雨水收集多用途利用裝置系統

田玉昆

（新鄉市生態保護局輝縣分局）

0 前言

由于人口增長、持續干旱、地表水污染、地下水超采及水資源在時空分配上的不均勻，人類對水資源的不合理開采利用和嚴重浪費，使得用水矛盾越來越突出。地下水長期超采形成地下水漏斗區，不僅嚴重影響當地居民的正常生產生活，造成居民飲用水取水困難，農田灌溉機井出水量減少或造成水井報廢，農業灌溉成本增加，而且造成生態環境惡化。天然降水是很好的地下水補給來源，利用降水補充地下水是恢復地下水降落形成漏斗的一個有效途經，既可以對地下水進行補充，增加地下水儲量，收集的雨水除了作為地下水補給來源外，也可以對收集的雨水經過沉淀等處理后用于灌溉、綠化和家庭沖刷日常用水?？梢匝a充水資源的不足，也能減少城市雨水徑流量，節約城市排澇防洪投資。是水資源開發利用的新途經和開發方向，具有十分廣闊的發展前景。

1 地下水利用裝置

1.1 地下水回灌裝置

雨水收集滲透回灌系統要求如回灌效率高、回灌水水質沒滿足回灌水質要求，地下水回灌采用淺闊型的沉淀過濾裝置，對匯集的雨水徑流進行沉淀、過濾，滲透回灌井采用梅花形布置的群井系統，采用寬淺溝連接沉淀過濾池和滲透回灌井，在寬淺溝底部鋪設過濾層，使其水流以低流速通過，達到二次沉淀的目的。滲透回灌井采用無砂混凝土濾水管或大口徑PVC開孔塑料管。雨水收集滲透回灌系統能充分地收集雨水并回灌到地下水中。

從圖1可以看出，雨水收集滲透回灌系統在地面以下設置淺闊型的沉淀過濾池，以梅花形布置的無砂混凝土濾水管或大口徑PVC 開孔塑料管滲透回灌井，連接沉淀過濾池和滲透回灌井的寬淺溝。當匯集的雨水徑流經過雨水篦進入到沉淀過濾池，經過沉淀過濾后的雨水經沉淀過濾池下部設置的連接滲透回灌井的寬淺溝，進入到滲透回灌井中，而后經過滲透回灌井井壁周圍的孔隙滲透回灌到地下，達到補充地下水的目的。

圖1 雨水回灌裝置結構圖

1.2 回灌方式

雨水收集滲透回灌系統由沉淀過濾池、滲透回灌井、連接沉淀過濾池、滲透回灌井的溝道和過濾裝置與材料組成。具體實施方式為：過濾池為淺闊型，沉淀過濾池的進水口處設置雨水篦，進水口設置在沉淀過濾池的上部，下部設置有出水口，出水口設置條縫過濾片，沉淀過濾池不宜過深，目的是便于清洗和更換其中的過濾材料，滲透回灌井采用大口徑無砂混凝土濾水管或大口徑PVC 開孔塑料管，井底的深度應距地下水位有一定的距離，目的是讓回灌水經過一定厚度的土層再補充到地下水中，使回灌水在經過土層中得到再一次的過濾，保證回灌水的進一步凈化。滲透回灌井采用梅花形狀布置。連接沉淀過濾池和滲透回灌井的寬淺溝溝壁以混凝土襯砌，在寬淺溝底部鋪設礫石或粗砂過濾層，使其水流以低流速通過，達到二次沉淀。當雨水產生的徑流匯集到沉淀過濾池中后，經過沉淀過濾，由連接沉淀過濾池和滲透回灌井的寬淺溝進入到各回灌滲透井中，再通過滲透回灌井井壁的孔隙進入土層中，最后經過土層補充到地下水中。

2 雨水綜合利用裝置

2.1 多用途利用裝置

將樓層的頂部和地面作為集雨面，通過集雨面收集的雨水經過樓房的落水管和地面集雨面收集的雨水匯流進入設置在地下的雨水沉淀過濾池中，雨水沉淀過濾池中鋪設一定厚度的砂石材料作為過濾材料，過濾后的雨水經過設置在雨水沉淀過濾池下端的管道進入到儲水池中，在儲水池的上部設置有溢流口，溢流口通過管道與回灌井的上部相連通。儲水池中設置有水泵，水泵的出水管道上設置有三通管道，分別通過閥門一端連接到設置在樓房頂部的水箱上端，另一端可連接到其它的用水裝置。水箱底部的出水管分別與各層用戶的用水裝置相連接，在重力的作用下，各層用戶打開閥門可實現自流應用，在水泵的出水口管道上設置有兩個閥門，一方面可將雨水送的樓層頂部的水箱，另一方面也可實現沖洗道路、花草的灌溉等。當儲存的雨水較多時，可通過設置的儲水池上部的溢流管道進入到滲水井中，達到對地下水進行回灌的目的。

