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本論文研究討論城市雨水利用的必要性和可行性,分析探討了蘭州市缺水地區(qū)降雨特征分配,對城市雨水利用進行分類,探討城市雨水利用的途徑并對資料不足情況下的雨水資源量計算做了簡化估算;初步建立了城市雨水利用的方式和步驟,并對各自特點進行了分別討論。同時以工藝流程方法探討為主線,以指導(dǎo)實踐為目的,選取蘭州西固區(qū)某小區(qū)為具體研究區(qū)域,進行了雨水資源利用的系統(tǒng)分析。
關(guān)鍵詞:雨水利用;徑流入滲;雨水資源化
中圖分類號: TU823.6文獻標(biāo)識碼:A文章編號:
一、城市雨水利用技術(shù)
城市雨水利用是一種多目標(biāo)的綜合性技術(shù)。目前應(yīng)用的技術(shù)可分為以下幾大類:分散住宅的雨水收集利用中水系統(tǒng);建筑群或小區(qū)集中式雨水收集利用中水系統(tǒng);分散式雨水滲透系統(tǒng);集中式雨水滲透系統(tǒng);屋頂花園雨水利用系統(tǒng);生態(tài)小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)等。
二、蘭州市降雨的特征分析及雨水資源化的可行性研究
2.1蘭州市水資源概況
蘭州深居大陸腹地,地處干旱、半干旱氣候地帶,降水量稀少,年均降水量為329.6毫米,自產(chǎn)地表水資源十分貧乏,是嚴(yán)重缺水城市之一。蘭州市多年平均降雨623.96mm,多數(shù)年份降雨量基本上在600mm左右波動。年降雨量在550mm以上的年份占到了76%,年降雨量具有一定的周期性。
三、蘭州市城市雨水資源量分析
1.蘭州市城市雨水資源量分析
3.1.1 降水總量
這里討論的是城市雨水資源化,按蘭州市城區(qū)面積代入下式
(3.1)為集雨面積,本次研究取市區(qū)面積1068,西固區(qū)城近期面積23.04;為年降水總量,取值為城區(qū)多年平均降雨量。則,計算得城區(qū)降水總量為:
同時西固區(qū)某小區(qū)降水總量為
3.1.3入滲雨水資源量
(1)綠地入滲
綠地雨水利用量應(yīng)有兩部分組成,即截流量和入滲量,這里討論入滲部分,即 。入滲量被許多因素所決定,而其中最主要的是土壤的初始含水率、滲透系數(shù)、降雨條件、植物的疏密度等。綠地的入滲量可以通過以下公式計算 (3.3)
(2)滲透管、渠、溝的雨水利用量的計算
滲透設(shè)施實質(zhì)也是一個貯存設(shè)施。不論是何種滲透設(shè)施,滲透過程均遵循下列原理: (3.4)入滲設(shè)施的計算方法以水量平衡為基礎(chǔ),即設(shè)施進水量等于滲透水量與貯存水量之和,所不同的僅是一些參數(shù)的選擇和處理[44]。入滲設(shè)施在降雨歷時t時段內(nèi)的滲透量可按下式計算:
(3.5) 。
四、該區(qū)雨水資源化利用方案的研究
4.1.1蓄水池規(guī)模
雨水收集量與降雨特性、徑流特性、蓄水總?cè)莘e、雨水處理和利用能力等因素有關(guān),蓄水池容積越大,雨水處理和利用規(guī)模越大,年收集雨水量越大。
結(jié)合該區(qū)具體情況按蓄水池總?cè)莘e分別為5.0、2.5、1.5×104m3三種方案,進行蓄水規(guī)模估算,選擇經(jīng)濟可行方案。以2005年日降雨資料為例,統(tǒng)計估算雨水年收集量、工程造價,按雨水集蓄系統(tǒng)運行20年估算雨水利用成本,詳見表4.1。
表4.1集蓄規(guī)模的經(jīng)濟性比較
由表4.1可知,可以得出方案三的單位利用雨水成本費用最低,僅為0.79元/m3,是方案一的55.6%,方案二的69.9%,方案三均優(yōu)于方案一和方案二。
4.1.2雨水管道截流集蓄系統(tǒng)
在雨水管道檢查井附近建設(shè)地下式雨水蓄水池。檢查井內(nèi)設(shè)置機械截流裝置,雨水管道內(nèi)雨水自流入蓄水池中。集蓄系統(tǒng)的類型按用途分為三種。
(1)生態(tài)灌溉集蓄系統(tǒng)
生態(tài)灌溉用蓄水池模仿自然地面雨水徑流滋潤生態(tài)綠地過程。在降雨時將雨水徑流人工蓄集起來,在非降雨期用集蓄雨水灌溉綠地。主要應(yīng)用流程見圖4.2
圖4.2生態(tài)灌溉集蓄系統(tǒng)示意圖
(2)居住區(qū)綜合利用集蓄系統(tǒng)
在居住區(qū)或某些公共場所(例如學(xué)校等)綠化面積大約占到小區(qū)面積的30%左右,綠地需水量大。另外消防等公共設(shè)施也需要一定的水量補充。居住區(qū)綜合利用集蓄系統(tǒng)示意圖見圖4.3。
圖4.3 居住區(qū)綜合利用集蓄系統(tǒng)示意圖
(3)市政綜合利用集蓄系統(tǒng)
利用公共雨水管收集雨水并經(jīng)簡單的處理后達到雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 可用于市政綠化、道路澆灑等,部分地區(qū)利用雨水可節(jié)約飲用水達50%。
以上三類集蓄利用系統(tǒng),互相獨立,按照實施狀況,分期規(guī)劃,分別利用。
4.1.3雨水滲濾集蓄利用系統(tǒng)
在該區(qū)域可參考國外的成熟經(jīng)驗,增加雨水的滲透收集。在降雨期對雨水滲透收集,得到水質(zhì)良好的雨水,在非降雨期進行綜合利用。雨水滲濾收集利用系統(tǒng)示意圖見圖4.4。
圖4.4 雨水滲濾收集利用系統(tǒng)示意圖
。為增加雨水的收集量,減少雨水管道的輸送壓力。綠地設(shè)計需低于設(shè)計路面。蓄水池設(shè)置于綠地之下,滲濾后的雨水貯于蓄水池中,再次利用。
第六章 結(jié)論與建議
5.1結(jié)論
本文在查閱大量的中外文獻的基礎(chǔ)上,對城市雨水資源化利用方案進行了理論探討和研究、典型區(qū)域設(shè)計和規(guī)劃,就城市雨水入滲、利用與城市水環(huán)境改善等方面作了一些有益嘗試。本文以蘭州市為大的背景,西固區(qū)某小區(qū)為具體研究區(qū)域,主要研究內(nèi)容和初步結(jié)果如下:
