內的水的總稱。由于城市化進程的推進,不可避免地伴隨著道路、建筑群等不透水面積的增大。大強度降水迅速匯集造成的地面積水,會導致城市局部洪災和內澇,這給城市居民的生活帶來了不便,也增加了城市排水壓力。采用水收集利用工程,可以使城市降水通過匯集、調蓄和凈化后成為一種可回收利用的資源,用于城市綠化灌溉、道路噴灑抑塵、洗車、沖廁等。研究降水回收利用工程,首先應了解城市降水的顯著特點:
(1)時間和降水量具有不確定性。城市降水一般由氣象條件來決定,影響氣象的因素有很多,如季節氣候、地球緯度等因素,同一個地區在不同年份的同一個時間降水情況都是不一樣的。一般來說,靠海的地區降水比內陸多,緯度底的地方降水比緯度高的地方多,季風氣候一般是夏季降水多冬季降水少。
(2)所含成份種類較多。降水從高空落下與大氣進行接觸,將大氣中的一些物質洗滌下來,落到城市的下墊面上(如商業區、居民區、停車場、廠區、街道等),通過沖擊、溶解和搬運聚集一系列物質(如油類、氮、磷、重金屬、有機物質等),在地面形成徑流。
(3)主要污染物構成簡單。有研究表明,城市降水的污染物主要是COD、SS、TP、TN。其來源于大氣中的灰塵、汽車輪胎磨損、露天堆積物、車輛防凍液,以及油類物質的泄露、殺蟲劑農藥化肥的施用。
隨著城市規模的不斷擴大,不透水下墊面的面積越來越多,逐漸出現了城市內澇的現象,可以“看海”的城市數量呈增長趨勢。從國內外對城市降水的利用情況來看,最初在城市規模較小的時期,以快速輸送排放為主,當前城市降水利用是采用各種措施對雨水資源的保護和利用,包括收集、調蓄和凈化后回用的直接利用;也包括利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或洼地使雨水滲透補充地下水資源的間接利用;還包括回用與滲透相結合,利用與洪澇控制、污染控制、生態環境改善相結合的綜合利用。總體來說,降水回收利用處理技術從其實施過程可以分為兩個步驟:
(1)降水的回收。需要對建筑進行降水收集,改造建筑回收管道、儲蓄池,增加透水路面。降水通過透水路面可以直接補充地下水,涵養水源。通過管道收集到儲蓄池的降水,可以用作城市景觀水源補充水例如濕地的補充水、綠地花草噴灑水、沖廁水等。
(2)對收集的降水進行處理后排放。處理的方法可分為物理化學法、生物處理法和物化與生物相結合的方法。物理化學方法與給水處理方法類似,通過沉淀池對降水進行沉淀、過濾,設備對降水中的大顆粒物質進行過濾、然后進行消毒處理,經過處理以后的降水可用于日常的雜用水;生物法則是利用厭氧和好氧微生物的新陳代謝對降水中的有機物等污染物進行處理。例如可以建立生物塘、人工濕地、人工湖等,通過自然的凈化手段進行處理,處理后的水可直接排入水體或用于補充地下水;物化法與生物法相結合,可以將雨水進行更深度的處理,處理效果更好。
目前水資源如此緊缺的情況下,城市降水利用具有很重要的意義。城市降水技術具有多目標性和綜合性,在進行城市建設的過程中通過合理的設計與規劃,采取措施將降水收集儲蓄起來,經過處理后作為可以利用的水資源。可以起到節約用水、預防城市內澇、水資源的涵養、防止城市水土流失、降低排水系統的壓力、減少水污染和有效地改善和提高城市生態環境。
具體來說,降水回收利用的意義包括以下三個方面:
(1)降水的回收儲蓄,可以使城市缺水的問題得到一定的緩解,增加了一種水資源利用的新途徑;
(2)降水的間接利用,降水通過滲透,補充地下水,涵養水源,可以使地面沉降現象得到有效的緩解,減輕發生城市內澇的概率;
(3)降水的綜合利用,降水經過城市中存在的各種人工湖或者自然存在的水體、沼澤以及濕地的調蓄、凈化處理,可以有效地改善水循環系統和城市的生態環境質量。
城市降水的回收利用應該因地制宜,根據區域的不同和區域降水特點的不同,采取不同的回收利用方式。例如居民區的回收利用,應采用回收處理降污的手段;公路及人工湖濕地附近區域應采用生物處理水體自凈的手段;城市降水的回收利用應采用多種處理方式相結合的方式。隨著現代科學技術的發展,希望研發出更加高效、快捷的處理技術,對城市雨水資源充分開發和應用。也需要通過各種方式進行宣傳教育,使人們理解雨水收集利用工程所能帶來的各方面效益,提高其自覺參與的意識,促進城市快速、和諧、可持續發展。
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TU991.57
A
2095-2066(2016)33-0254-02
2016-11-10
段玉戈(1999-),女,漢族,山西太原人,高中在讀。