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雨水回收利用方案范文1
关键词:雨水利用;水系统;经济分析
中图分类号:TQ340文献标识码: A
引言
随着我国经济的快速发展,环境不断地恶化,城市面临着水多(雨洪)、水少(水资源紧缺)、水脏(水环境恶化)等问题【1】。我国淡水资源并不丰富,对其如何有效的合理利用就显得格外重要。而合理的回收利用雨水,是一项行之有效的方法。可从源头上缓解我国淡水资源,节约优质水资源,有效的减少生活用水量,实现水系统的良性循环。
1 雨水回收利用的意义
由于城市化的不断城市发展,地面硬化率的不断提高,地面径流率也不断提升,产生的雨水量也逐年增加,充分利用雨水的必要性就尤为重要。
雨水利用是把自然或人工收集雨地面表面的雨水,采用科学进行收集、储存、处理达标后充分利用,是从水文循环中获取地表水为人类所用的一种方法【2】。雨水回收利用非常适合我国可持续发展战略目标。目前,城市降雨径流量已由城市开发前的10%增加到开发后的50%以上【3】,雨水收集回用不仅节约了水资源,还减少了雨水对地表河流的污染;同时因大量雨水的合理截留和收集,降低了暴雨带给城市的淹涝灾害风险。而处理雨水水质成本也低于其他供应方式,所以只有综合考虑雨水利用多方面的效应,才能更好地体现雨水利用技术的价值【4】。
2 雨水回收利用现状与发展趋势
随着世界各地越来越重视雨水的回收利用,世界各地也有了各自独特的雨水收集系统。美国设有大型的市政雨水收集利用系统,并制定了相应的法律法规给予支持;德国制定的标准规定有面层的路面砖必须能使水能够渗入地下;新家坡集水区占了总国土的六分之一,雨水收集系统成功将80%的降雨量转化成了生活用水;澳大利亚城市通过建造蓄水池收集屋顶的雨水,用于生活热水和冲厕用水;日本已经广泛使用透水混凝土路面,将收集起来的雨水用于消防、绿化、冲厕等;而我国的雨水利用也有着悠久的历史,我国现代城市的雨水利用起始于20世纪80年代后期,国内一些城市相继开展了有关雨水资源化的研究和应用【2】。在2008年北京奥运会上,我国场馆设计的雨水回收利用系统,标志着我国的雨水回收利用系统已达到先进水平。世博会等接下来的大型场所都利用了屋面大面积收集雨水系统。以上足以说明雨水的回收利用是一项节约水资源、减少了雨水对地表河流的污染,缓解内涝的行之有效的技术措施。
3 雨水回收处理方法
初期的雨水(前2mm或者5分钟的降雨量)一般污染严重,流量也比较小,在流经初期采用弃流过滤装置,将其排掉。通过利用城镇内和周边的天然湖塘洼地、沼泽地、湿地等自然水体,以及雨水利用工程设计中为满足雨水利用的要求而设置的调蓄池,在雨水径流的高峰流量时进行暂存,待径流量下降后再排放或利用,此措施也减少了洪涝灾害,是最理想的水生态循环系统【3】。
雨水作为较优质的回用水源,同时考虑到连续集中降雨的高温季节,收集的雨水容易产生有机物滋生的状况,结合《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2006)中推荐的屋面雨水处理工艺【5】:
4 案例分析
该项目位于陕西省安康市。安康市属北亚热带湿润季风气候区,雨量充沛。年降雨量636.9-1100mm。多年平均降雨量926.2 mm。设计重现期1年一遇日降雨量为50.0 mm,其中5mm以上的降雨量占总降雨的的比例为89.3%。本设计初期雨水弃流按5mm考虑,则水池容积计算降雨厚度为45.0mm。
该项目规划用地面积约为37438.86,其中建筑容积率为3.7,绿化率为37.2%。本次设计利用场内室外雨水管线收集区域内下垫面雨水,结合雨水管线的分布情况,方案中在其中一条雨水管网末端设置一座雨水利用构筑物收集雨水,余量雨水以溢流的形式排入市政雨水管网。净化后洁净雨水主要用于该区域内绿地浇洒使用。本次设计选用第三种工艺,但雨水经过过滤消毒后不进入清水池,直接至用水点。具体流程如下图:
图1 雨水收集利用系统流程图
4.1区域综合雨量径流系数的计算
不同的区域雨水径流系数不同,按照设计规范要求,屋面、路面、硬质铺装雨水综合雨量径流系数取0.90,绿地雨水综合雨量径流系数取0.15。区域内绿化率为37.2%,则该区域综合雨量径流系数为
Ψ=0.372×0.15+(1-0.372)×0.90=0.0558+0.5652=0.62
4.2根据设计日降雨量计算水池容积
区域总汇水总面积约为37438.86,区域内综合雨量径流系数为0.62。按照安康一年一遇的降雨重现期计算,去除初期弃流雨水,区域下垫面一场降雨可收集雨水量按下式计算: W=αΨH F (1.1)
式中 W―雨水储水池容积,m3 ;α―折减系数;Ψ―雨量径流系数;H―设计日降雨量,mm/d ;F―汇水面积,。
项目区域内一场降雨可收集雨水量为W=37438.86×0.62×0.045=1044.54m³
4.3根据用水量核算水池容积
W1 = Q T(1.2)
式中W1―雨水储水池的容积,m3 ;Q―日用水量m3/d;T―雨水利用天数,d。根据《建筑给水排水设计规范》:绿化浇洒用水定额可按浇洒面积1.0~3.0L/・d计算;本设计取2.0L/・d。
浇洒绿地日用水量:Q =37438.86×0.372×0.002=27.85 m³
按照设计规范要求,雨水回用的保质周期易为2.5天,根据安康实际降雨情况,设计雨水的利用天数以T=5.0d为参数,W1=Q×5.0=27.85×5.0=139.25m³。
方案中设置1座145m³的雨水储水池,一次降雨可供用水量为140.0 m³,满足设计范围内5天的绿化浇洒用水,剩余的雨水可以用作景观补水或场地冲洗用水。收集的雨水通过初期弃流将较脏的雨水排至市政雨水管道 ,弃流后的雨水通过管道送至储水池收集 ,然后经泵提升至全自动过滤器 ,考虑到初期弃流后的雨水水质较为稳定 ,且悬浮固体含量较低 ,雨水过滤后经紫外线消毒器在线消毒后方可回用。
4.4 年可利用雨水资源总量计算
W年=37438.86×0.62×1.14×0.13=3440.03m³。若将该区域一年收集的雨水资源用于绿化、洗车、冲厕等,按照居民使用自来水的价格2.9元/m³,一年可节省近万元。若广泛的建设雨水回收利用项目,将能为国家节约很大一部分水资源,将有效缓解水资源短缺的现状。
5结语
雨水回收利用在国内外已成为趋势,在节约水资源及缓解内涝方面有着重要的现实意义,根据本案例的分析结果可得出,雨水通过简单的处理后用于绿化、冲洗路面、道路浇洒等是非常适用于现在水环境情况的,并且回收利用后所得的经济效益也是非常可观的。我们要结合实际情况,多做方案选比,尽量降低建设费用,以达到雨水回收利用效益的最大化。
参考文献:
[1]石炼.城市总体规划中雨水利用规划探讨[J].给水排水:2012,38(4):13-16
[2]刘建华,李旭东,刘小芳,马旭升.城市雨水资源化利用现状趋势及雨水综合利用规划案例[J].天津市建筑设计院 “现代杯”全国优秀建筑给水排水论文集:98
[3]GB50788-2012,城镇给水排水技术规范[S].