(1)蘭州城區(qū)多年平均降雨量為600mm,降雨主要集中在夏季6-10月的多雨季節(jié)。(2)對蘭州城市降雨特征進行了分析并討論了次降雨的劃分間隔為20min。
(3)可以通過以下幾種方式進行雨水資源化利用:集蓄雨水進行綠地灌溉,節(jié)約自來水用量;修建和改造大面積的綠地;通過透水性地面增加雨水就地入滲量;修建蓄水池儲蓄屋頂和小區(qū)道路雨水;利用洼地蓄水、建雨水貯留管道。
5.2建議和展望
本研究中所提到的雨水資源化只是解決城市水問題的一個方面,而對于城市雨水資源化問題的研究也只是一個階段性成果。鑒于作者水平和其他客觀條件所限,本文的研究不夠深入,還有許多問題沒有展開討論,特提出以下建議和展望:(l)、城市雨水資源利用要因地制宜。(2)、制定相關(guān)法規(guī),鼓勵雨水利用,國家政策扶持雨水利用產(chǎn)業(yè)化。(3)、統(tǒng)一管理、優(yōu)化調(diào)度,對于城市水資源合理使用。(4)、統(tǒng)籌兼顧,降低成本,提高經(jīng)濟效益。(5)、加大宣傳,全民參與。
參 考 文 獻
[1] 吳普特,黃占斌,付國巖.人工匯集雨水利用技術(shù)研究主要進展.給水排水,2003,2(l):16-18.
[2] R.Huston,Y.C.Chan,T. Gardner. Characterisation Of Atmospheric Deposition As A Source Of Contaminants In Urban Rainwater Tanks,Water Research,2009,6:46-49
關(guān)鍵詞:其嶺隧道 涌水涌泥 處理方案 技術(shù)
中圖分類號:U45 文獻標(biāo)識碼:A
1.工程概況
其嶺隧道設(shè)計全長為7047米,起始里程為DK359+729,終止里程為D3K366+776,設(shè)計主洞巖石主要以砂巖及頁巖為主,現(xiàn)已開挖6128m,剩余919m。其中出口已經(jīng)開挖掘進1383m,掌子面里程為D3K365+393,仰拱里程為D3K365+450, 二襯里程為DK365+464, 掌子面處最大埋深大約為200m,圍巖級別為IV級,襯砌類型為IV級A型復(fù)合,掌子面巖體屬于中薄層粉砂巖砂巖夾碳質(zhì)頁巖,受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴(yán)重,巖體破碎,節(jié)理、裂隙發(fā)育,局部存在小夾層,斷層面間存在泥化夾層,易發(fā)生坍塌、掉塊。
1.1氣象特征
亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),四季分明,氣候溫和,雨量充沛,夏季長而炎熱,冬季短偶有奇含,干濕兩季明顯,年均氣溫16.2~18.5oC,一月份最冷,最低氣溫為7.5oC,七月最熱,最高氣溫為39oC。多年平均降水量為1370~1680mm。降雨集中在4~8月,其降水量約占全年降水量的60~70%,年降雨天數(shù)為150~204天。最大降雨量一次可達738mm,相對濕度為70~80%。
1.2水文特征
洞身含水巖組為碎屑巖類含水巖組,以基巖裂隙水為主。地下水的富水性,與巖性、構(gòu)造、地貌、降雨量、植被等因數(shù)有關(guān)。隧道以砂巖、板巖為主,局部為硅質(zhì)巖、頁巖,巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育,延伸性好,加之構(gòu)造發(fā)育,尤其向斜核部為地下富集提供有利場所。
大氣降水是地下水的主要補給來源,經(jīng)入滲補給,沿著地形的自然傾向向低處滲流,以分散滲流,于坡腳排泄于溪溝及大江大河中,年水位變幅1~5m。
1.3地質(zhì)特性
該段為穿過震旦系老堡組硅質(zhì)巖及寒武系清溪組下段炭質(zhì)頁巖、頁巖夾砂巖(波層狀),巖質(zhì)軟,層薄,穩(wěn)定性差;穿過木勇向斜,受構(gòu)造影響,巖體破碎,節(jié)理、裂隙發(fā)育;由于向斜富水,地下水發(fā)育,局部具有承壓性。
1.4涌水涌泥情況
其嶺隧道出口2013年1月16日上午7時,D3K365+393掌子面右側(cè)拱墻處突然發(fā)生了一處小塌方,塌腔呈圓柱形狀,直徑約為3.5m,深度約為3m,塌腔體內(nèi)均為黃色稀泥夾雜碎礫石并迅速向外流動,從塌腔頂部可見股狀水向外流出。2013年1月16日夜間12點30分,掌子面右側(cè)拱墻塌方處發(fā)生涌水涌泥,大量的黃色稀泥水再次迅速涌出,57米長的上臺階全部被黃色稀泥覆蓋,部分流入仰拱填充頂面,初步估算突泥數(shù)量約3000m3,隧道內(nèi)地下水滲水總量約為15648m3/d(652m3/h)。
2013年1月24日 2:40左右,當(dāng)隧道內(nèi)淤泥清理到距離掌子面約10m左右時,發(fā)現(xiàn)原有淤泥向前蠕動并偶有塊狀石碴掉下,于是現(xiàn)場帶班人員安排施工的人員和機械迅速撤離現(xiàn)場;3:50左右再次發(fā)生涌水涌泥并伴有轟隆的響聲,所奔出來的泥漿將開挖臺架損壞并向外推出約100m(現(xiàn)場位置DK365+535處)左右,初步估算此次突泥數(shù)量約為7000m3。
1.5應(yīng)急處理措施
⑴迅速撤離現(xiàn)場施工人員,及時加強警戒,在洞內(nèi)距離水邊50m外拉警戒線,設(shè)緩沖區(qū),禁止無關(guān)人員入內(nèi)。
⑵安排專職電工及時切斷掌子面附近的電源。
⑶設(shè)3名專職安全員對洞內(nèi)進行24小時值班觀察水情及淤泥情況。
⑷現(xiàn)場設(shè)置逃生繩,配備救生衣和救生圈。
⑸迅速組織人員,增加抽水設(shè)備,及時安排洞內(nèi)排水。
⑹加強出水流量的監(jiān)測并做好水流量測定記錄。
