城市雨水收集及地下補(bǔ)水樁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雨水處理收集系統(tǒng)，具體涉及一種城市雨水收集及地下補(bǔ)水粧。
【背景技術(shù)】
[0002]水是生命之源。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)，水資源短缺日益成為人類面臨的一種嚴(yán)峻的問(wèn)題?！吨袊?guó)21世紀(jì)議程一中國(guó)21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》中指出:“中國(guó)目前人均水資源量只有2500cm3，約占世界人均水量的1/4。隨著人口和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更多的城市和地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的缺水問(wèn)題?！睘榱藵M足日益增長(zhǎng)的供水需求，一些城市盲目超采地下水，導(dǎo)致區(qū)域性地下水位下降，隨之可能產(chǎn)生地面沉降、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，在沿海地區(qū)地下水位的大幅度下降可能引發(fā)海水入侵；而在干旱半干旱地區(qū)地下水位的下降還可能導(dǎo)致樹(shù)死草亡和土地荒漠化。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)北方17個(gè)省市區(qū)的地下水開(kāi)采量占全國(guó)的88%，由此產(chǎn)生的后果是西安大雁塔產(chǎn)生不均勻沉降，塔身傾斜了 Im多，聞名中外的敦煌月牙泉的“月牙”也在逐步枯萎。地下水不能及時(shí)得到補(bǔ)充還使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，由于北京市南郊的地下水位以lm/a的速度下降，自1966年以來(lái)北京市地面以10?20mm/a的速度下沉，而沈陽(yáng)市地下水的超采漏斗已經(jīng)達(dá)到285km2，并以13km2/a的速度向外擴(kuò)展。
[0003]與此同時(shí)，隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，不透水面積逐年增加，使得許多水資源嚴(yán)重缺乏的城市，城區(qū)的大量雨水沒(méi)有得到充分的利用而白白流失，不僅是雨量的巨大浪費(fèi)，同時(shí)直接造成城市的洪澇危害。雨水徑流量的增大，流出時(shí)間的縮短，加大了排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，許多城市雨季水澇現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)城市的生產(chǎn)與生活造成極大的影響，并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]因此，若能利用城市匯集的雨水回灌地下水不僅可以補(bǔ)充日益匱乏的地下水資源，適當(dāng)?shù)奶岣叩叵滤?，阻止或減緩地面下沉，還可以通過(guò)分流部分雨水減少城市雨水管道和泵站的投資以及運(yùn)行費(fèi)用，避免或減小暴雨時(shí)洪澇災(zāi)害的發(fā)生。
[0005]關(guān)于地下水人工補(bǔ)給的理論和技術(shù)方法，我國(guó)學(xué)者早在30年前就作了論述，并進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。雨水利用是水資源開(kāi)發(fā)最早的方式，有幾千年的歷史。公元前2000多年的中東地區(qū)，許多家庭就有雨水收集系統(tǒng)，存貯雨水用于灌溉、生活、私人洗浴和公共衛(wèi)生。公元前47年，埃及人使用集水槽供水，使用前加熱殺菌和防止氣味。公元8世紀(jì)，希臘人的房子備有儲(chǔ)水槽、淋浴室和衛(wèi)生間等，并且有陶土管建成的排水系統(tǒng)。作為四大文明古國(guó)的中國(guó)，也有著悠久的利用雨水的文明史，其中北方的窯水，南方的水塘和黃土地區(qū)的引洪淤灌都是十分成功的例證。
[0006]我國(guó)的真正意義上的城市雨水資源化利用研宄和應(yīng)用開(kāi)始于20世紀(jì)80年代后期，它主要是隨著城市化帶來(lái)的水資源緊缺和環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題而引起人們的重視。當(dāng)時(shí)，面對(duì)日益緊張的城市供水形勢(shì)，國(guó)內(nèi)個(gè)別城市開(kāi)始考慮雨水資源的收集利用問(wèn)題，嘗試著在一些建筑物上安裝雨水收集系統(tǒng)，但是，由于沒(méi)有配套的雨水處理和回用系統(tǒng)，實(shí)際利用成效不大。20世紀(jì)90年代后期，相關(guān)的研宄和應(yīng)用進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期。
[0007]1998年，北京市節(jié)水辦推出了兩個(gè)研宄項(xiàng)目，一是與北京建筑工程學(xué)院聯(lián)合開(kāi)展的“北京市城區(qū)雨水利用技術(shù)研宄及雨水滲透擴(kuò)大試驗(yàn)”，二是與中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)合作進(jìn)行的“北京市城市建設(shè)中增加雨水蓄滲措施研宄”。兩項(xiàng)研宄為北京市的城區(qū)雨水資源化利用提供了理論和技術(shù)支持。與此同時(shí)，其他一些城市也開(kāi)展了一些類似的研宄。
