浅谈建筑中的雨水收集及利用_开题报告

文献综述

研究的背景及意义

城市化使原本有植被和土壤被不透水地面代替，造成大量地面硬化，改变了原本地面的水特性，加快了雨水向城市各河道的汇集，使洪峰流量迅速形成，容易造成洪涝灾害。有关实验表明，地面硬化之前正常降雨形成的地面径流量与雨水入渗量之比约为2:8，地面硬化后比例变为8:2。地面硬化严重干扰了自然界的水循环，导致大量雨水流失，交通路面频繁积水，影响人们正常的生活生产，雨洪峰值变大，加重排水系统的负荷，土壤含水量下降，热岛效应及地下水位下降现象加剧等[1]。建筑与小区雨水利用系统是针对地面硬化而采取的对雨水进行就地收集、入渗、储存、利用等技术措施，通过土壤入渗调控和地表流经调控，消减雨水外排总量，保持建设用地原有的自然雨水径流特征，避免雨水流失，节约自来水，有利于水资源的涵养与保护，同时还能使整个建设用地向外排的雨水峰值量得到减弱，减轻城市排洪压力和水河道的洪峰负荷。雨水作为一种优质的淡水资源，收集和利用方便、污染少、处理简单、不消耗或低消耗，是解决21世纪水资源短缺的重要途径。

雨水利用的基本方式分为：直接利用、间接利用、和综合利用。直接利用是设置雨水收集系统，将一定汇水面积上的雨水通过收集系统收集并储存起来，经处理后用于景观，绿化，浇洒路面，冲厕等。间接利用即雨水入渗，是降雨水回灌地下，补充涵养地地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降、酱烧水洪涝等。这种方式常见的有：下凹式绿地、人造透水地面[2]。综合利用是前两种方式的有效结合，实用性强，如利用小型人工湖的湖岸，收集并将雨水引入湖中，利用湖体做雨水的收集池，利用湖畔湿地建立相应的湖水净化系统，控制湖水周边的污物，在收集利用雨水的同时使湖水水质得到净化。

雨水利用有以下几方面的功能：（1）维护自然界原有的水循环环境；（2）节水功能：用雨水冲洗厕所、浇洒路面、浇灌草坪、水景补水，还可用于循环冷却水和消防水，节约城市自来水；（3）修复城市生态环境功能：雨水入渗增加土壤的含水量，回灌提升地下水水位，改善水环境及生态环境；（4）雨洪调节功能；雨水收集或下渗，都会减少进入城市排水系统的流量，从而提高防洪系统的可靠性，减少洪涝灾害。由此可见，建筑与小区雨水利用工程不仅是一项节水工程，也是一项环境保护工程，是城市发展进程中不可或缺的环节，是实现人与自然和谐的有效措施。

国外雨水利用的现状及研究成果

随着城市化发展，水资源紧缺，环境污染，生态破坏等问题的不断加剧，从上世纪80年代开始，雨水污染特性的研究、雨水资源化的利用就引起了德日美等发达货架的关注。自1983年第九届国际雨水收集系统会议以来，他们都积极利用雨水来开辟新的水资源，减轻当地的用水负担，保护城市的生态坏境，处理用的雨水主要用于补充地下水和作为生活杂水来冲洗厕所，绿地树木浇灌等，也作为冷却水或水循环等工业用水。

国内雨水利用的现状及研究成果

《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006）于2006年11月出版发行，2007年4月施行。规范从水量与水质、系统选择、土壤入渗系统设计、雨水收集系统、雨水储存与回用系统、水质处理、施工质量验收与维护管理等方面做了具体研究和规定。该规定的制定和出台填补了我国目前建筑与小区雨水利用规范的空白。人们开发再生水资源以及其他一些节水措施的同时，也普遍认识到雨水资源是一种宝贵的的淡水资源。我国雨水利用起步比较晚，目前主要在缺水区有一些小型，或者局部的非标准性应用。比较典型的有甘肃的“121”工程，陕西的“甘露”工程，宁夏的“窑窟”工程、大连的獐子岛和浙江舟山市葫芦岛等雨水集蓄利用工程[4]。

