现代城市雨水利用的探究

现代城市雨水利用的探究

侯义

中国华西工程设计建设有限公司深圳分公司

摘要：随着城市化进程的不断推进，城市大气与地面污染的严重，雨水径流污染愈加严重，尤其是污染物较多的初期雨水。本文主要对城市初期雨水利用的探究。

关键词：现代城市；雨水利用

1污水排放执行标准

1.1外排水时满足：GB8978-1996《污水综合排放标准》中表1和表4中一级排放标准限值；

1.2复用水时满足：GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》中城市绿化、冲厕要求。

2相关工艺方案措施处理探讨

2.1初期雨水量

2.1.1对于初期雨水，目前还没有统一明确的定义。但初期雨水到底是多少，不同研究的初始条件结果不同，有的资料认为是一场降雨的前2mm，有的认为是6~8mm，也有的认为是前3min或5min。实际发生的角度、降雨发生的季节及两场降雨之间的时间间隔等很多因素会影响初期雨水的水质，近而影响初期降雨厚度或持续时间。

2.1.2考虑某地区的降雨气象条件，同时由于汽车制造工厂的大型化，管理规范化和清洁生产，初期雨水的污染程度相对城市道路初期雨水，还是比较轻。确定本项目初期雨水为每次降雨量的前4.0mm。

2.1.3厂区地面径流根据汇水区域的不同，主要分为绿地径流收集的天然雨水、厂房构筑物上收集的屋面雨水和厂区道路广场收集的道路雨水。在一定的降水量条件下，不同的汇水区域，对于径流的收集产生较大的影响，按照一般经验确定雨水量按照下面公式计算。

式中Q—雨水收集量（m3/m）；

—径流系数；

F—汇水面积（m2）。

根据《给水排水设计设计手册》，各种单一覆盖径流系统按表2采用。厂区总平面布置图中的总图数据，见下表3。

2.1.4某市位全年气温变化的特点是冬寒夏热，春秋温和。属于暖温带向亚热带的过度带气候型，为亚热带湿润季风气候，季风明显、四季分明、气候温和、雨量适中、春温多变、秋高气爽、梅雨显著、夏雨集中。年平均降雨量在940~1000mm之间。

2.1.5根据以上相关参数计算，厂区需收集的初期雨水量1528.02m3/次。由于降雨的不均匀性，同时厂区面积较大，为最大程度的收集厂区初期雨水，使厂区排放混合雨水水质优于本厂污水允许的排放标准，因此必须考虑从地面径流到厂区管线输送的时间间隔。本次设计初期雨水量，结合厂区输送管线设计标准，利用现在较普遍使用的1年重现期，10min暴雨量计算方法进行确定。根据某市城建局数理统计法确定的当地暴雨强度公式计算。

式中：q——设计暴雨强度[L/（s.hm2）]；

P——设计重现期（年）；

t——降雨历时（min）。

降雨管渠的降雨历时，应按下列公式计算：

式中：——地面集水时间（min），视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5~15min；m——折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m=1.2~2；

——管渠内雨水流行时间（min）。

根据以上参数计算，厂区暴雨强度112.72L/（s.hm2），设计收集初期雨水量2583.59m3/次，因此雨水的处理规模确定为360m3/d，变化系数K=1.32，三班制运行。

2.2初期雨水水质

厂区雨水径流污染晴天累积、雨天排放，具有随机性强，突发性强，污染径流量大的特点。因此对城市雨水径流污染控制的难点在于：

2.2.1不透水面比例高，人类干扰强度高；

2.2.2污染量大面广，组成复杂，还有部分城市污水；

2.2.3厂区雨水径流污染具有晴天积累、雨天排放，突发性、高流量、重污染的特征；

2.2.4初期径流污染严重。

厂区雨水的汇水面主要来自三类，天然雨水、屋面雨水和道路雨水。天然雨水水质最好，屋面雨水次之，道路雨水特别是初期雨水水质恶劣。某连续4年对城区雨水径流进行分析。因初期径流污染物浓度很高，是需要重点控制的对象，故将初期径流水质和各场雨平均污染物浓度结果分别列于表5和表6。

由表5和表6可见，不同汇水区域和降雨各个时期，雨水水质差别较大。根据厂区总图数据，结合某些地区的历年降雨水质，确定本项目设计初期雨水水质见下表7。

2.3初期雨水存储池容积

2.3.1存储池的设计是雨水集蓄工程设计的关键环节。固定的池容对不同的降雨会有不同的收集效果：一般而言，雨量超过设计调蓄容积越多则集蓄效率就越低；两场降雨之间的间隔越大，池内存积的水量小，则雨水的收集效率越高。在掌握了降雨特性的条件下，如何确定服务于给定汇水面积的存储池容积，以获得较高的雨水利用效率，同时兼顾雨水集蓄工程的费用效益，是非常重要的问题。