雨水回收利用方案范文2
关键词:节能;节水;节材
一、绿色节能施工在建筑工程中的重要性
相对于传统施工而言,绿色施工指的是施工的过程中,在确保工程的质量和安全的基础上,利用先进的技术和科学的管理,实现资源的可持续发展,即节能、节水、节地,同时把对环境的危害降到最低,实现环境的最优化。
其实施的重要意义主要体现在以下三个方面。一是节约能源。在建筑施工中充分树立低碳节能理念,能够保证建筑工程最大程度节能、节地、节水、节材,提高各类资源的利用率。二是保护环境。在建筑施工中充分树立低碳节能理念,能够使建筑施工过程中降低二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等气体的排放,进而在一定程度上降低其对大气臭氧层的破坏,最终在最大程度上减弱温室效应的影响。
绿色施工中的节能需要从不同的角度进行管理。从施工设备、工艺材料和施工工序等的单项节能降耗效果出发,应选择节能和适宜的设备和器具,选用绿色可回收、可循环利用的材料等;从设计绿色施工方案出发,需要在考虑单项设备器具节能的基础上,合理规划施工工序,安排施工时间,保管使用现场物料,制订能耗指标,在施工过程中完整实施绿色施工理念;从全寿命周期绿色建筑出发,绿色施工应与建筑设计中的节能、营运维修中的节能及拆除回收过程中的节能相互贯穿、相互促进,实现建筑业的可持续发展。
二、建筑施工中的节能措施
(一)做好施工图会审及节能设计交底
施工图会审是施工准备阶段的一项重要技术工作,其目的是减少施工图的差错,确保工程质量和施工顺利进行,降低投资成本。
审图时做到:①节能设计是否符合国家和地方有关建筑节能的标准、规范及规定;②是否符合强制性建筑节能标准的要求;③节能设计是否有“节能设计表”和“建筑节能计算报告书”;④设计图纸是否已经过施工图审查单位审查是否合格;⑤设计是否合理,有无遗漏;材料名称规格型号、数量是否正确完整;⑥节能设计专篇及节能设计表中的技术性能参数是否明确;设计是否符合施工技术装备条件,如需要采用特殊措施时,技术上有无困难,能否保证施工质量和施工安全;⑦设计意图、工程特点、设备设施及其控制工艺流程、工艺要求是否明确;⑧节能工程使用的材料是否符合国家现行有关标准。
(二)合理利用资源
1、节约用水
以建筑项目施工实际情况为依据,制定合理的节水目标,编制节水计划方案。节水可通过开源节流来实现,“开源”措施有:在施工现场建立雨水、施工废水的收集和处理系统,实现废水再利用。“节流措施有:在水源处装上节水器具,减少施工用水消耗。具体介绍以下几种技术:
(1)基坑施工降水回收利用技术
基坑施工降水回收利用技术,一般包含两种技术:一是利用自渗效果将上层滞水引渗至下层潜水层中,可使大部分水资源重新回灌至地下的回收利用技术;一是将降水所抽水体集中存放,用于生活用水中洗漱、冲刷厕所及现场撒水控制扬尘,经过处理或水质达到要求的水体可用于结构养护用水、基坑支护用水,如土钉墙支护用水、土钉孔灌注水泥浆液用水,以及混凝土试块养护用水、现场砌筑抹灰施工用水等的回收利用技术。
(2)雨水回收利用技术
雨水回收利用技术是指在施工过程中将雨收集后,经过雨水渗蓄、沉淀等处理,集中存放,用于施工现场降尘、绿化和洗车,经过处理的水体可用于结构养护用水、基坑支护用水,如土钉墙支护用水、土钉孔灌注水泥浆液用水,以及混凝土试块养护用水、现场砌筑抹灰施工用水等的回收利用技术。
(3)现场生产废水利用技术
现场生产废水利用技术是指将施工生产、生活废水经过过滤、沉淀等处理后循环利用的技术。
2、节材措施
建筑发展的主要问题是原材料的使用和建造过程中废弃物的产生。选用绿色材料,积极推广新材料、新工艺、促进材料的合理使用,节省实际施工材料消耗量。
优先选用制作、安装、拆除一体化的专业队伍进行模板工程施工。模板应以节约自然资源为原则,推广使用定型钢模、钢框竹模、竹胶板。施工前应对模板工程的方案进行优化。多层、高层建筑使用可重复利用的模板体系,模板支撑宜采用工具式支撑。采用定型大钢模作为筒体和剪力墙的模板,保证了平整度和垂直度可省去砂浆抹灰层,柱子采用定尺镜面板作模板,混凝土表面平整光洁、阳角方正,可省去砂浆抹灰层,短木枋采用木枋对接机械进行接长,以便二次使用。
利用施工废弃物管理计划等措施。设定填埋转移的目标,采用施工废弃物管理计划来实现这些目标。考虑回收场地清理碎片、硬纸板、金属、砖石、混凝土、塑料、干净的木料、玻璃、石膏墙板、地毯和保温层。在建筑场地规划一块特定区域用于回收和监督施工过程中的回收工作。明确运输者和回收者负责处理这些材料。注:再利用包括将材料捐献给慈善机构,如人道主义提供住所的机构。
对于混凝土的余料利用:可制作为过梁、临时道路硬化;落地灰的再利用、加气块的粉碎技术再利用。某项目对于商品砼将确保利用预算准确,并在每次浇筑砼前安排好余料使用计划,比如少量多余砼用于场地硬化或作为砌块导墙使用。