⑺安排專人對掌子面位置處周邊地表進行詳細調(diào)查,查找水源。
2.處理方案及措施
2.1淤泥注漿加固及清除措施
⑴DK365+425~DK365+393段涌泥體表面采用C20混凝土封閉,厚度20cm。然后采用ф42鋼花管注水泥-水玻璃雙液漿加固,注漿壓力控制到1~1.5MPa,鋼花管壁厚3.5mm,長度為4~7m,間距為0.4m×0.4m,梅花形布置,伸入下臺階巖層1m。
⑵注漿材料選用42.5普通硅酸鹽水泥和40Be水玻璃,根據(jù)現(xiàn)場試驗確定水灰比為1:1,水泥漿液:水玻璃漿液為0.8。
⑶為防止掌子面淤泥再次出,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,在DK365+398斷面即距離掌子面(掌子面里程為DK365+393)5m處設(shè)置1m厚C20混凝土防護墻,要求防護墻兩側(cè)和拱頂伸入巖體50cm,防護擋墻底面伸入已注漿的涌泥體內(nèi)1.5m;并在防護墻中提前預(yù)埋三根導(dǎo)向管,確保后續(xù)掌子面超前探孔的順利實施。
⑷待施作的C20混凝土防護墻強度滿足設(shè)計要求后,及時施作超前探孔,以探清掌子面前方巖體破碎及富水情況,鉆孔直徑108mm,鉆孔長度為30m并進行地質(zhì)雷達探測;并根據(jù)探測情況,進一步確定后續(xù)處理方案。
⑸待超前探孔施作完成后,先在DK365+425斷面處分級施作2級C20混凝土擋墻,擋墻頂寬1.5m,底寬2m,上下搭接0.5m,先行清除大里程方向一段涌泥后;再在DK365+398~+406處分級施作6級C20混凝土擋墻,各級混凝土擋墻上下搭接30cm,頂寬1m,內(nèi)外胸坡1:0.2,各級擋墻橫向兩端與初期支護交接位置處嵌入巖體50cm,并采用9根Ø42鋼花管與初期支護背后的圍巖連接成整體,鋼花管壁厚3.5mm,伸入圍巖3.5m,具體詳見后附圖。
待強度達到設(shè)計要求后,再分層清除大里程方向的涌泥,當(dāng)淤泥清到拱腳處時,應(yīng)在已經(jīng)施作完成的初期支護鋼架的拱腰及拱腳處增設(shè)Ø42鎖腳錨管,長4m,每處2根,清除涌泥過程中,應(yīng)查明已施作的二次襯砌是否存在裂紋和破壞,并應(yīng)加強監(jiān)控量測,若初期支護出現(xiàn)明顯的變形,應(yīng)及時通知相關(guān)單位。為了確保清淤施工安全,在分層清理涌泥過程中應(yīng)在涌泥體上布置三角形觀察標(biāo)桿(插入涌泥體內(nèi)標(biāo)桿端部用繩子連接,)對涌泥體進行穩(wěn)定性的觀察,當(dāng)發(fā)現(xiàn)繩子松弛、斷裂或標(biāo)桿傾斜時,應(yīng)及時撤出人員。
⑹DK365+398~+425段涌泥清除后,洞身采用Ø42徑向小導(dǎo)管注漿加固圍巖,小導(dǎo)管長度4.5m,間距1m×1m,交錯布置,注漿材料采用水泥漿。
2.2二次襯砌及支護加強措施
在清除擋墻背后(DK365+398至大里程方向涌泥段)涌泥后,經(jīng)現(xiàn)場實測已經(jīng)施作完成的二次襯砌未開裂,DK365+398~DK365+464段初期支護未變形侵限,但考慮到大量的涌水涌泥可能造成涌泥口處周邊已經(jīng)施工過的初期支護背后產(chǎn)生空洞,為后期的安全運營留下隱患;根據(jù)現(xiàn)場情況來看,應(yīng)該加強DK365+380~DK365+398段二次襯砌級初期支護,將DK365+380~DK365+398段由原設(shè)計“IV級A型復(fù)合襯砌”變?yōu)椤癡級加強襯砌”,即二次襯砌厚度加大到60cm;初期支護厚度加大到28cm,采用全環(huán)I20b型鋼鋼架,間距為0.6m,鋼架鎖腳采用ф42鎖腳錨管,長度為4m;并在上臺階處施作I20b型臨時橫撐。
2.3施工控制措施
⑴為確保后續(xù)開挖施工安全,在DK365+404~DK365+410段設(shè)置管棚工作室,在DK365+405處拱墻180°范圍內(nèi)施作Ø108大管棚,其中掌子面右側(cè)拱墻塌腔范圍內(nèi)采用雙層大管棚,其余部分采用單層大管棚;在施作管棚鉆孔過程中,對于不能成孔地段采用Ø76自進式錨桿進行替代;管棚環(huán)向間距設(shè)置為0.4m,長度為30m,外插角為3°。
⑵施作完Ø108超前大管棚后,清除擋墻背后淤泥,將原上臺階分成左右側(cè)進行分部開挖,并增設(shè)臨時豎向和橫向支撐。
⑶DK365+380~DK365+398段塌坑位置揭示后,采用ф42小導(dǎo)管徑向注漿加固,小導(dǎo)管長5m,間距0.4m×0.4m,梅花形布置,注漿材料采用水泥漿。
⑷在分部開挖施工過程中,仰拱和二襯施工要及時跟進,盡早封閉成環(huán),并盡可能縮短仰拱和二襯到掌子面的距離。
3.結(jié)束語
⑴在隧道施工中,如果遇到涌水涌泥,我們要根據(jù)其涌出物,并借助于各種地質(zhì)超前預(yù)報手段對其涌水涌泥原因進行綜合分析和判定,從而進一步制定出具體的處理方案;切勿在未查清涌水涌泥原因的情況下,盲目清除涌水涌泥體。
⑵隧道施工中應(yīng)加強超前地質(zhì)預(yù)報工作,尤其是在斷層破碎帶、節(jié)理密級帶及向斜核部等地質(zhì)復(fù)雜地段,要綜合利用地震波、超前鉆孔、紅外探測、加深炮孔等探測方法,探明掌子面前方的地質(zhì)條件,通過對所得預(yù)報資料綜合分析與評判,采取有效的施工控制措施,降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機率和危害程度,確保施工安全及結(jié)構(gòu)安全。
一、目標(biāo)任務(wù)
在各級專項整治工作領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,通過4個月的專項整治,依法嚴(yán)厲打擊水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)過程中違規(guī)使用禁限投入品的行為,提升水產(chǎn)品質(zhì)量安全水平,預(yù)防重特大質(zhì)量安全事故發(fā)生,切實做好春節(jié)期間水產(chǎn)品質(zhì)量安全保障工作,建立長期有效的水產(chǎn)食品安全監(jiān)管制度。
