城市雨水作為中水原水在中水工程中的應用
來(lai)源： 閱讀：1990 更(geng)新時間：2011-06-03 11:431、概述
水是(shi)任(ren)何其它(ta)物質不(bu)可以替代的(de)(de)，是(shi)一(yi)種不(bu)可缺(que)(que)少的(de)(de)重(zhong)要資源，它(ta)維系著人(ren)類(lei)(lei)的(de)(de)生命活動和一(yi)切與(yu)其相關的(de)(de)社(she)會(hui)活動，是(shi)保持(chi)人(ren)類(lei)(lei)社(she)會(hui)可持(chi)續發(fa)展不(bu)可缺(que)(que)少的(de)(de)重(zhong)要因素。
近(jin)年來，由(you)于世界人(ren)口的(de)(de)迅(xun)猛增(zeng)長(chang)、社會經濟的(de)(de)迅(xun)速發展以及(ji)人(ren)類生活水(shui)平(ping)的(de)(de)不斷提高(gao)，人(ren)類對水(shui)量的(de)(de)要求變得越來越大，原有的(de)(de)清潔(jie)水(shui)資源由(you)于受到人(ren)類生命活動的(de)(de)影響而污染，因此地球上的(de)(de)水(shui)資源利(li)用日趨緊缺。
我國水(shui)資(zi)(zi)源形式(shi)十(shi)分嚴峻，如果單從總體來看(kan)中國的淡水(shui)資(zi)(zi)源年擁有量(liang)為(wei)(wei)28124億立方(fang)(fang)米(mi)(mi)，其中地表水(shui)為(wei)(wei)27115億立方(fang)(fang)米(mi)(mi)，其余為(wei)(wei)地下水(shui)，總量(liang)居世(shi)(shi)界第6位，但是按人口統計(ji)，人均水(shui)資(zi)(zi)源量(liang)僅(jin)2220立方(fang)(fang)米(mi)(mi)，不(bu)及世(shi)(shi)界人均淡水(shui)資(zi)(zi)源量(liang)的1/4，并且水(shui)資(zi)(zi)源分布南(nan)北顯著不(bu)均。我國已被列為(wei)(wei)世(shi)(shi)界12個貧水(shui)國家之一(yi)。目前全(quan)國缺(que)水(shui)城(cheng)市已達200多座，有近(jin)50個城(cheng)市不(bu)得不(bu)實行限量(liang)供水(shui)，缺(que)少不(bu)僅(jin)僅(jin)是許多城(cheng)市面(mian)臨(lin)的難(nan)題(ti)，而且已成(cheng)為(wei)(wei)世(shi)(shi)界性的問(wen)題(ti)。
隨著城(cheng)市建設的不(bu)(bu)斷發(fa)展(zhan)，城(cheng)市化將成為21世(shi)紀我國經濟發(fa)展(zhan)的重點之一，城(cheng)市建筑物、構(gou)筑物以(yi)及道路形成了(le)(le)大(da)量的不(bu)(bu)透水(shui)(shui)地(di)面(mian)、屋面(mian)、混凝土(tu)和瀝(li)青路面(mian)，他們的徑流系數(shu)一般為ψ＝0.9，也(ye)就是說降雨量的90％將形成地(di)面(mian)徑流。大(da)量的雨水(shui)(shui)徑流沒(mei)有利用就直接排放(fang)掉了(le)(le)，不(bu)(bu)僅僅是水(shui)(shui)資源的巨(ju)大(da)浪費，同(tong)時也(ye)加大(da)了(le)(le)城(cheng)市排水(shui)(shui)設施的負擔以(yi)及增加了(le)(le)城(cheng)市雨水(shui)(shui)洪災的概率。
以前城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)資(zi)源主(zhu)要致力于(yu)地表水(shui)(shui)(shui)資(zi)源和地下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)(de)(de)開發，不(bu)(bu)重(zhong)視對城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)匯集(ji)徑流(liu)(liu)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)利(li)用(yong)而(er)任其排放，造成了大(da)(da)量(liang)寶貴雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)失，隨著城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)迅速(su)擴(kuo)張，雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)流(liu)(liu)失量(liang)也越(yue)來(lai)越(yue)大(da)(da)。一方面(mian)是(shi)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)缺水(shui)(shui)(shui)，地下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)過(guo)量(liang)開采，地下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)位逐年(nian)下(xia)(xia)降（例如鄭州，1996年(nian)至今人均可(ke)用(yong)水(shui)(shui)(shui)量(liang)下(xia)(xia)降了33％，由于(yu)過(guo)度(du)的(de)(de)(de)(de)地下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)開采，使鄭州地下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)已形成面(mian)積比市(shi)(shi)區(qu)還大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)160平(ping)方公(gong)里(li)的(de)(de)(de)(de)深層漏斗(dou)區(qu)，并仍以年(nian)平(ping)均10平(ping)方公(gong)里(li)的(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)擴(kuo)張），另一方面(mian)大(da)(da)量(liang)地排放雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)又帶來(lai)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)排除不(bu)(bu)暢、城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)生態環(huan)境惡化等一系列問題，為了解決(jue)和緩解這些問題，雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)是(shi)行(xing)之有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)之一。