超大直径技术组合结构内支撑技术的选用。这种创新的技术采用钢筋混凝土环形内支撑和钢结构腹杆撑两种材质的组合体系,可以最大限度地发挥两种结构材料的优点:钢筋混凝土支撑结构抗压强度高、可做成任意形状的超大直径环撑;钢结构自重轻、抗拉抗压能力强、无需养护即可受力、安拆快捷,拆除时对周边无干扰。这种新技术取得了良好的经济效益。由于钢结构内支撑可以重复使用,成本也比较低。
3、节能措施
优先使用国家、行业推荐的节能、高效、环保的施工设备和机具,如选用变频技术的节能施工设备等。施工现场分别设定生产、生活、办公和施工设备的用电控制指标,定期进行计量、核算、对比分析,并有预防与纠正措施。
建立施工机械设备管理制度,开展用电、用油计量,完善设备档案,及时做好维修保养工作,使机械设备保持低耗、高效的状态。合理安排工序,提高各种机械的使用率和满载率,降低各种设备的单位耗能。
利用场地自然条件,合理设计生产、生活及办公临时设施的体形、朝向、间距和窗墙面积比,使其获得良好的日照、通风和采光。临时设施宜采用节能材料,墙体、屋面使用隔热性能好的的材料,减少夏天空调、冬天取暖设备的使用时间及耗能量。
4、可回收资源的利用
要对施工现场的建筑垃圾进行分门别类的堆放,可回收利用的与不可回收利用的分开拜访,对于不可回收利用的要及早拉出场地,对于能够回收利用的要充分利用其回收价值。例如对于混凝土和砂浆碎渣、碎砌块、土石类建筑垃圾,可以对其进行处理用作工程回填。
结束语
建筑施工节能需要从工程项目的施工方案、施工工艺的选择、施工工序中设备材料的选择应用、施工过程各工序实施以及施工废弃物处置等所有项目实施过程中考虑节能问题。
参考文献
雨水回收利用方案范文3
关键词:绿色施工;建筑施工;应用
1绿色施工技术概况
绿色施工技术是指在工程建设中,在保证质量和安全等基本要求的前提下,通过建筑施工技术的不管进步和对建筑施工的科学管理,尽量节约建筑材料方面的相关资源,最大限度的减少对那些对周边环境造成严重影响的施工活动。绿色施工是可持续发展思想、科学发展观以及生态文明建设思想在建筑工程施工过程中的体现和应用。值得注意的是,绿色施工技术只是在传统的建筑施工技术上的相关改进,并不是脱离于传统施工技术而发明出来的全新技术,其绿色施工的里面对于保护环境和提升建筑业整体水平意义重大。
2绿色施工技术的应用
2.1基坑施工封闭降水技术
基坑施工封闭降水技术是建筑工程施工较常使用的一种绿色施工技术,该技术在截水的过程中主要采用的是基坑侧壁帷幕和基坑底封底,目的是为了阻截基坑地面以及侧壁的地下水流入到基坑之中,同时对基坑开挖范围内的现存地下水采用引渗或者是抽取的方法。对于基坑侧壁帷幕则通常使用高压摆喷墙、深层搅拌桩防水帷幕、地下连续墙以及旋喷桩等作止水帷幕来进行降水作业。
(1)特点:基坑施工封闭降水技术抽取积水的量非常小,这样不会污染建筑工地周边的水源,对工地周边环境影响几乎没有。
(2)适用范围。基坑施工封闭降水技术主要适用于大部分非岩石底层基坑工程的地下水抽取和降水作业。在运用该技术时,首先应对要施工土层的特点和性质、基坑内井深度、基坑开挖深度、地下水性质以及封闭深度情况进行深入的了解,在综合考虑以上情况的基础在进行基坑施工封闭降水操作。
2.2施工过程水回收利用技术
施工过程水的回收利用技术在建筑工程的施工中应用较广,该项技术包括三个方面的内容:一是雨水回收利用技术;二是基坑施工降水回收利用技术;三是建筑施工现场生产废水利用技术。
(1)雨水回收利用技术。由于建筑施工经常是在户外,在施工的过程中经常会有下雨的情况,所以该技术主要是将建筑工地的雨水进行收集、渗蓄以及沉淀相关程序等处理,然后对处理后的雨水集中存放在工地某处,这些雨水可以广泛的用于施工现场的绿化、洗车以及降尘。此外,这些经过处理的雨水还能够作为现场砌筑抹灰施工用水以及结构养护用水等。
(2)基坑施工降水回收利用技术。该项技术主要有两部分构成:第一是将采用基坑施工封闭降水技术后所抽水进行集中存放处理,之后用于建筑工程施工过程中用水等回收利用技术。第二是把上层滞水通过一定的手段引到下层潜水层中的回收利用技术,通过该项技术可以把大部分水资源重新回灌至地下进行回收再利用。可以在施工现场合理的设置蓄水池,通过基坑周边的排水管把在施工现场抽取出来的水汇集进建好的蓄水池,可以利用这些水去冲洗现场的施工设备,再把冲洗之后的污水通过预先设计好的回路流入相关沉淀池进行沉淀,经过一段时间的沉淀后的水可以再次流入施工现场的蓄水池,这样继续循环使用。
2.3预拌砂浆技术
预拌砂浆指的是广泛用于建筑工程施工之中的各种砂浆拌合物,它在事先由专业化厂家生产,在施工需要时可快速使用。预拌砂浆分为特种砂浆和普通预拌砂浆,是近年来我国快速发展起来的一种新型建筑材料。在我国城市化进程不断加快,建筑行业迅速发展的今天,预拌砂浆技术应用前景广阔,其最大的特点就是质量稳定、健康环保和节能舒适。为此,在许多城市的建筑行业相关规定将在建筑工程的施工现场逐步禁止使用污染较大的现场搅拌砂浆,而对预拌砂浆技术进行大力的推广。
2.4外墙外保温体系施工技术
