水资源可持续发展和雨水集蓄利用

人类进入 2 1世纪之际 ,水资源紧缺已成为全球性的问题。第二届全球水论坛提出 2 1世纪要实现人类的安全供水。到 2 0 2 5年要解决 31亿人的供水基本需求。任务十分艰巨。我国西北、华北和西南地区的缺水山区 ,地面水和地下水严重缺乏 (或季节性缺乏 )。这里山大沟深 ,引水困难 ,农业生产靠天吃饭 ,水平低下 ,居民饮用水长期没有保障 ,供水和粮食都缺乏安全性 ,是我国贫困最集中的地方。水是促进当地可持续发展的关键因素 ,而雨水是最有潜力的资源。近两个世纪以来的实践证明 ,雨水集蓄利用成功地为山区居民提供了可靠的生活和作物补充灌溉用水 ,在缺水山区的特定条件下是一项不可替代的措施。它具有分散解决、利用就地资源、采用适用技术、低投入 ,有利于社区和群众参与等特点 ,是符合可持续原则的综合发展模式。雨水集蓄利用的迅速发展已经对水资源学科提出了一系列新课题 ,将成为水资源科学新的生长点     

北京某学校雨水利用设计

以北京市某中学为例,介绍一种学校雨水利用的方法。根据校区水量平衡计算结果,对利用校园内汇集的雨水作为冲厕、绿化和景观用水等进行设计;采取相应的技术措施,对雨水径流的污染进行控制,保障所利用雨水的水质达到要求,并采用生态净化的方式,使学校景观水体循环起来。虽然雨水利用工程投资较高,但其社会和环境效益显著。     

有机磷灭蚊剂投放浓度和时间对水体总磷的影响

为分析新型低毒有机磷杀虫剂“1%双硫磷颗粒”投放对河道水质的影响,设置不同药剂投放浓度和不同反应时间的室内试验,以TP、NH₃-N及S^2-为目标因子,分析该药剂投放后水体污染物浓度。结果表明:不同试验组水样中S^2-质量浓度均小于0.02 mg/L,NH₃-N质量浓度处于0.029~0.036 mg/L之间,均达到地表水Ⅰ类标准;不同浓度药剂投放1 h后,水体TP质量浓度已达到稳定状态,且在60 h内均保持稳定,药剂投加量与水体TP质量浓度呈显著正相关(R²=0.85);不同处理组的药剂在水体中的TP释放量无明显差异,均在1.06~1.30 mg/g之间。“1%双硫磷颗粒”推荐适宜投放量不会使河道水质恶化到劣Ⅴ类,但增加药剂投放量会增加水体TP污染及富营养化风险。     

铜在雨水中的腐蚀行为电化学研究

采用电化学动电位扫描和交流阻抗研究了铜在模拟斯 德哥尔摩雨水中的腐蚀行为.铜表面存在少量腐蚀产物时，铜在雨水中的腐蚀主要由电化学 机制控制；随着腐蚀产物在铜表面的大量生成和沉积，存在腐蚀产物的区域和不存在腐蚀产 物的区域，形成了电偶腐蚀电池，腐蚀产物区为阴极.     

北京市雨水收集利用蓄水池容积计算与分析

基于北京市1984—2013年的日降雨资料,以北京林业大学林业楼及其周边绿地为研究区,设置3种用水情景(冲厕、绿地灌溉及冲厕+绿地灌溉),采用连续模拟法,分别绘制3种用水情景下雨水收集利用工程的雨水截留率、自来水替代率、供水保证率以及效益费用比变化曲线,并通过综合分析这些曲线的变化特征确定雨水蓄水池最佳设计容积(60~82 m3)。同时采用设计暴雨法计算1~5年不同重现期的蓄水池设计容积(77~248 m3)。结果表明,连续模拟法计算过程相对复杂,但可用于综合衡量雨水收集利用工程的雨洪管理效益,以及缓解水资源短缺效益、供水可靠性及经济可行性分析。     

雨水泵站水泵机组启停优化

为解决雨水泵站运行过程中存在的水泵频繁启停问题,提出一种水泵机组启停优化方法.该方法通过分析泵站的设计参数和水泵机组运行原理,建立启泵水位优化模型,并运用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)对模型求解,最终得到水泵机组的最优启泵水位.通过实例将优化方法与传统的人工调试方法进行对比,验证了其可行性.研究结果表明:采用优化方法得到的启泵水位可使机组启停次数达到最小,实现了较好的水泵启停效果.同时优化方法也避免了复杂的人工调试过程,得出的优化结果为雨水泵站启泵水位的选取提供参考.     