二、工作重點
專項整治工作的重點是:飼料、漁藥、水產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)。各縣(市)漁業(yè)主管部門要對轄區(qū)內(nèi)的飼料、漁藥、飼料添加劑的生產(chǎn)、銷售部門,漁業(yè)生產(chǎn)重點單位逐一檢查登記,發(fā)放水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)禁限使用的漁藥及飼料添加劑清單。認真做好以下兩方面的整治工作:
(一)堅決取締無生產(chǎn)許可證、無批準(zhǔn)文號、無產(chǎn)品標(biāo)簽的“三無”漁用飼料、飼料添加劑產(chǎn)品及生產(chǎn)企業(yè),加強對水產(chǎn)養(yǎng)殖場自配料的監(jiān)管,規(guī)范漁業(yè)投入品生產(chǎn)、銷售、使用環(huán)節(jié)的產(chǎn)品采購、銷售、使用記錄檔案。
(二)嚴(yán)厲查處水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)違法使用國家禁用的獸藥或其它化合物,重點是孔雀石綠、氯霉素、己烯雌酚、硝基呋喃類、環(huán)丙沙星、磺胺類、紅霉素等禁限用藥物行為。
三、責(zé)任落實
按照“誰主管、誰負責(zé)”的原則,各縣(市)漁業(yè)主管部門要在當(dāng)?shù)卣念I(lǐng)導(dǎo)下,按照各自職能和通知要求,進行拉網(wǎng)式排查,抓好整治工作,涉及跨區(qū)域、跨行業(yè)案件要做好協(xié)調(diào)配合工作。
四、時間安排
根據(jù)省農(nóng)業(yè)廳和州人民政府的統(tǒng)一安排和部署,分三個階段完成各項整治的任務(wù)和目標(biāo)。
(一)自查自糾階段(20__年12月10日—20__年1月10日)
各縣(市)漁業(yè)主管部門組織轄區(qū)內(nèi)的飼料、漁藥、漁業(yè)生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)的企業(yè)、攤、店開展自查、自糾工作。宣傳發(fā)動群眾積極提供案件線索,加強調(diào)研,收集情況,分析可能存在問題的環(huán)節(jié)、范圍及需要進一步監(jiān)管的對象。各縣(市)于20__年1月15日前將階段總結(jié)報送__州漁業(yè)工作站。
(二)清理整頓階段(20__年1月11日—3月10日)
各縣(市)組織開展執(zhí)法檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時從嚴(yán)查處,對問題單位公開暴光,涉嫌犯罪的堅決移送司法機關(guān)處理。各縣(市)于20__年3月10日前將階段總結(jié)報送__州漁業(yè)工作站。
(三)規(guī)范鞏固階段(20__年3月11日—20__年4月10日)
根據(jù)前一階段整治成果,建立和完善監(jiān)管制度,幫助飼料、漁藥、漁業(yè)生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)的企業(yè)、攤、店完善自身管理制度。各縣(市)于20__年4月20日前將階段總結(jié)報送__州漁業(yè)工作站。
五、組織保障
關(guān)鍵詞:綠色變電站 雨水利用 分析與研究
隨著國家提出“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”和發(fā)展“綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟”戰(zhàn)略方針以來,全國各地電網(wǎng)公司掀起了建設(shè)綠色變電站的熱潮。為使綠色變電站在建設(shè)過程中有法可依,有章可循,廣東電網(wǎng)及南方電網(wǎng)公司相繼出臺《廣東電網(wǎng)公司綠色變電站評價指標(biāo)體系》、《南方電網(wǎng)3C綠色電網(wǎng)輸變電示范工程評價指標(biāo)體系》。在評價指標(biāo)體系中,節(jié)水與水資源利用均已經(jīng)成為一項重要的專項評價項目,而雨水的綜合利用覆蓋并影響到節(jié)水與水資源利用的多項指標(biāo),本文作者作為評價指標(biāo)的參編者,就變電站的雨水綜合利用的原則性方案進行分析和研究,并通過工程實例講解實際達到的效果。
1 變電站及給排水特點
變電站及給排水特點主要跟變電站的布置形式有關(guān),而跟變電站的規(guī)模關(guān)系不大。變電站的布置形式主要包括郊外敞開式變電站和城市戶內(nèi)變電站兩種,詳表1。
表1變電站及給排水特點
變電站類型 郊外敞開式變電站 城市戶內(nèi)變電站
變電站特點 變電站一般為有人值守;變電站占地面積較大,綠化面或卵石面約占總硬化面60%,其他為砼路面、屋面及設(shè)備基礎(chǔ)面;配電場地埋設(shè)有大量的砼基礎(chǔ)。 變電站一般為無人值守;變電站占地面積較小,砼路面及屋面約占總硬化面70%,其他為綠化面;一般無配電場地。
用水特點 有少量的生活用水;場地為綠化時,綠化用水較大,場地鋪設(shè)卵石時,少量的綠化用水。 無生活用水,少量的綠化用水。
雨水特點 變電站建成后雨水徑流總量較大,較建設(shè)前增加量也較多;變電站附近一般無市政雨水排水管道,雨水一般排至變電站附近原始排洪溝或河道。 變電站建成后雨水徑流總量較小,較建設(shè)前增加量也不大;變電站附近一般建設(shè)有市政雨水排水管道,雨水可排至市政雨水排水管道。
2 變電站雨水綜合利用分析研究