2、中水的概念以及水質要求
中(zhong)水(shui)(shui)是指生(sheng)活污水(shui)(shui)經過(guo)處理后，達到規定(ding)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)標準，可在(zai)一(yi)(yi)定(ding)范圍內重復使(shi)用的(de)(de)(de)非飲(yin)用水(shui)(shui)，主要作為(wei)辦公樓、公寓、客(ke)房和公共衛生(sheng)間沖廁所用水(shui)(shui)和室(shi)外綠化用水(shui)(shui)。中(zhong)水(shui)(shui)供(gong)應(ying)系(xi)統(tong)是分質(zhi)供(gong)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種形式(shi)，在(zai)供(gong)水(shui)(shui)系(xi)統(tong)中(zhong)設生(sheng)活飲(yin)用水(shui)(shui)和生(sheng)活雜(za)用水(shui)(shui)（中(zhong)水(shui)(shui)）兩套獨(du)立的(de)(de)(de)系(xi)統(tong)，以(yi)次(ci)質(zhi)水(shui)(shui)替換優質(zhi)水(shui)(shui)，減輕(qing)供(gong)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)壓(ya)力，當然雜(za)用水(shui)(shui)應(ying)該滿(man)足一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)要求(qiu)（見(jian)表1）。
3、城市雨水的收集與水質分析
3.1 城市雨水的收集
城市雨水在實際利用時受到諸多因素的限制，像氣候條件、降雨季節（南方地區多集中在春夏兩季）的分配，雨水水質的情況和地質地貌等自然因素的制約以及特定地區建筑物的布局和結構等一些其它因素的影響。城市雨水的收集通常有如下幾種途徑：①屋面雨水集蓄；②道路雨水截流，道路雨水通過雨水管道排入沿途大型蓄水池收集（如日本名古屋的若宮大通調節池，建在城市的街道下面，長約316m，寬度47～50m，深約10m，最大貯留量約為10×104m3）；③綠地(di)草坪(ping)滯(zhi)蓄(xu)，綠地(di)草坪(ping)供雨(yu)水徑流(liu)流(liu)過時下滲，超過綠地(di)草坪(ping)滲透能(neng)力(li)的雨(yu)水則進入雨(yu)水池(chi)收集(ji)
表一 生活雜用水水質標準
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項(xiang)目
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廁所便器沖洗、城市綠化
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洗車、掃除(chu)
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濁度(du)NTU/度(du)
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10
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5
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Ss(mg/l)
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10
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5
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色度/度
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30
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30
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臭
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無不快感覺
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無不(bu)快感覺
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pH
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6.5～9.0
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6.5～9.0
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BOD5(mg/l)
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10
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10
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CODcr(mg/l)
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50
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50
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陰離子合成洗滌劑(mg/l)