雨水径流颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响

通过雨水径流水质的实地检测,分析了雨水径流中颗粒物粒径分布规律;采用室内试验模拟了雨水径流引起的陶瓷透水砖堵塞过程,系统研究了雨水径流中颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响。结果表明:雨水径流中的颗粒物绝大部分平均粒径小于50 μm;陶瓷透水砖堵塞机制主要是粒径 20~<50 μm的颗粒物引起的表面堵塞,砖表面截留的颗粒物质量约占总截留颗粒物质量的75%;陶瓷透水砖表面截留颗粒物的粒径范围与砖表面孔径范围并不一致,主要是因为陶瓷透水砖截留的颗粒物在其表面形成的“类滤膜”的筛滤截留作用。建议合理减小陶瓷透水砖小于50 μm范围的孔径占比,以提高人工清扫恢复陶瓷透水砖透水性能的效率。     

城市雨水径流多填料优化组合快速渗蓄试验研究

通过雨水径流渗蓄处理系统的填料筛选及多填料分层组合渗蓄处理径流的效能试验,分析了陶粒、稀土瓷砂、沸石、石英砂对城市雨水径流主要污染物COD及重金属Pb、Zn的吸附性能,研究了多填料优化组合快速渗蓄系统对径流污染物的处理效能。结果表明:陶粒、稀土瓷砂、沸石较石英砂具有更好的径流有机物及重金属污染物的吸附、离子交换等性能。将陶粒、稀土瓷砂、沸石组合作为径流渗蓄池的填料,3种填料各填装一层,每层厚度均为30 cm,则自上而下填料不同的填装组合方式,会导致径流渗蓄处理的效果有明显差异。渗蓄池填料自上而下的最佳分层组合为陶粒-稀土瓷砂-沸石,此时,径流COD、SS的渗蓄去除率分别高达94.82%、97.82%,对Pb、Zn的去除效率分别达到81.05%、75.64%,处理出水的COD约为50mg/L、SS约为25 mg/L、Pb、Zn浓度均约为0.13mg/L。对城市雨水径流的处理,该多填料优化组合快速渗蓄池较传统石英砂快滤池更高效。     

青岛市生态居住区雨水综合利用

通过对于青岛市某居民小区两次典型降雨后形成径流雨水中的COD、SS、NH3-N和TP的分析,发现在初雨期2mm产生的径流中,4项污染物指标的污染程度最大,应舍弃不用;初雨期后可通过清浊分流方法在居民小区内对雨水进行回收利用。通过对居民区的年杂用水量与可收集雨水量的比较,上游汇水量可以满足区内的用水需求,雨水综合利用方案实施后可节约自来水2万t/a以上,具有良好的社会效益和经济效益。     

生态雨水设施的污染物积累效应及风险研究进展

对植被浅沟、雨水花园及雨水塘3种具有代表性的生态雨水设施应用于径流中有机质、颗粒物、重金属等污染物控制时,污染物在设施内的积累特性进行了归纳总结,分析了设施长期运行时面临的污染风险,提出了这3种生态雨水设施运行管理与维护的建议:植被浅沟运行寿命应结合我国道路雨水径流水质综合确定,超期运行的植被浅沟应对表层5cm种植土进行更换;雨水花园表层介质重金属含量较高时,可更换0~10 cm深度范围内的种植土,为减少表层磷溶出量,可在表层覆盖树皮以加强对磷的吸附;雨水塘中沉积物的清理周期应按功能区分类确定,对于沉积物中多环芳烃含量较高的干塘应酌情增加清理次数。