雨水收集多用途利用装置系统

田玉昆

（新乡市生态保护局辉县分局）

0 前言

由于人口增长、持续干旱、地表水污染、地下水超采及水资源在时空分配上的不均匀，人类对水资源的不合理开采利用和严重浪费，使得用水矛盾越来越突出。地下水长期超采形成地下水漏斗区，不仅严重影响当地居民的正常生产生活，造成居民饮用水取水困难，农田灌溉机井出水量减少或造成水井报废，农业灌溉成本增加，而且造成生态环境恶化。天然降水是很好的地下水补给来源，利用降水补充地下水是恢复地下水降落形成漏斗的一个有效途经，既可以对地下水进行补充，增加地下水储量，收集的雨水除了作为地下水补给来源外，也可以对收集的雨水经过沉淀等处理后用于灌溉、绿化和家庭冲刷日常用水。可以补充水资源的不足，也能减少城市雨水径流量，节约城市排涝防洪投资。是水资源开发利用的新途经和开发方向，具有十分广阔的发展前景。

1 地下水利用装置

1.1 地下水回灌装置

雨水收集渗透回灌系统要求如回灌效率高、回灌水水质没满足回灌水质要求，地下水回灌采用浅阔型的沉淀过滤装置，对汇集的雨水径流进行沉淀、过滤，渗透回灌井采用梅花形布置的群井系统，采用宽浅沟连接沉淀过滤池和渗透回灌井，在宽浅沟底部铺设过滤层，使其水流以低流速通过，达到二次沉淀的目的。渗透回灌井采用无砂混凝土滤水管或大口径PVC开孔塑料管。雨水收集渗透回灌系统能充分地收集雨水并回灌到地下水中。

从图1可以看出，雨水收集渗透回灌系统在地面以下设置浅阔型的沉淀过滤池，以梅花形布置的无砂混凝土滤水管或大口径PVC 开孔塑料管渗透回灌井，连接沉淀过滤池和渗透回灌井的宽浅沟。当汇集的雨水径流经过雨水篦进入到沉淀过滤池，经过沉淀过滤后的雨水经沉淀过滤池下部设置的连接渗透回灌井的宽浅沟，进入到渗透回灌井中，而后经过渗透回灌井井壁周围的孔隙渗透回灌到地下，达到补充地下水的目的。

图1 雨水回灌装置结构图

1.2 回灌方式

雨水收集渗透回灌系统由沉淀过滤池、渗透回灌井、连接沉淀过滤池、渗透回灌井的沟道和过滤装置与材料组成。具体实施方式为：过滤池为浅阔型，沉淀过滤池的进水口处设置雨水篦，进水口设置在沉淀过滤池的上部，下部设置有出水口，出水口设置条缝过滤片，沉淀过滤池不宜过深，目的是便于清洗和更换其中的过滤材料，渗透回灌井采用大口径无砂混凝土滤水管或大口径PVC 开孔塑料管，井底的深度应距地下水位有一定的距离，目的是让回灌水经过一定厚度的土层再补充到地下水中，使回灌水在经过土层中得到再一次的过滤，保证回灌水的进一步净化。渗透回灌井采用梅花形状布置。连接沉淀过滤池和渗透回灌井的宽浅沟沟壁以混凝土衬砌，在宽浅沟底部铺设砾石或粗砂过滤层，使其水流以低流速通过，达到二次沉淀。当雨水产生的径流汇集到沉淀过滤池中后，经过沉淀过滤，由连接沉淀过滤池和渗透回灌井的宽浅沟进入到各回灌渗透井中，再通过渗透回灌井井壁的孔隙进入土层中，最后经过土层补充到地下水中。

2 雨水综合利用装置

2.1 多用途利用装置

将楼层的顶部和地面作为集雨面，通过集雨面收集的雨水经过楼房的落水管和地面集雨面收集的雨水汇流进入设置在地下的雨水沉淀过滤池中，雨水沉淀过滤池中铺设一定厚度的砂石材料作为过滤材料，过滤后的雨水经过设置在雨水沉淀过滤池下端的管道进入到储水池中，在储水池的上部设置有溢流口，溢流口通过管道与回灌井的上部相连通。储水池中设置有水泵，水泵的出水管道上设置有三通管道，分别通过阀门一端连接到设置在楼房顶部的水箱上端，另一端可连接到其它的用水装置。水箱底部的出水管分别与各层用户的用水装置相连接，在重力的作用下，各层用户打开阀门可实现自流应用，在水泵的出水口管道上设置有两个阀门，一方面可将雨水送的楼层顶部的水箱，另一方面也可实现冲洗道路、花草的灌溉等。当储存的雨水较多时，可通过设置的储水池上部的溢流管道进入到渗水井中，达到对地下水进行回灌的目的。