根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),變電站雨水綜合利用主要設(shè)計依據(jù)仍然采用《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2006,具體實施方案參考國家標(biāo)準(zhǔn)圖集《雨水綜合利用》10SS705執(zhí)行。
根據(jù)GB50400-2006第4.1.5條的規(guī)定:雨水利用系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)滿足建設(shè)用地外排雨水不大于開發(fā)建設(shè)前的水平或規(guī)定值…。該條實際上也是規(guī)定了雨水綜合利用系統(tǒng)的最終實現(xiàn)的目標(biāo)。
雨水綜合利用主要包括:雨水入滲、雨水收集回用、雨水調(diào)蓄排放,下面分別從這三個系統(tǒng)對變電站雨水綜合利用方案進行分析研究。
2.1 雨水入滲系統(tǒng)
雨水入滲設(shè)置的條件:入滲土壤滲透系數(shù)10-6~10-3m/s,且滲透面距地下水位1.0m。同時以下情況不得設(shè)置雨水入滲系統(tǒng):防止陡坡坍塌、滑坡災(zāi)害的危險場所;對居住環(huán)境以及自然環(huán)境造成危害的場所;自重濕陷性黃土、膨脹土和高含鹽土等特殊土壤地址場所。
雨水入滲系統(tǒng)包括地面入滲和埋地入滲。地面入滲主要包括綠地入滲、透水鋪裝地面入滲、淺溝與洼地入滲、淺溝滲渠組合入滲等;埋地入滲主要包括滲透管溝、入滲井、入滲池、滲透管排放等。
由于變電站地下設(shè)施較多且布置較密,地下入滲對地下設(shè)施影響較大,因此變電站一律不考慮埋地入滲。
城市戶內(nèi)變電站由于占地面積小,雨水徑流總量較小,變電站雨水可排入城市雨水排水管道,由城市雨水系統(tǒng)統(tǒng)一處理;同時由于變電站大部分硬化面為砼非透水面,且大部分為砼屋面,無法設(shè)置地面入滲;因此城市戶內(nèi)變電站也不考慮地面入滲設(shè)施。
郊外敞開式變電站,由于具有大面積的綠化地面或鋪設(shè)卵石的土壤地面,因此當(dāng)土壤滲透系數(shù)及其他條件符合條件時,可設(shè)置地面入滲。由于變電站內(nèi)設(shè)備布置一般較為緊湊,不具備條件設(shè)置專門的淺溝、滲渠或洼地,因此變電站內(nèi)的地面入滲僅考慮綠地入滲和透水鋪裝地面入滲。由于卵石下墊層為土壤面,因此卵石地面的入滲效果可視為等同于綠地。
根據(jù)變電站的實際情況,地面入滲應(yīng)采取以下措施:
1 綠地植物應(yīng)選用耐淹品種;
2 場地回填土滲透系數(shù)不得小于原始土壤;
3 變電站內(nèi)道路采用公路型道路,綠地雨水口頂面標(biāo)高高于綠地20~50mm,卵石場地雨水口頂面標(biāo)高高于卵石土壤基層面20~50mm;
4 屋面雨水盡量采用客地入滲,通過雨水立管采用散排方式輸送至綠地(或卵石場地)入滲;
5 站前區(qū)及操作小道采用透水鋪裝地面。
根據(jù)GB50400-2006及《全國名用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施 給水排水》的有關(guān)規(guī)定:當(dāng)采用下凹綠地入滲時,受納雨水匯水面積不超過綠下凹綠地面積的2倍時,可不進行入滲能力計算;透水鋪裝地面上的降雨視為能夠就地入滲,也可不進行入滲能力計算。根據(jù)變電站道路形式及雨水口的布置方式,綠地可視為下凹綠地,由于綠化率達到60%,同時操作小道和站前區(qū)廣場采用透水鋪裝地面,完全滿足入滲要求,因此郊外敞開式變電站可不進行入滲能力計算,不設(shè)置另外的儲存容積。
2.2 雨水收集回用系統(tǒng)
雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)置條件:年均降雨量大于400mm的地區(qū)。
同樣,城市戶內(nèi)變電站由于占地面積小,雨水徑流總量較小,變電站雨水可排入城市雨水排水管道,由城市雨水系統(tǒng)統(tǒng)一處理;同時變電站無生活用水及綠化用水,即使收集雨水也無用武之地;因此城市戶內(nèi)變電站仍然不考慮雨水收集回用系統(tǒng)。
郊外敞開式變電站雖然為有人值守,但運行人員較少,生活用水也較少,因此當(dāng)場地采用卵石場地時,變電站內(nèi)用水需求僅為少量的生活用水,雨水收集回用價值不大,因此不考慮雨水收集回用系統(tǒng);當(dāng)場地采用綠化時,則綠化用水量需求量較大,因此可考慮收集雨水用于綠化用水。
郊外敞開式變電站硬化面以道路及場地為主,僅少量的屋面,而道路的雨水也難以單獨收集,同時由于變電站生產(chǎn)運行過程中無固液態(tài)的污染物產(chǎn)生,變電站各個硬化面的降雨除硬化面自身材質(zhì)對雨水的影響外,無其他污染因素影響,因此變電站的雨水收集考慮整體收集。
根據(jù)變電站內(nèi)道路及雨水口的布置,同時當(dāng)建筑雨水立管采用散排方式時,變電站內(nèi)所有硬化面的雨水均需流經(jīng)綠化地面,再進入綠地的雨水口,而雨水口頂面標(biāo)高高于綠地20~50mm,因此綠地初期20~50mm的降雨不會進入雨水口,由綠地直接入滲,折算全站的降雨厚度也不會低于10mm,大于規(guī)范規(guī)定的3~5mm棄流厚度的要求。因此變電站可不設(shè)置專門的棄流設(shè)施。
由于變電站占地面積較大,即使設(shè)置入滲系統(tǒng)后,全站的雨水徑流量仍然較大,變電站綠化用水量相對于雨水徑流量較??;同時變電站設(shè)置入滲系統(tǒng)后,已經(jīng)實現(xiàn)雨水綜合利用的目標(biāo);因此變電站雨水收集回用系統(tǒng)以減少站內(nèi)綠化用水外部補水量為主要目的,不以減少雨水外排為主要目的。