外墙外保温体系施工技术是建筑工程中应用最广泛的技术之一。外墙外保温系统主要是由保护层、保温层以及固定材料(胶粘剂锚固件等)构成,一般在外墙外表面的非承重保温构造中使用较多。目前国内应用最多的外墙外保温系统从施工做法上可分为粘贴式、现浇式和喷涂式及预制式等几种主要方式,其中粘贴式的做法保温材料包括模塑聚苯板(EPS板)、XPS板、矿物棉板(MW板,以岩棉为代表)、硬泡聚氨酯板 (PU板)、酚醛树脂板(PF板)等,
(1)外墙外保温体系施工技术。在本做法外保温施工中,保温资料与墙体基面的联合主要有粘结和粘锚联系以粘为主等两种办法。若是选用锚固为主的办法,应做牢靠的个别工程安全度描绘。对高层修建,标高在20m以上的部位,宜增设机械锚固件,以进步联合安全度。锚固件数量:标高在50m以下的不宜少于4个/m2;标高在50m以上的不宜少于6个/m2。对轻质资料墙体,以及既有修建的墙体保温改造,有必要对胶粘剂与墙体基面的粘结强度或机械锚固件的拔出力进行实测。以便详细描绘外保温体系同墙体基面的联合方案。
(2)粘贴式外墙外保温隔热系统施工技术。该技术是建筑业十项新技术之绿色施工技术的一种。粘贴式外墙外保温隔热系统施工技术,包括粘贴聚苯乙烯泡沫塑料板外保温系统和粘贴岩棉(矿棉)板外保温系统。外墙外保温岩棉(矿棉)施工技术是指用胶粘剂将岩(矿)棉板粘贴于外墙外表面,并用专用岩棉锚栓将其锚固在基层墙体,然后在岩(矿)棉板表面抹聚合物砂浆并铺设增强网,然后做饰面层,其特点是防火性能好。
(3)现浇混凝土外墙外保温施工技术
现浇混凝土外墙外保温施工技术也被广泛的使用在建筑工程的施工之中。现浇混凝土外墙外保温施工技术采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上,然后通过抹抗裂砂浆的办法,压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。另一种做法是用专用的固定件,将不易吸水的各种保温板固定在外墙上,然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上,直接形成装饰面。
3结语
绿色施工作为建筑全寿命周期中的一个重要阶段,是可持续发展理念在工程施工中全面体现,是实现建筑领域资源节约和节能减排的关键环节。在建筑工程的施工中大力使用绿色施工技术,不仅能够大大的降低建造成本,而且还极大的保护了环境。
雨水回收利用方案范文4
关键词:住宅小区;雨水回用;水量计算;回用方案
中图分类号:TU991.11+4文献标识码: A 文章编号:
引言
21 世纪是生态城市建设世纪,中国改革开放三十几年来经济发展取得了令人瞩目的成就,但在发展的同时也伴随着资源的浪费和环境的污染。在中国工程院开展的“中国可持续发展水资源战略研究”中,提出了多渠道开源的城市水资源可持续发展利用战略。雨水是城市重要的淡水资源之一,我国具有丰富的雨水资源,多年平均降水总量为 6.2×104亿 m3,可开发利用的雨水资源量很大,但从总体上看雨水利用率还是偏低。随着世界范围内干旱问题的加剧及水资源的日益紧缺,开发利用雨水资源已经成为许多国家和地区解决水危机的新途径,并受到广泛关注。
一、工程实例
杭州某新建住宅小区,其中总用地面积约为39500m2,总建筑面积约为125539 m2,由 7 栋 24 层,2栋 18 层的高层住宅楼、1栋 6层多层住宅组成。其屋面汇水面积为14329m2,小区绿地面积8768㎡,总居住人数3519人。
为响应国家“可持续发展水资源战略研究”的政策,针对本项目就节水和水资源利用方便提出了如下要求:
1) 制定水系统规划和非传统水源的利用——雨水回收利用;
2) 绿化灌溉鼓励采用喷灌、微灌、滴灌、渗灌、低压管灌等节水灌溉方式;
3)合理设计雨水收集量、利用雨水作为绿化、景观、洗车等的水源;
针对上述要求,结合该项目设计对雨水回收利用进行介绍。
二、雨水的收集处理及回收利用
杭州属于多雨城市,根据全国主要城市降雨量资料统计,杭州市年平均降雨量1431.2mm,年平均降雨次数150次,4mm以上降雨占总降雨的比例高达93.3%以上,雨水量充沛,适合做雨水回收利用。
一般住宅小区内的雨水收集主要有道路、绿地、屋面3种汇流介质。在这3种汇流介质中,地面径流雨水水量较大,但水质较差;绿地径流雨水因经过渗透而水质较好,但可收集雨量有限;屋面雨水水质较好、径流量大且便于收集利用。
根据可收集雨水与需回用雨水的情况分析,确定采用屋面雨水,该住宅小区总建筑屋面面积约为14329m2一期示范工程仅选用1~4#楼建筑屋面收集雨水,屋面雨水集水总面积F=4474㎡。雨水经收集净化处理回用于杂用水如小区绿化、道路浇洒冲洗等,绿地考虑自然入渗,超出绿地调蓄和渗透能力的雨水排入市政排水管,道路的雨水直接排入市政排水管。
1、水质要求