2.2 綜合利用方式

雨水多用途利用系統由樓房頂部集雨面，地表集雨面，雨水沉淀過濾池、儲水池、水泵、滲水井、樓層頂部的水箱和若干的連接管道組成。在具體的實施過程中，首先根據當地的降水量和雨水集雨面的大小，確定過濾池和儲水池的體積，按一定級配確定過濾池中的砂石過濾材料。滲水井可單眼或多眼，雨水沉淀過濾池下部出水口和儲水池上部的溢流口、連接滲水井的管道應在同一水平面上，樓層頂部的水箱可根據過濾后的雨水量的大小確定。當需要向樓房頂層設置的水箱供水時，打開通往水箱管道上的閥門，關閉另一側的閥門，開啟水泵就可向水箱充水，各層的用戶打開各自的管道上的閥門用水即可；當需要向其它的用水設施供水時，關閉通往水箱管道上的閥門，打開另一側的閥門即可。儲水箱中的溢流口將多余的過濾后的雨水輸送到滲水井中，通過滲水井下部的滲水孔，對地下水進行回灌補充。

3 路面雨水收集利用

3.1 路面雨水利用裝置

小區和公園中收集的雨水水質較好、徑流量大、便于收集利用，是雨水收集利用的重要途徑。以小區或公園的道路作為集雨面，這樣的道路沒有機動車通行，雨水中的污染物就不需要復雜的處理過程，簡單經過過濾處理就可以作為沖洗或綠化等的用水，沿道路一側排水溝間隔一定的距離設置儲水池，儲水池進水口處安裝過濾裝置，各個儲水池之間在底部用管道相連通，當需要沖洗或灌溉綠化時，只需要將移動灌溉車推到相應的地方即可，減少了管道長度、節省管網造價、提高雨水利用率，更可以大大降低綠地養護成本。就近收集道路徑流作為路邊綠化帶的補充水源，不僅可以減少管道長度、節省管網造價、提高雨水利用率，更可以大大降低綠地養護成本。

圖2 雨水綜合利用裝置圖

圖3 道路雨水利用系統圖

3.2 實施方式

裝置由道路集雨面、匯流溝、過濾網、儲水箱、儲水箱之間的連接管道、可移動灌溉設備組成。道路集雨面為小區或公園道路，在道路的一側設置匯流溝，匯流溝為矩形斷面，沿匯流溝長度方向每隔一段距離設置出流口，出流口間距離的確定按照以下的方法：當降雨量在500 mm左右時，蓄水量達到50 m3時，就需要200 m2的集水面積。在出流口上裝置過濾網，過濾掉進入儲水箱中雨水的樹葉等較大顆粒的雜物，儲水箱為磚石砌成的矩形，內部用混凝土抹面。相鄰兩個儲水箱之間用管道貫通連接。某一區域在需要用水時，就將抽水裝置移動到需要澆水的地方，就近抽取儲水箱儲存的雨水，由于儲水箱之間是通過管道連通的，不會出現某一儲水箱無水，其它儲水箱有水用不上的現象。

4 結論

使用各種人工設施強化雨水滲透，使更多雨水滲入地下以涵養地下水，是地下水得到快速補充的一個有效途徑。利用雨水進行回灌能取得多方面的有益效果：一是涵養地下水，保護生態環境；二是將雨水就地收集就地利用或將雨水下滲回補地下水，不但可以彌補常規水資源不足，還可以減少降雨形成的徑流量，減少排入市政管網的水量，減輕城市排水系統壓力；三是改善區域生態環境，將雨水就地收集回補地下水，有效改善區域生態環境。

收集的雨水除了作為地下水補給來源外，也可以對收集的雨水經過沉淀等處理后用于灌溉、綠化和家庭沖刷日常用水。并且可以補充水資源的不足，也能減少城市雨水徑流量，節約城市排澇防洪投資。