2.2 综合利用方式

雨水多用途利用系统由楼房顶部集雨面，地表集雨面，雨水沉淀过滤池、储水池、水泵、渗水井、楼层顶部的水箱和若干的连接管道组成。在具体的实施过程中，首先根据当地的降水量和雨水集雨面的大小，确定过滤池和储水池的体积，按一定级配确定过滤池中的砂石过滤材料。渗水井可单眼或多眼，雨水沉淀过滤池下部出水口和储水池上部的溢流口、连接渗水井的管道应在同一水平面上，楼层顶部的水箱可根据过滤后的雨水量的大小确定。当需要向楼房顶层设置的水箱供水时，打开通往水箱管道上的阀门，关闭另一侧的阀门，开启水泵就可向水箱充水，各层的用户打开各自的管道上的阀门用水即可；当需要向其它的用水设施供水时，关闭通往水箱管道上的阀门，打开另一侧的阀门即可。储水箱中的溢流口将多余的过滤后的雨水输送到渗水井中，通过渗水井下部的渗水孔，对地下水进行回灌补充。

3 路面雨水收集利用

3.1 路面雨水利用装置

小区和公园中收集的雨水水质较好、径流量大、便于收集利用，是雨水收集利用的重要途径。以小区或公园的道路作为集雨面，这样的道路没有机动车通行，雨水中的污染物就不需要复杂的处理过程，简单经过过滤处理就可以作为冲洗或绿化等的用水，沿道路一侧排水沟间隔一定的距离设置储水池，储水池进水口处安装过滤装置，各个储水池之间在底部用管道相连通，当需要冲洗或灌溉绿化时，只需要将移动灌溉车推到相应的地方即可，减少了管道长度、节省管网造价、提高雨水利用率，更可以大大降低绿地养护成本。就近收集道路径流作为路边绿化带的补充水源，不仅可以减少管道长度、节省管网造价、提高雨水利用率，更可以大大降低绿地养护成本。

图2 雨水综合利用装置图

图3 道路雨水利用系统图

3.2 实施方式

装置由道路集雨面、汇流沟、过滤网、储水箱、储水箱之间的连接管道、可移动灌溉设备组成。道路集雨面为小区或公园道路，在道路的一侧设置汇流沟，汇流沟为矩形断面，沿汇流沟长度方向每隔一段距离设置出流口，出流口间距离的确定按照以下的方法：当降雨量在500 mm左右时，蓄水量达到50 m3时，就需要200 m2的集水面积。在出流口上装置过滤网，过滤掉进入储水箱中雨水的树叶等较大颗粒的杂物，储水箱为砖石砌成的矩形，内部用混凝土抹面。相邻两个储水箱之间用管道贯通连接。某一区域在需要用水时，就将抽水装置移动到需要浇水的地方，就近抽取储水箱储存的雨水，由于储水箱之间是通过管道连通的，不会出现某一储水箱无水，其它储水箱有水用不上的现象。

4 结论

使用各种人工设施强化雨水渗透，使更多雨水渗入地下以涵养地下水，是地下水得到快速补充的一个有效途径。利用雨水进行回灌能取得多方面的有益效果：一是涵养地下水，保护生态环境；二是将雨水就地收集就地利用或将雨水下渗回补地下水，不但可以弥补常规水资源不足，还可以减少降雨形成的径流量，减少排入市政管网的水量，减轻城市排水系统压力；三是改善区域生态环境，将雨水就地收集回补地下水，有效改善区域生态环境。

收集的雨水除了作为地下水补给来源外，也可以对收集的雨水经过沉淀等处理后用于灌溉、绿化和家庭冲刷日常用水。并且可以补充水资源的不足，也能减少城市雨水径流量，节约城市排涝防洪投资。