该项目主要考虑收集屋面的雨水。屋面初期雨水水质一般为CODcr600mg/L~800mg/L,SS700mg/L~10000mg/L,由于初期降雨水质差,与回水水质的要求差距较大,处理困难,处理成本很高,故初期考虑不收集雨水,该部分雨水进行弃流至市政雨水管网。初期雨水弃流后收集较干净的中、后期雨水,雨水在经过初期弃流后的水质为CODcr70mg/L~100mg/L,SS20mg/L~40mg/L。雨水回收主要用于绿化浇灌、道路浇洒用,补水水质根据城市绿化及道路浇洒用水水质执行《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002),主要指标具体详见下表1:
表1 各类用水水质的主要标准
2、雨水回用工艺流程
雨水收集回用的系统一般包括:收集、弃流、雨水处理和雨水回用。系统图如下图一:
图1雨水回收利用工艺流程图
屋面雨水经屋顶雨水斗和管道系统收集后,每个雨水斗可收集200㎡左右的雨水,三个雨水立管为一组接入一个自控截流井,每组自控截流井内设置一个WFF100型雨水过滤器,每个雨水过滤器约能接受500㎡左右的屋面雨水。弃流后的初期雨水进入市政管网,清洁雨水进入雨水回用系统。
3、水量计算
1)初期雨水弃流量计算
对于初期雨水,目前还没有统一、明确的定义。初期雨水到底是多少,不同研究的初始条件结果不同,实际发生的角度、降雨发生的季节及两场降雨之间的时间间隔等很多因素会影响初期雨水的水质,进而影响初期降雨厚度或持续时间。
假定前5min的降雨为屋面雨水的降雨量初期雨水水量。根据杭州市新暴雨强度公式计算
q=167×(57.694+53.476lgP)/(t+31.546)1.008
q——暴雨强度,(L/S·ha);
P——重现期(取2年);
t——屋面集雨时间(取5min);
计算的q=327L/S·ha
Q=ψ·F·q
Q——初期雨水流量(L/S);
ψ——屋面径流系数,取0.9;
F——汇水面积(ha);
经计算,1~4#号楼初期雨水流量约为39.5m³。该部分初期雨水经自动过滤器分流后,排入市政雨水管网。
2)雨水回用量计算
本项目绿化面积约为8767㎡,道路面积约3945㎡,绿地和道路浇洒用水量根据《室外给水设计规范》考虑1.5L/(m2/d)。将雨水处理后用于绿化和道路浇洒用水。
计算参数
(1)技术参数:
表2 雨水回用主要参数
(2)可收集雨水量:
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006),杭州市年均降雨量1431.2mm。
q为杭州每月平均降雨量;
Q1为每月降雨雨水量;
Q2为初期雨水量
Q3为可收集水量
表3 月均可收集雨水量表
(3)回用需水量Q3
绿化用水:绿化8767㎡,11月~次年4月按平均每四天浇灌一次,用水量按平均1.5L/m2.次,则每月用水量50.9 m3;5~10月按平均每天浇灌1次,用水量按平均1.5L/m2·次,则每月用水量203.6 m3。
道路浇洒用水:根据小区道路面积计算平均每月需用水量约为100 m3。
表4 月绿化和浇洒需水量表
按上表分析全年雨水回用需水量为4123m³。
根据理论分析,每月的降雨量均高于每月用水需求的总量,理论上可以满足常年绿化和道路浇洒用水的需求,但是,由于降雨条件不规律,极有可能碰到长时间干旱或长时间处于阴雨季节的可能,为了避免长时间不下雨,蓄水池内水量用完,需要增加补充水源。补充水源可通过小区生活水源备用供给。
4、雨水回用设施
1)截污井和弃流装置
以三个雨水立管为一组接入截流井,截流井内放置旋流过滤器。旋流过滤器是利用离心式原理过滤雨水,管道的内部设有一圆周滤网,雨水进入管道之后,通过离心力的作用,清洁雨水透过滤网进入集水管道,树叶等杂质则阻隔在滤网之内,通过另一个废水出流管接出,实现雨水的过滤。如下图 2:
图2 WFF100型旋流过滤器 图3 安全分流井
2)安全分流井
在安全分流井内增设安全超越管,将多余的雨水排入市政雨水管网。安全分流井内安装有自控截流装置,避免过量的雨水进入后续工艺。如图 3
3)蓄水池:
蓄水池采用清洁雨水和市政供水管双重供水。雨水进入蓄水池,蓄水池的蓄水量按照枯水期月用水量的50%考虑。负责小区绿化和道路浇洒用水存储,同时,需要考虑备用水源(市政供水管)的接入,以满足长时间不下雨时,绿化和道路的用水需求。
4)、消毒
收集处理后的雨水采用加氯消毒,设计在蓄水池前增加氯片投加器。
5、年节约用水量
本项目小区绿化面积约为8767㎡,道路面积约3945㎡,绿地和道路浇洒用水量根据《室外给水设计规范》考虑1.5L/(m2/d)。根据计算年总需水量为4123.2m³。本次设计绿化和道路浇洒用水量采用雨水回用直接供给,理论上,年节约自来水水量4123.2m³。
结束语
城市雨水是城市可利用水资源重要的一部分,我国雨水资源丰富,杂用水需求量较大,雨水利用的潜力巨大。就地充分利用雨水,采取各种有效措施提高雨水利用能力和效率,是传统水力发展的不可缺少的补充和延伸,是解决水资源危机的重要途径。因此,开展生态小区的雨水利用对构建环保节约型社会具有重大意义。
参考文献:
[1] 《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006).