一般情況下,變電站最高日綠化用水量小于全站集雨面日雨水徑流總量40%,根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(給水排水)》第5.7.2條第5項第7)款規(guī)定,雨水蓄水量按最高日綠化用水量的3倍考慮。同時雨水蓄水池的布置位置可以根據(jù)站內(nèi)的實際布置情況決定,可以布置在雨水排水管總排出管的位置,也可布置在雨水排水管的中途位置,但雨水蓄水池的接納的雨水徑流量不得小于最高日綠化用水量的3倍。
2.3 雨水調(diào)蓄排放
根據(jù)以上分析,變電站采用入滲系統(tǒng)和收集回用系統(tǒng)已經(jīng)足以滿足雨水綜合利用系統(tǒng)的規(guī)模要求,實現(xiàn)雨水綜合利用系統(tǒng)的目標(biāo)。因此變電站的雨水綜合利用系統(tǒng)一律不考慮雨水調(diào)蓄排放。
2.4 綜合效益
由以上分析可見,郊外敞開式變電站僅需要對雨水排水系統(tǒng)采取一定的措施,不增加額外投資,便可以實施地面雨水入滲系統(tǒng),并達到雨水利用系統(tǒng)的規(guī)模要求,實現(xiàn)雨水利用系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)。
變電站雨水收集回用系統(tǒng)需要設(shè)置雨水蓄水池、簡單的處理設(shè)備及綠化回用給水泵等,因此需要增加適當(dāng)?shù)某跗诮ㄔO(shè)投資。由于變電站采用地面入滲系統(tǒng)已足以滿足雨水利用系統(tǒng)的規(guī)模要求,同時由于回用綠化水量遠遠小于雨水徑流總量,因此雨水收集回用系統(tǒng)并不是雨水利用系統(tǒng)的必要措施,同時減少雨水外排效果也不大;但雨水收集回用系統(tǒng)可大大減小外部水源的補水量,提高變電站非傳統(tǒng)水源的利用率,一般情況下可達到25%(本文不作討論),具有較高的節(jié)水效果。
廣東電網(wǎng)及南方電網(wǎng)公司綠色變電站評價指標(biāo)涉及到雨水綜合利用的條文大致如下:設(shè)置雨水綠地入滲系統(tǒng);非傳統(tǒng)水源利用率不低于10%;設(shè)置雨水收集回用系統(tǒng),雨水儲存設(shè)施容量不小于3天綠化用水量;非傳統(tǒng)水源利用率不低于20%。因此變電站建設(shè)中只需要增加少量的初期建設(shè)投資,便可實現(xiàn)綠色變電站的多項指標(biāo),為國家綠色變電站建設(shè)作出貢獻。
3 結(jié)論
根據(jù)本文的分析,結(jié)合節(jié)能減排綜合效果及建設(shè)投資,在基本條件符合設(shè)置雨水利用系統(tǒng)時,筆者建議綠色變電站的建設(shè)中雨水利用系統(tǒng)按表3-1的原則設(shè)置,為綠色變電站的建設(shè)提供最有效和實際的技術(shù)支持,防止綠色變電站的建設(shè)流于形式,出現(xiàn)為了指標(biāo)而建設(shè)的情況出現(xiàn)。
表2綠色變電站雨水利用系統(tǒng)設(shè)置原則
變電站類型
雨水利用形式 城市戶內(nèi)變電站 郊外敞開式變電站(卵石場地) 郊外敞開式變電站(綠化場地)
雨水入滲 不設(shè)置 設(shè)置,采用卵石土壤地入滲和透水鋪裝地面入滲 設(shè)置,采用綠地入滲和透水鋪裝地面入滲
雨水收集及回用 不設(shè)置 不設(shè)置 設(shè)置,回用水用于綠化用水
雨水調(diào)蓄排放 不設(shè)置 不設(shè)置 不設(shè)置
參考文獻
[1]上海現(xiàn)代建筑設(shè)計集團有限公司. 建筑節(jié)能設(shè)計統(tǒng)一技術(shù)措施(給水排水).北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009
關(guān)鍵詞:雨水積蓄;水資源;探討
中圖分類號:TV文獻標(biāo)識碼: A
我國水資源短缺且時空分布不均,旱澇交替出現(xiàn),嚴(yán)重影響社會經(jīng)濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。但每年竟有大量的雨水從我們面前白白地流失,留住雨水,科學(xué)利用是人們生產(chǎn)生活的需要,是建設(shè)社會主義新農(nóng)村及和諧社會的需要,是維護河流健康的需要,是實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的需要,也是落實科學(xué)發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。雨水利用潛力巨大,前景廣闊,具有十分顯著的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益,應(yīng)引起全社會的高度重視,堅持以人為本、人水和諧的科學(xué)發(fā)展觀,嚴(yán)格按自然規(guī)律辦事,因地制宜,量雨而行,從思想認識、政策法規(guī)、資金投入、科學(xué)技術(shù)、工程配套和規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)管理等多方面加強雨水利用工作,建立完善城鄉(xiāng)雨水利用體系,實行雨水收集、處理、回用一體化,走與城市建設(shè)和新農(nóng)村、生態(tài)環(huán)境保護、水資源可持續(xù)利用、節(jié)水防污、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的發(fā)展之路,逐步實現(xiàn)雨水利用科學(xué)化、規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化,推動資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè),統(tǒng)籌生活生態(tài)生產(chǎn)用水,保證水安全,不斷滿足人民群眾日益增長的用水需求,促進社會經(jīng)濟環(huán)境全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展,從而有效緩解水資源短缺的矛盾。