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1.0
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0.5
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總大腸菌（個/l）
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3
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3
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3.2城市(shi)雨水水質分析
城(cheng)市(shi)雨水水質(zhi)情況非常復雜，城(cheng)市(shi)與城(cheng)市(shi)之(zhi)間的(de)差異、匯水面、降雨的(de)季節、降雨特征等(deng)的(de)不同都(dou)會影響到城(cheng)市(shi)雨水的(de)水質(zhi)。雨水徑(jing)流(liu)污染主要表現在以下幾個方面。
第一是由于大氣的(de)污染(ran)(ran)，直接由于降雨帶(dai)來的(de)污染(ran)(ran)物(wu)，這些污染(ran)(ran)物(wu)的(de)種類(lei)主要取決于各個城(cheng)市的(de)空(kong)氣狀況(kuang)，還(huan)可能由于大氣的(de)遷移，從外域帶(dai)入（如北方地區的(de)沙(sha)塵(chen)暴(bao)）。
第二是(shi)(shi)屋(wu)面(mian)(mian)(mian)。屋(wu)面(mian)(mian)(mian)雨(yu)(yu)水(shui)徑(jing)(jing)流(liu)的(de)(de)水(shui)質(zhi)主(zhu)要取(qu)決于非降(jiang)雨(yu)(yu)期空氣(qi)中沉降(jiang)物和(he)(he)屋(wu)面(mian)(mian)(mian)所用的(de)(de)材(cai)(cai)料。屋(wu)面(mian)(mian)(mian)材(cai)(cai)料對屋(wu)面(mian)(mian)(mian)徑(jing)(jing)流(liu)水(shui)質(zhi)的(de)(de)影響非常(chang)明顯。尤其是(shi)(shi)瀝青油氈(zhan)類(lei)(lei)屋(wu)面(mian)(mian)(mian)材(cai)(cai)料（特別是(shi)(shi)普(pu)通油氈(zhan)類(lei)(lei)）污(wu)(wu)染(ran)(ran)比較嚴重，比混(hun)(hun)凝土(tu)平板、現澆鋼筋混(hun)(hun)凝土(tu)屋(wu)面(mian)(mian)(mian)以及瓦屋(wu)頂(ding)（像(xiang)小青瓦、石棉瓦、平瓦）的(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)量高(gao)出(chu)許(xu)多倍(bei)。材(cai)(cai)料的(de)(de)老化(hua)和(he)(he)夏季的(de)(de)高(gao)溫(wen)曝曬，收(shou)集雨(yu)(yu)水(shui)中的(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物濃度(du)都會有顯著的(de)(de)提高(gao)，并(bing)且色(se)度(du)大，主(zhu)要為(wei)可溶性COD，多集中在暴雨(yu)(yu)初期徑(jing)(jing)流(liu)中，濃度(du)達到數百(bai)甚至(zhi)超(chao)過數千mg/l，當(dang)然雨(yu)(yu)水(shui)水(shui)質(zhi)也取(qu)決于該城(cheng)市的(de)(de)降(jiang)雨(yu)(yu)量、氣(qi)溫(wen)、降(jiang)雨(yu)(yu)間(jian)隔時間(jian)、屋(wu)面(mian)(mian)(mian)材(cai)(cai)料的(de)(de)種類(lei)(lei)等(deng)，一般(ban)說(shuo)來(lai)降(jiang)雨(yu)(yu)后期COD的(de)(de)濃度(du)可穩定在100mg/l以內。
第三(san)是路面(mian)(mian)(mian)雨(yu)水徑流水質(zhi)和影響因(yin)(yin)素最為復(fu)雜(za)[6]。大氣(qi)(qi)、屋(wu)面(mian)(mian)(mian)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物都會(hui)匯(hui)入到路面(mian)(mian)(mian)，加上路面(mian)(mian)(mian)本身各(ge)種(zhong)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)因(yin)(yin)素，如路面(mian)(mian)(mian)所(suo)用材料、汽車尾(wei)氣(qi)(qi)排泄(xie)物、生活(huo)(huo)垃圾、裸露和植被地帶(dai)沖出(chu)的泥沙等，其(qi)成(cheng)分異常(chang)復(fu)雜(za)，隨機性(xing)很大。但也有一定的規律：如污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物主要集中(zhong)(zhong)在雨(yu)水初期徑流中(zhong)(zhong)，污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)濃(nong)度(du)主要受兩次(ci)降(jiang)(jiang)雨(yu)之間(jian)的間(jian)隔時(shi)間(jian)、空氣(qi)(qi)質(zhi)量、降(jiang)(jiang)雨(yu)量和暴雨(yu)強(qiang)度(du)，路面(mian)(mian)(mian)狀況等因(yin)(yin)素影響。總的說(shuo)來，在降(jiang)(jiang)雨(yu)過程中(zhong)(zhong)，濃(nong)度(du)逐漸下降(jiang)(jiang)，最后趨(qu)于穩定，其(qi)主要污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)成(cheng)分有COD、SS、油(you)類、表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)劑，重金屬及其(qi)它(ta)無機鹽類。