[2] 《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)
[3] 中国建筑设计研究院. 建筑给水排水设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.
雨水回收利用方案范文5
关键词:地铁 降水工程 地下水 回收利用
中图分类号: [TU473.3] 文献标识码: A 文章编号:
0、概述
我国是全世界淡水资源严重缺乏的国家之一,城市水紧缺、水环境恶化。随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展,水资源的严重短缺已经成为我国近2/3城市发展的瓶颈。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理,已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理,控制水资源污染,从根本上解决我国水资源短缺问题,越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
1、城市水资源
几乎所有省会城市和沿海发达地区城市都缺水。究其原因,很多城市已不能再简单归结为资源型缺水或者水质型缺水,越来越多的城市在迅速发展中忽略了其环境承载能力,延续多年的生态平衡在不知不觉中被打破,形成了更为复杂的生态型缺水。目前,我国缺水城市数量的增幅大致与城市化进程保持一致。缺水对城市发展的影响是难以估量的。水资源决定着城市发展的快慢,甚至决定着城市的定位。陕西是全国缺水最严重的省份之一,关中地区的西安、宝鸡、咸阳、渭南、韩城经济带,人均水资源量不足全国平均水平的1/6。因此,水资源的循环利用对城市的发展至关重要。国外及国内发达城市对在水资源的循环利用方面已经为我们树立了榜样,如北京市在2008年制定了“北京市建设工程施工降水管理办法”,对建设工程降排地下水进行了严格的规定。
2、降水工程简介
在地下水位较高的地区开挖深基坑,由于含水层被切断,在压差作用下,地下水必然会不断地渗流入基坑,如不进行基坑降排水工作,将会造成基坑浸水,使现场施工条件变差,地基承载力下降,在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象,因此,为确保基坑施工安全,必须采取有效的降水和排水措施, 亦称降水工程。随着现在建筑的基坑范围和深度越来越大,降水的周期和地下水的抽取量也越来越大,比如,地铁车站主体基坑的深度一般为18m左右,施工的周期大约为1年,水位的降深以10m计,如果采用坑内降水,坑外止水,则需要抽排的地下水大约为3.6万立方,如果采用坑外降水,则需要抽排的地下水约为前者的3~5倍,如果是暗挖区间,沿区间两侧设置的降水井抽取的地下水量更是远远大于车站的排水量,如此大范围的降水,不仅给工程周边的建筑带来危害,而且改变了局部地区的地下水环境,更重要的是大量的地下水不加节制的排入到城市排水系统,造成了人为的巨大浪费。
3、限制地下工程降水及抽排水的利用
在北京市对地下工程的降水管理办法中就明确规定,地下工程首先应采取措施减少对地下水的降排,如果一定要采取降水的措施,降水方案要经过政府相关部门组织的鉴定,并且要申请降水指标,并且在降水过程中接受相关部门的监督。
相对于北京等城市,西安市目前对地下水的管理还没有相应的规定,因此地下工程的降水还处于无序的过程,在地铁工程这样大型的地下工程建设中,如何保护好水资源,减少水资源的浪费、合理的再利用降水资源是摆在地铁建设管理者面前的一个大问题。
我们在为城市水资源紧缺绞尽脑汁、大兴工程的时候,却忽略和冷淡了降水工程这个可以充分利用的天然地下水资源。目前,我市在地铁降水工程中抽排的地下水回收利用上存在的主要问题是理念上的差距。一方面政府对地铁降水工程地下水回收利用没有高度重视,没有摆在合适的位置去深入研究。另一方面相关部门没有把技术力量集中在地下水回收的研究和开发上,意识不强,整合不足,导致大量白花花的地下水被抽出,白白通过下水道排入城市排水管道。
保护和恢复水环境,修补生态环境意义重大而不可忽视。通过一些设施收集到一起,经过简单的过滤处理,就可以用来建设观赏水景、置换城区水系的水、浇灌小区内绿地、冲刷路面,将其合理利用。
上海、沈阳地铁修建时曾将地铁降水工程中抽排的地下水用于补充和置换城区水系的水,这其实也是一种值得我们借鉴的选择。
西安市作为一个缺水的城市,在借鉴北京上海等城市经验的基础上,应尽快建立对地下水循环利用的地方法规,对城市基础建设中抽排的地下水进行统一的管理,在工程设计上尽量采取措施减少对地下水的抽排,对必须进行地下水抽排的,要对排出的地下水进行有效的循环再利用。只有这样才能形成良性的发展,我们的城市才能可持续发展。
4、希望与建议:
地铁降水工程中抽排的地下水利用不仅是水利和城建系统的任务,它牵涉到许多部门。如何有效地进行合理的开发和利用是一个相当复杂又必须处理好的技术和政策问题。地铁降水工程中抽排的地下水利用要从开发资源、生态补偿与城市可持续发展的高度加以重视,给予政策法规的支持。同时要借鉴一些地铁降水工程中抽排的地下水成功范例,吸收他们的经验。
为了实现城市水资源的可持续利用,使雨水利用资源化,促进我国城市雨水利用的快速有效的发展。因此,提出如下建议:
①制定相应的地铁降水工程回收利用的政策。根据目前我市城市地铁规划和建设中忽视降水工程回收设计与应用的实际问题,为更合理、充分地利用地下水资源、缓解城市水资源严重紧缺,改善生态环境,实现水资源的可持续利用。
②引导和加强地铁降水工程回收利用的科学研究,改变科研滞后的局面,以满足地铁降水工程回收的客观需求。
③加强地铁降水工程回收利用的监督管理。地铁降水工程回收利用涉及地质、水利、城市建设等问题,具体实施需要城市建设规划、市政管理、环境保护等多部门进行合作。要建立机制,制定规划,对各项工程实施到位的管理与监督。
5、结束语
城市基础工程的建设和地下水的抽排在一定的时间内还会长期存在,如何有效的对地下水的抽排进行控制和管理,是对城市管理者智慧的考验。相信随着对地下水资源认识的提高,配合出台相应的管理法规,我们一定能够在城市地下水的控制和回收利用方面做到使城市可持续发展,能够做到城市让生活更美好。
文献参考:
【1】绿色施工导则.建筑部,2007
【2】徐航,何品晶,宗兵年.《城市雨水的“防洪、减污、回用”系统》.中国给水排水.2001年02期.