1、雨水利用的效益及作用
雨水利用是一項技術(shù)可行、方法簡單、經(jīng)濟實用、利國利民的節(jié)水保水方法,是合理開發(fā)利用雨水資源的一種有效形式,是對缺水地區(qū)抗旱水源的有效補充。通過興建雨水利用工程可以解決由于干旱而引起的諸多問題,有效地緩解農(nóng)村飲水困難,提高水資源的利用效率,控制城鄉(xiāng)水土流失和水澇,增強防洪抗旱能力,減少水污染和水旱災(zāi)害,減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負荷,節(jié)省城鄉(xiāng)居民用水開支和巨額市政投資,拓寬農(nóng)村水利建設(shè)的新路子,可形成新的經(jīng)濟增長點,促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和高效農(nóng)業(yè)發(fā)展,其作用表現(xiàn)在以下幾個方面:
⑴改善生態(tài)環(huán)境和城市河湖水環(huán)境,補充涵養(yǎng)地下水,減少水旱災(zāi)害
⑵有效緩解農(nóng)村飲水困難,促進高效農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增產(chǎn)增收
⑶改善人居環(huán)境,提高群眾生活質(zhì)量,促進新農(nóng)村建設(shè)
⑷節(jié)省居民用水開支和巨額市政投資
⑸提高水資源利用效率
2、雨水利用存在的主要問題
目前,我國的雨水收集與利用率在整體上還較低,在觀念、技術(shù)、投入、工程配套和規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理等多方面還存在一定的問題,公眾的雨水利用意識還較為淡薄,思想觀念急待轉(zhuǎn)變提高,雨水利用工程的規(guī)劃、設(shè)計與建設(shè)仍不太規(guī)范,科學(xué)技術(shù)研究推廣相對滯后 ,資金投入不足,雨水利用工程不盡配套,嚴(yán)重制約雨水利用的發(fā)展,難以適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的要求。
3、加強雨水利用的對策與措施
雨水利用是一個方興未艾、潛力巨大的廣闊領(lǐng)域,具有良好的發(fā)展前景。因此,要堅持以人為本、人水和諧的科學(xué)發(fā)展觀,因地制宜、量力而行,從思想認識、政策法規(guī)、資金投入、科學(xué)技術(shù)、工程配套和規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)管理等多方面加強雨水利用體系建設(shè),建立完善的雨水收集、處理和利用綜合系統(tǒng),加強雨水利用系統(tǒng)的優(yōu)化、技術(shù)設(shè)備的集成和管理,充分發(fā)揮雨水利用工程的綜合效益,走與生態(tài)環(huán)境保護、水資源的循環(huán)利用、節(jié)水防污、新農(nóng)村和城市建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的發(fā)展之路,逐步實現(xiàn)雨水利用的科學(xué)化、規(guī)范化、產(chǎn)業(yè)化,促進雨水利用事業(yè)蓬勃發(fā)展,推動資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè),統(tǒng)籌生活生態(tài)生產(chǎn)用水,保證水安全,維持良好的生態(tài)環(huán)境,促進水資源的可持續(xù)利用,不斷滿足人民群眾日益增長的用水需求,保障社會經(jīng)濟環(huán)境全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。
⑴加大宣傳力度,提高認識,轉(zhuǎn)變觀念
雨水利用與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān),離不開政府的高度重視和廣大干部群眾的積極參與、大力支持。因此,應(yīng)充分利用廣播、電視、報紙等媒體,廣泛宣傳有關(guān)雨水利用的方針政策、前景和典型經(jīng)驗,組織對示范工程的參觀、公益性廣告、展覽及社區(qū)活動等,引導(dǎo)群眾深入了解雨水利用技術(shù),提高雨水利用的思想認識,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的雨水利用觀念,不斷增強公眾的參與意識,把過去單純的城市“排水”轉(zhuǎn)變?yōu)榱糇∮晁茖W(xué)利用,把過去的防洪、城市排水,轉(zhuǎn)變?yōu)闈B、灌、調(diào)、蓄、用,排雨水相結(jié)合,用科學(xué)發(fā)展的思維看待雨水,用科學(xué)手段對待雨水,利用雨水,使人與雨水和諧共處。
⑵因地制宜,科學(xué)規(guī)劃,合理設(shè)計