[0008]進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)城市雨水資源化利用的進(jìn)程明顯加快，技術(shù)水平也迅速提高。2001年國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了包含有雨洪利用規(guī)劃內(nèi)容的“21世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃”，推動(dòng)北京市的城市雨水資源化利用走在了全國(guó)前列。2008年，北京奧運(yùn)會(huì)代表性建筑國(guó)家體育館(鳥(niǎo)巢)和國(guó)家游泳中心(水立方)雨水回收利用系統(tǒng)的正式啟用，標(biāo)志著我國(guó)的城市雨水資源化利用在某些方面達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
[0009]在滲透機(jī)理的研宄方面，根據(jù)Horton公式和Green、Ampt公式等提出了適合地方特征的模型；在徑流雨水污染控制方面提出雨水人工滲蓄利用系統(tǒng)中實(shí)行雨水污染控制措施是很有必要的。實(shí)際上雨水滲透早在我國(guó)一些古城的建筑中已有體現(xiàn)，利用滲透井、滲透溝使雨水就地入滲，如曲阜孔府宅內(nèi)和后花園均設(shè)有滲透井。
[0010]2001年汪慧貞、李憲法提出了適合北京市雨水滲透設(shè)施的計(jì)算方法與關(guān)鍵參數(shù)的確定方法，何巖在三江平原前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了以放射性同位素為示蹤劑的人工回灌試驗(yàn)。
[0011]2003年吳興波，牛景濤等人做了玉符河人工回灌，確定了河道滲漏水能力、滲漏水區(qū)域、地下水影響程度與范圍，驗(yàn)證了濟(jì)南泉域水文地質(zhì)模型。
[0012]2001年朱桂娥，薛禹群以上海浦西地區(qū)為例，對(duì)回灌條件下的承壓含水層進(jìn)行水位和水溫的綜合分析，為上海地區(qū)建立地下水水流模型和地面沉降模型提供了參考依據(jù)。
[0013]綜上所述，在已有的研宄文獻(xiàn)中，這些國(guó)內(nèi)利用城市雨水滲透利用及人工回灌補(bǔ)給地下水的技術(shù)發(fā)展和實(shí)踐積累，都為開(kāi)展城市雨水回灌項(xiàng)目提供了必要的指導(dǎo)原則和可借鑒經(jīng)驗(yàn)。另外，我國(guó)氣象數(shù)據(jù)采集，地表水和地下水勘察領(lǐng)域科研實(shí)力的不斷增強(qiáng)，先進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器和模擬分析方法的應(yīng)用，可為城市雨水回灌項(xiàng)目提供更加準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)，為工程設(shè)計(jì)和施工技術(shù)人員提供技術(shù)指導(dǎo)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，城市雨水回灌技術(shù)已經(jīng)日益成熟。在城區(qū)大面積推廣應(yīng)用是可行的。
[0014]現(xiàn)有的技術(shù)方案之一是城市雨水滲透利用技術(shù)，城市雨水滲透利用的優(yōu)點(diǎn)是能補(bǔ)充涵養(yǎng)地下水、緩解地面沉降、減少水澇和海水倒灌、減少地表徑流、減少雨污管道負(fù)荷等，具有良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，應(yīng)用較為廣泛，成為一種有前景的雨水間接利用方式。雨水滲透設(shè)施通常是挖掘土壤后，填上特殊滲濾介質(zhì)(如碎石、砂礫等)，有時(shí)用土工布包裹防止侵蝕周邊土壤。主要包括透水性路面、滲透井、滲透池、滲透渠和下凹式綠地等。雨水滲透利用早在我國(guó)一些古城的建筑中已有體現(xiàn)，利用滲坑、滲井、滲溝使雨水就地下滲。如南方老城區(qū)在庭院中間設(shè)天井溝和矩形滲坑；缺水地區(qū)用天井儲(chǔ)蓄雨水；河北一帶村鎮(zhèn)的雨水滲入坑洼地及池塘；蘇州園林宅內(nèi)和后花園均有雨水滲井。其缺點(diǎn)是雨水滲透利用效益投資比相對(duì)較高，運(yùn)行中存在一些問(wèn)題，如雨水徑流中的懸浮污染物對(duì)滲透利用設(shè)施以及土壤層的堵塞、下滲雨水中的重金屬和難降解有機(jī)物對(duì)土壤及地下水的潛在威脅等。由于我國(guó)雨水徑流污染嚴(yán)重，這些問(wèn)題尤為突出，而目前各種人工滲透設(shè)施未能根據(jù)其適用條件進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化組合，也未針對(duì)場(chǎng)地特點(diǎn)對(duì)雨水利用的目的進(jìn)行詳盡分析并選擇對(duì)應(yīng)的雨水人工滲透設(shè)施規(guī)模確定方法。
[0015]現(xiàn)有的技術(shù)方案之二是加壓式人工回灌，加壓式人工回灌井通常用于補(bǔ)給深層地下水，通過(guò)抽水機(jī)將回灌水打入深層含水層。加壓回灌井占地面積小，回灌速度較通常井快，既可回灌又能用于抽水，實(shí)現(xiàn)水量的季節(jié)調(diào)節(jié)，適用于城市中地價(jià)昂貴或空地少的地區(qū)。加壓式人工回灌井缺點(diǎn)也十分明顯，需要專人管理運(yùn)行?；毓噙^(guò)程中，若引入空氣會(huì)形成空氣阻塞，并降低回灌速度。長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，回灌水中的固體物質(zhì)會(huì)阻塞透水層，降低滲透系數(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0016]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:現(xiàn)有技術(shù)中的雨水處理系統(tǒng)都是固定的，不能有效的過(guò)濾掉雨水?dāng)y帶的雜質(zhì)及雨水中的污染物，采用回灌的方式一方面需要專人的管理，另一方面長(zhǎng)期使用滲透效率會(huì)變差，為解決上述問(wèn)題，提供一種城市雨水收集及地下補(bǔ)水粧。
[0017]本實(shí)用新型的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:
[0018]城市雨水收集及地下補(bǔ)水粧，包括收集裝置和位于收集裝置下端的補(bǔ)水