【3】付婉霞,曾雪华.建筑节水的技术对策分析[J].给水排水,2003,29(2):47-53
雨水回收利用方案范文6
关键词:改建工程 关键技术 基层病害处治 路面再生回收
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(a)-0086-04
随着全国高速公路路网的持续完善,原有高速公路尤其是沥青路面随着使用时间的延续,使用性能和承载能力不断降低,超过设计使用年限后便不能满足正常行车交通的要求,需要补强或改建,可以预计今后高速公路的改建任务越来越成为重中之重。
在沥青路面改建前,由于路面基层病害不确定性且按照现有的规范指标很难去判断是否需要处治基层,因此基层病害诊断分析以及基层的处治技术成为沥青路面改建的关键所在。另外,交通部的《交通运输“十二五”发展规划》中,已经明确提出要加快建立以低碳为特征的交通运输体系,强化节能减排,集约节约利用资源,促进资源循环利用,加强生态和环境保护,实现交通运输绿色发展[1]。因此这些要求道路工作者在进行改建时将绿色低碳环保的要求作为必须考虑的因素,路面再生技术也成为路面改建的关键技术之一。
本文以海南某高速公路路面改造工程为依托,详细阐述了基层病害诊断分析及判别依据、基层处治技术方案以及沥青面层回收利用方案三种关键技术。综合考虑海南地区气候特点,提出了三种关键技术地域性实施具体措施,同时对实践情况和改建的效果进行评价,以供今后类似工程作为参考。
1 基层病害诊断分析
1.1 原路面情况
项目全长99.715 km,修建于1996年,1998年通车。修建时路面面层为两层,路面结构层总厚度为60 cm,总体上原路面结构形式为4 cm中粒式沥青混凝土+6 cm粗粒式沥青混凝土+30 cm水泥稳定碎石+20 cm 级配碎石+土基。
从病害类型来看,改建前路面主要是网裂、块裂伴随唧浆,整体路面破损状况较为严重,按现行规范评价,项目路段整体路况处于较差的使用状态,超过50%的路段PCI评价为次、差。从弯沉评价来看,全路段单幅67 km路段评价为中及以下,最大单点弯沉99.9(0.01 mm),公里段最大代表弯沉达到87.4(0.01 mm)。
1.2 基层病害诊断分析
通过对原路面调查,针对其主要病害类型,调查方案以破损、弯沉、取芯检测和室内试验为主。为了判断面层以下基层以及土基的情况,引入FWD弯沉盆数据进行评价,同时辅助通过路面取芯等手段进行验证。
FWD弯沉盆数据中包含了路面各结构层状况的丰富信息,可以通过弯沉盆的几何特性来表征路基、路面结构层的强度和承载能力。同时利用模量反算软件可以反算出各结构层的模量,对结构层强度进行直观的评价。国内外的相关研究指出,不同位置传感器之间弯沉值差与沥青路面各结构层模量之间有很好的相关性,因此可以通过独立的弯沉盆参数来表征各结构层的强度情况。本次采用的FWD落锤式弯沉仪7个标准化传感器分别被设置在距离承载盘中心预设的半径处(半径距离为0.0 m,0.2 m,0.3 m,0.45 m,0.6 m,0.9 m和1.2 m)。图1说明了不同路面层对弯沉参数的影响。
(1)中心弯沉(d0)指示路面整体反应情况。
(2)弯沉参数(d0-d200)指示沥青层的反应情况。
(d200=在0.2 m半径处的弯沉)
(3)弯沉参数(d200-d600)指示基层的反应情况。
(d600=在0.6 m半径处的弯沉)
(4)弯沉参数(d600-d1200)指示底基层的反应情况。
(d1200=在1.2 m半径处的弯沉)
(5)最外部弯沉(d1200)指示土基层的反应情况(见图1)。
通过路面破损指数、路面结构强度、FWD模量反算以及取芯情况可以得到以下几点。
(1)从弯沉与破损之间的相关性来看,PCI与PSSI具有较好的相关性,即病害的产生与原路面整体强度较低有很大的关系。(见图2)
(2)FWD弯沉参数D20-D60指标与基层的松散之间存在较为明显的门槛值,当D20-D60大于16时,基层发生松散的概率大大增加(如图3)。因此可以通过D20-D60指标进行基层松散的判定标准。
(3)当代表弯沉大于50时,土基的含水量在25%~45%之间(如图4),基本接近软土的标准,因此可以认为代表弯沉大于50时,其土基状况基本处于较差的状态,需要对土基进行处治后方能使用。
1.3 基层处治判别
通过评价分析,最终选取PSSI、PCI以及D20-D60三个指标组成本项目的评价指标体系,并通过钻取芯样、土基含水量等现场试验进行了验证,确定各指标的阀值。最终确定的路段划分采取以下指标,如下表1所示。
通过以上指标确定的处治路段,在施工实施期间,基本符合预判结果,应用效果良好。说明通过PSSI、PCI及D20-D60三个指标确定大修路段方案是合适的。
2 基层处治技术
海南地区沥青路面改建基层处治时主要考虑的因素有如下几点:(1)由于原路面营运时间较长,基层强度和结构基本趋于稳定,因此在彻底处理原路面病害的同时,尽可能少对基层进行深开挖。(2)海南多雨的气候特点不适合基层深开挖后处于浸泡状态。(3)海南总体高速公路路网并不发达,改建期间整体交通压力会很大,因此要求基层处治时间不能过长,且处治的方案有利于施工组织计划安排。(4)必须综合考虑各种路面再生技术的组合以达到旧路材料的100%循环利用的目的,实现节能环保效益。