雨水利用要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),從長遠和大局出發(fā),以減少污染和水旱災(zāi)害,維護生態(tài)平衡,保持水資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,實現(xiàn)人與自然和諧共處為目標(biāo),統(tǒng)籌兼顧經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益,充分考慮當(dāng)?shù)刈匀?、氣候條件和社會、經(jīng)濟發(fā)展水平,對當(dāng)?shù)厮Y源狀況及開發(fā)利用情況、可建工程的潛力、布局和工程形式,進行深入地調(diào)查研究,從各地實情出發(fā),科學(xué)規(guī)劃,合理布局,因地制宜,擇優(yōu)選用,標(biāo)本兼治,綜合利用,宜窖則窖、宜池則池、宜塘則塘、宜壩則壩,將集雨與節(jié)灌相結(jié)合、工程措施與非工程措施相結(jié)合、雨水集蓄利用與發(fā)展生產(chǎn)、徑流污染控制、人畜飲水、農(nóng)田水利建設(shè)、資源開發(fā)、防洪抗旱、水土保持、改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合,源頭污染控制與匯流控制、末端治理相結(jié)合,正確處理城市雨水利用與城市雨水管理(污染防治、防澇和排放等)、城市供水(地表水與地下水)、城市生態(tài)環(huán)境、城市建筑和規(guī)劃的關(guān)系,力求環(huán)境、生態(tài)、美學(xué)、人與自然的和諧統(tǒng)一,使規(guī)劃實施的工程盡可能最優(yōu)化地利用雨水資源、保護生態(tài)環(huán)境、發(fā)揮最大效益,減少資金和資源的浪費,促進農(nóng)民增產(chǎn)增收和社會經(jīng)濟發(fā)展。
⑶拓寬投資渠道,加大資金投入
建立完善多種投入機制,拓寬投資渠道,應(yīng)加大國家財政投資比例,從中央水利建設(shè)基金等安排專項資金予以扶持,并充分利用地方相關(guān)政府部門的專款,將扶貧、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、水利、水土保持等多項資金統(tǒng)籌安排,向雨水集蓄利用工程傾斜。同時,將雨水利用工程要加強領(lǐng)導(dǎo),落實責(zé)任,制定各項激勵和扶持政策,實行“誰投資、誰建設(shè)、誰所有,誰使用、誰管理、誰受益”,多方籌集社會資金,鼓勵個人、私營企業(yè)和社會各界籌資或募捐興建雨水利用工程。還可將雨水利用工程納入城市建設(shè)規(guī)劃,新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃和水利水保建設(shè)等規(guī)劃,并與其一并實施,促進雨水利用蓬勃發(fā)展。
⑷加強科學(xué)研究和技術(shù)指導(dǎo),提高科技水平
總體來說,我國目前的雨水利用的科學(xué)技術(shù)研究還相對滯后,應(yīng)進一步加強對不同地區(qū)自然條件下的雨水利用戰(zhàn)略與技術(shù)路線;新型的高效低價集流面材料的研制;蓄水設(shè)施的施工技術(shù)和防凍脹技術(shù),飲用水水質(zhì)凈化技術(shù);不同約束條件下補灌水量的確定,不同的灌水方式、不同的作物及其農(nóng)業(yè)經(jīng)營措施綜合利用雨水的最佳模式;大氣污染對城市雨水水質(zhì)的影響,城市匯集雨水水質(zhì)的凈化、應(yīng)用及匯集雨水回灌地下水技術(shù);不同類型雨水收集系統(tǒng)和不同容積、不同材質(zhì)集雨存蓄系統(tǒng)的優(yōu)化方案設(shè)計;不同地區(qū)雨水高效利用技術(shù)模式選擇等方面的研究。同時,要不斷加強對基層水利技術(shù)人員和管理人員的培訓(xùn),采取各種方式,提高基層人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平,充分發(fā)揮基層水利服務(wù)組織的作用,對工程規(guī)劃布局、配套設(shè)備供應(yīng)、施工組織、人員培訓(xùn)和運行管理等方面實行全程服務(wù),要把集雨工程與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、先進農(nóng)業(yè)科技的應(yīng)用、品種改良、耕作制度、庭院經(jīng)濟和施肥方式等有機結(jié)合,為發(fā)展高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。并在不同類型區(qū),建立雨水集蓄工程示范區(qū),探索不同地區(qū)工程型式、發(fā)展?jié)摿罢叽胧瑸榇竺娣e推廣提供樣板和依據(jù)。同時,還應(yīng)加大對群眾的技術(shù)培訓(xùn)力度,使先進技術(shù)能及時被群眾所掌握,為雨水集蓄利用技術(shù)的推廣應(yīng)用創(chuàng)造有利的條件。
⑸加強建設(shè)與管理,充分發(fā)揮工程效益
為加強雨水利用工程的建設(shè)和管理,充分發(fā)揮工程效益,要健全組織機構(gòu),強化領(lǐng)導(dǎo),明確目標(biāo),落實責(zé)任,建立起產(chǎn)權(quán)明晰、權(quán)責(zé)分明、管理科學(xué)、統(tǒng)一協(xié)調(diào)的組織管理體系和運行機制,建立完善監(jiān)督協(xié)調(diào)機制,在雨水利用發(fā)展規(guī)劃、項目的監(jiān)督、論證、方案審查、設(shè)計審批、施工監(jiān)督和竣工驗收、使用管理等方面分工負責(zé),密切協(xié)作,加強配合,嚴(yán)格實行項目管理。強化水利部門的督導(dǎo)與技術(shù)把關(guān)作用,實行工程設(shè)計、施工、驗收技術(shù)經(jīng)濟責(zé)任制和項目責(zé)任制,簽訂責(zé)任書和項目合同,統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一組織驗收,嚴(yán)格把好工程質(zhì)量關(guān)。同時對集雨工程進行農(nóng)業(yè)、科技、水利等各種措施的綜合配套建設(shè),確?!敖ㄒ惶帯⒊梢惶?、工程配套一處”,充分發(fā)揮工程效益。
參考文獻
[1]《雨水資源集蓄利用研究綜述》,劉小勇,吳普特