建筑中水处理的意义表现在一下几个方面[3]：

中水回收，是实现经济效益、环境效益和社会效益的统一。中水回收一方面实现了水资源的重复利用，节约了水资源，缓解了水资源的供需矛盾，另一方面中水的处理成本一般都低于自来水的价格，具有一定的经济性，同时，中水处理的过程也是污染物消减的过程，有利于保护环境。

中水回用体现了优水优用，分质供水的原则。早在上世纪60年代，联合国经济社会理事会就提出了下述政策：除非水源是丰富的，不应将优质水用于可使用较低水质的场合。实践表明，低于饮用水水质标准的谁可以用于农业、工业冷却和城市杂用，而长期以来上述场合大都使用清洁的水资源。中水回用扩大了可利用的水资源范围，节约了优质的水资源。

建筑中水处理有利于推动新技术。新工艺、新材料的发展和应用。城市污水处理厂的规模较大，一般污水量都是在万吨以上，投资大，重要性强，投资者和设计者在工艺选择上相对保守，国内外污水处理厂采用的工艺一般比较传统，很少选用新技术、新工艺。这对技术发展和合计进步是不利的。而在建筑中水处理经常采用新工艺、新技术和新材料，如膜分离（MF、UF、NF、RO）技术、膜生物反应器、曝气生物滤池、生物活性炭、土壤生物系统、土壤毛吸处理利用系统等的推广，使得中水工程应用技术在技术上登上了一个新的台阶，促进城市污水处理及回收技术的发展。

   存在的问题

雨水利用技术随着工程实践的增加日趋完善，但是雨水的收集设施计算方面还存在一些有待解决的问题

月或年水量平衡计算与日水量平衡计算比较

    以年为周期按月数量平衡分析的方法，目前被广泛用于小型水资源利用建设项目设计中。以月或年回用管网用水量与最大月或年降雨量进行水量平衡分析，得出的结论基本不依赖自来水补水，此方法的有点是计算简单，但结果与实际情况不符，会产生两个问题：计算出来的可利用的雨水量不是实际值，难以准确确定蓄水池的容积，进而无法准确计算雨水利用成本。

    日平衡算法首先设定一系列不同的蓄水池容积，整理一年中每日的降水量及用水量资料，依照日水量平衡原理进行计算机模拟计算，可得各容积下年雨水利用率和自来水替代率，最后进行经济分析比较，确定合理的蓄水池容积[5]

雨水下渗方面

下渗是雨水利用的重要方式，若在现实雨水利用工程中不考虑下渗，将很难满足外排流量建成后不大于建成前的要求。目前的开发商一般只重视眼前利益，不愿意投资于雨水渗透设施，这对雨水利用的开张工作造成一定的困难。

研究思路

《建筑与小区雨水利用工程技术规范》规定，雨水利用工程应满足建设用地外排水设计流量不大于开发前的水平或规定值。按照因地制宜的原则，采用雨水收集回收系统，入渗系统，调蓄排放系统等方式的一种或者组合形式。雨水收集后主要用于景观用水，绿化用水，杂用水等。研究思路一般沿用雨水利用基础资料分析、确定汇水面积、径流系数分析、拟定不同的蓄水池容积、逐日进行水平平衡计算、计算外排雨水流量径流系数、经济效益分析、确定调蓄容积、结论与建议。

^范文提纲

   摘要

   正文

  1研究背景以及现状

  1.1.雨水的利用

  1.2.中水的概念

  2国内外的现状

  2.1国内雨水的利用现状

  2.2国外雨水的利用现状

  3建筑雨水的利用技术

  3.1研究内容及方向

  3.2雨水量的计算

  3.3径流系数计算

  3.4渗透设施计算方法

      3.5雨水利用的具体方法

      3.6雨水利用经济分析 

   4实例分析

   5总结

   6参考文献

三、参考文献

[1] 王彩娟,徐得潜.城市雨水利用系统的模糊层次中和评价[J].工业用水与废水,2009,(5):15-18

[2] 汪慧贞,吴俊奇.城市雨水利用的技术与分析[J].工业用水与废水.2007.38（1）：9-13.

[3] 张统.建筑中水设计技术[M].北京：国防工业出版社,2007

[4] 王彦梅.国内外城市雨水利用研究[J].安微农业科学.2007,35(8):2384-2385.

[5] 吴鹏，陈少华，彦昌宙等.基于日水量平衡设计城市小区雨水利用调蓄容量[J].中国给给排水,24(16):43-47.