根据上述因素,结合基层处治判别依据,对基层处治采取以下三种方案。
(1)对80
(2)对53
水泥就地冷再生一方面解决基层破损问题,改善路面整体强度,另一方面充分利用原水稳基层材料,避免老路开挖浪费,节省施工时间。
本项目中使用了现阶段两种应用成熟的就地冷再生机Wirgten WR2500S和WR4200,其中WR2500S最大工作宽度为3.0 m,对半幅路段需要进行3次,再生最大深度为50 cm;WR4200最大工作宽度达4.2 m,半幅路段再生需要2次,再生最大深度为20 cm。每天再生路段长度基本在500 m半幅,再生时仅封闭再生车道,另外车道施工车辆甚至社会车辆可顺利通行,因此对整体的交通组织影响并不大,适合大修改造工程。
水泥就地冷再生对改善原基层顶面外观作用明显,可消除了原基层顶面裂缝;且对原路面基层顶面强度改善作用明显,本项目中代表弯沉由改造前的150(0.01 mm)左右降低至50(0.01 mm)左右,平均弯沉由改造前的90(0.01 mm)左右降低至30(0.01 mm)左右。(如图5)。但值得注意的是,再生后强度均匀性一般,其强度纵向变异系数在30%左右,主要受原路面基层变异性和再生离析有关。
(3)对PSSI
3 沥青面层回收利用技术
对于老路沥青面层铣刨料,采用厂拌冷再生的方式,作为新路的下面层,无论是使用比例还是使用层位上都可以最大程度的利用旧路材料。同时考虑到项目路所在地属于多雨地区,为避免养生期过长影响工期,采用泡沫沥青厂拌冷再生的方式处理沥青面层废料无疑是最合适的方案之一[3]。
通过室内配合比试验表明,本项目使用的SK70#沥青的适宜发泡温度为165 ℃,发泡用水量为3.5%,膨胀率和半衰期满足规范要求。矿料配比为RAP∶新集料∶水泥=80%∶18.5%∶1.5%,泡沫沥青的用量为2.5%、含水量为5.3%(泡沫沥青和水均为外掺)。所设计的冷再生混合料15 ℃浸水劈裂强度为0.66 MPa,强度满足JTG F41-2008规定的15℃劈裂强度不小于0.5 MPa强度指标[4]。
图6显示的是泡沫沥青冷再生混合料的设计级配,可以看出以下几点。
(1)泡沫沥青冷再生混合料的颗粒大多集中在5~10 mm之间,细料和粗料都比较缺乏,由于新集料的添加比例有限,一般情况下不会对原级配造成很大影响。
(2)多个工程出现0.075 mm以下颗粒含量不足的现象[5][6],但是并未影响到泡沫沥青冷再生混合料的性能,因此对于规范中0.075 mm颗粒含量的限制,施工过程中可适当放宽。
图7是泡沫沥青厂拌冷再生现场施工的情况,该技术施工质量控制关键在于压实[7][8],经过充分压实的泡沫沥青混合料取芯已经非常接近热拌沥青混合料,如图8。
泡沫沥青厂拌冷再生养生期短一直是它的优势之一。本项目正常施工情况下,2~3天能够取出较为完整的芯样,并不会影响某个断面的施工进度,因此非常适合改建工程。考虑到海南地区雨水比较多,且即时雷雨比较多,因此本项目也采用薄膜覆盖、封层以及自然养生的方式进行养生比较,在养生3天后对不同方案进行取芯,基本都能取出完整的芯样,同时不同方案之间的芯样完整程度并没有显著差异。从现场情况来看,在高温下碾压完成后的泡沫沥青冷再生表面在几小时内就已经变干发白,说明泡沫沥青在很短的时间内就开始成型。因此在高温多雨地区并不存在泡沫沥青冷再生养生困难的问题,只要保证施工过程中避开雨水,在施工完成后数小时后即可以通过撒布封层的方式进行进一步的封水,同时也不会延长强度形成的时间。
4 结语
(1)沥青路面改建关键技术有如何判断面层以下的基层以及土基的情况、基层病害处治以及原沥青路面再生回收利用三方面。
(2)通过对原路面破损调查、FWD弯沉盆检测及路面取芯等综合指标确定基层处治原则,当D20-D60大于16时,基层发生松散的概率大大增加,则需要对基层进行处治;当代表弯沉大于50时,土基的含水量在25%~45%之间,需要对土基进行处治。
(3)针对海南区域气候特点、路网分布以及改建路面的施工条件,对基层的处治尽量做到少深开挖,可以采取洒布水泥净浆、水泥就地冷再生来解决基层破损状况。
(4)对于原沥青面层铣刨料,采用泡沫沥青厂拌冷再生的方式作为新路的下面层,无论是使用比例还是使用层位上都可以最大程度的利用旧路材料。海南地区高温多雨,泡沫沥青养生不存在问题,只要保证施工过程中避开雨水,在施工完成后数小时后即可以通过撒布封层的方式进行进一步的封水,不会延长强度形成的时间,一般2~3天就可以进行下一道工序,非常适合改建路面工程。
参考文献
[1] 交通部.交通运输“十二五”发展规划[S].2011.
[2] 舒森.水泥稳定就地冷再生基层应用技术研究[D].长安大学硕士学位论文.
[3] JTJ F41-2008,公路沥青路面再生技术规范[S].2008.
[4] 拾方治,孙大权,罗芳艳,等.泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究[J].公路,2004,49(5):132—146.
[5] 徐金枝,崔文社,郝培文,等.泡沫沥青厂拌冷再生技术在高速公路中的应用[J].武汉理工大学学报,2006,28(9):52-55.
[6] 拾方治,马卫民.沥青路面再生技术手册[M].北京:人民交通出版社,2006.