4、 城市雨水作為中水原水在中水工程中的應用
從雨水(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)質(zhi)分析可知，屋面雨水(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)質(zhi)遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)高于(yu)通過道路雨水(shui)(shui)截流(liu)收集(ji)到的(de)雨水(shui)(shui)，
當然綠地草坪滯(zhi)蓄收集到(dao)的(de)(de)(de)雨(yu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質也非常好，但(dan)是由(you)于綠地草坪的(de)(de)(de)滲透能力(li)比較強，能收集到(dao)的(de)(de)(de)雨(yu)水(shui)(shui)(shui)數量有限，因此在實際(ji)過程中通常采用屋面收集到(dao)的(de)(de)(de)雨(yu)水(shui)(shui)(shui)作為(wei)中水(shui)(shui)(shui)原水(shui)(shui)(shui)。筆者(zhe)對某(mou)市某(mou)次雨(yu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質進行(xing)了(le)分析，見下表2。
表(biao)2 屋面雨水(shui)水(shui)質分析(xi)
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COD(mg/l)
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BOD5(mg/l)
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BOD5/COD
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1360
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168
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0.124
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356
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25
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0.070
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98
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12
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0.122
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從表中(zhong)可知(zhi)BOD5/COD(可生化(hua)系數)的值(zhi)小于0.3，由此(ci)可見屋(wu)面雨水(shui)(shui)(shui)不宜采用(yong)生化(hua)處(chu)理工藝，宜采用(yong)物化(hua)處(chu)理。從以前所(suo)采用(yong)的中(zhong)水(shui)(shui)(shui)系統來看，大部分的建筑中(zhong)水(shui)(shui)(shui)系統都采用(yong)生化(hua)處(chu)理工藝，因此(ci)雨水(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)必須采用(yong)獨立系統。
在屋面雨(yu)水作(zuo)為中水原水的(de)(de)處(chu)理(li)方(fang)(fang)案選擇時，由于初(chu)(chu)期降雨(yu)的(de)(de)污染濃度比(bi)較(jiao)高，應(ying)該考慮屋面雨(yu)水的(de)(de)初(chu)(chu)期棄流，初(chu)(chu)期棄流量(liang)大(da)約(yue)2mm時比(bi)較(jiao)合適(shi)。雨(yu)水處(chu)理(li)方(fang)(fang)案如下圖所示.
5、 結束語
1） 在(zai)目前水資源(yuan)日益(yi)緊張(zhang)，水污染日趨嚴重，城市(shi)(shi)生(sheng)態(tai)環境惡(e)化(hua)的(de)情況(kuang)下，城市(shi)(shi)雨(yu)水作為補充水源(yuan)加以利用，不僅可以減輕城市(shi)(shi)的(de)用水壓力，而且還可以降低(di)城市(shi)(shi)的(de)雨(yu)水洪澇災害。
2） 目(mu)前雨水(shui)利用(yong)(yong)還(huan)缺(que)乏(fa)一定的標(biao)準和(he)規(gui)范。各(ge)地(di)的雨水(shui)利用(yong)(yong)處于摸索階段，缺(que)乏(fa)充(chong)分的科(ke)學(xue)分析和(he)指導。雨水(shui)利用(yong)(yong)系(xi)統的組成、集流(liu)面(mian)的面(mian)積、儲水(shui)池的防(fang)滲材料(liao)選用(yong)(yong)，水(shui)窖水(shui)質的凈(jing)化，都尚未形(xing)成公認的標(biao)準和(he)規(gui)范。
3） 在(zai)現(xian)階段，政府應該(gai)加大(da)對中水(shui)(shui)工程的投資力度，在(zai)政策上應該(gai)給(gei)予優惠、扶持采用生(sheng)命力。目前中水(shui)(shui)的實際價(jia)(jia)格比自來水(shui)(shui)要(yao)高(gao)，人們(men)單從經濟方面(mian)去考慮，往(wang)往(wang)不(bu)愿意(yi)投資中水(shui)(shui)工程。因此政府應該(gai)盡快采取一定的措施來調節中水(shui)(shui)的價(jia)(jia)格，刺(ci)激(ji)中水(shui)(shui)的廣泛應用。
城市雨水作為中水原水利用時應該考慮到雨水的季節和時間的波動，往往無法準確的預測，因此既要考慮盡可能充分利用雨水，又要兼顧經濟可行，并對不同方案作技術經濟分析。同時中水回用以及雨水利用要與區域性水資源利用結合起來，與城市規劃及景觀的整體布局綜合考慮，通過全面規劃，合理布局達到協調統一，充分體現整體經濟效益。
