CN107916708A - 一种雨洪资源利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨洪资源利用方法，包括：城市雨水利用模式和农村雨水利用模式；所述城市雨水利用模式对城市开发建设区域内的下切绿地、渗透性地面增深设施、地下集水设施降水所产生的径流采取集、蓄、渗后。用于家庭、绿地、洗车、生态非饮用水利用；所述农村雨水利用模式通过平原坑塘、水池、水窖、塘坝、谷坊对雨水资源进行性收集、储蓄，用于农业灌溉、农村生活或增补地下水。本发明增加了地表水利用量，科学拦蓄、调度洪水资源，可直接将洪水资源转变为可资利用的地表水资源量；可增加雨洪资源挖潜量共计19.1亿m³，对支撑和保障国民经济和社会的可持续发展具有重要的意义。

Description

一种雨洪资源利用方法

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，尤其涉及一种雨洪资源利用方法。

背景技术

目前，水资源总量不足，且年际年内分布不均，利用难度较大，水资源供需矛盾突出，在实施一系列开源、节流措施及南水北调工程通水后，至远期水平年(2030年)，可实现水资源供需基本平衡，但供水结构中对外来水源(黄河水、长江水)依赖性增加，外来水源占总供水量的30％左右。部分地区汛期降水量占全年3/4左右，汛期天然径流量占全年的4/5，然而，大量汛期洪水却得不到充分利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雨洪资源利用方法，旨在解决雨水资源得不到充分利用的问题。

本发明是这样实现的，一种雨洪资源利用方法，所述雨洪资源利用方法包括：城市雨水利用模式和农村雨水利用模式；

所述城市雨水利用模式对城市开发建设区域内的下切绿地、渗透性地面增深设施、地下集水设施降水所产生的径流采取集、蓄、渗后，用于家庭、绿地、洗车、生态非饮用水利用；

所述农村雨水利用模式通过平原坑塘、水池、水窖、塘坝、谷坊对雨水资源进行性收集、储蓄，用于农业灌溉、农村生活或增补地下水。

进一步，所述城市雨水利用模式具体包括：

下切绿地，绿地下切5～10cm使周围地面的地表径流流人绿地下渗；

渗透性地面等增深设施，具体包括：渗透性地面通常由铺装面层、垫层和基层部分组成；面层和垫层又称为铺装层；下部垫层有孔隙率；基层为密实的土壤；面层材料有透水砖、草坪砖、透水沥青、透水混凝土；渗水管沟采用透水性管道将雨水引入沟槽内；渗水井深度可比管沟深；

地下集水设施建设，具体包括：在小区、公园、广场的地下建设地下水窖，收集拦蓄利用屋顶、道路、庭院、广场的雨水，用来灌溉绿地、冲厕所、洗车、喷洒路面、城市湖泊洼地景观补水。

进一步，所述渗透性地面铺装在人行道、庭院、广场、停车场、自行车道和小区内的机动车道。

进一步，所述城市雨水利用模式的城市雨水利用的水质控制，具体包括：

在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋或设计浮渣隔离、沉淀截污井或绿地缓冲；

在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地。

进一步，所述农村雨水利用模式具体包括：

平原坑塘，包括村边湾坑、筑路取土坑、废弃窑坑、涝洼地；

水池，在山坡、田间地头修建的蓄水设施，用于收集坡地降水径流，进行农业灌溉；

水窖，是一种地下埋藏式蓄水工程；在土质地区的水窖多为圆形断面，为圆柱形、瓶形、烧杯形、坛形；岩石地区水窖为矩形宽浅式，多采用浆砌石砌筑。根据形状和防渗材料，水窖形式可分为：粘土水窖、水泥砂浆薄壁水窖、混凝土盖碗水窖、砌砖拱顶薄壁水泥砂浆水窖；

塘坝，用于拦截和储存雨水径流的挡水坝；

谷坊，用土、石、混凝土修筑的低于5m的拦沙坝，防止沟底下切，同时有涵养水分，维持生态的作用。

本发明提供的雨洪资源利用方法可分为城市雨水利用模式和农村雨水利用模式。城市雨水利用主要采取集、蓄、渗、用措施，积极利用雨水进行家庭、绿地、洗车、生态等非饮用水的利用。农村利用平原坑塘、水池、水窖、塘坝、谷坊进行雨水的集蓄或下渗，来满足农村生活、农业灌溉、改善生态的要求。本发明采取多种雨洪资源利用措施，将部分雨洪资源转化为可利用的水资源，适时适地提供了维持流域和城市经济社会发展及生态环境良性循环所需的水量。本发明在水资源供需矛盾日益紧张情况下，最大限度地发挥雨洪资源利用潜力，把防洪与减灾，除害与兴利有效地结合起来，对流域水资源可持续利用具有重要的现实意义。雨洪资源不仅可以增加地表水供水量，缓解水资源供需紧张状况，而且具有很大的环境效益，如回补地下水、湿地与洼淀蓄水、改善河流水质、冲刷河道水库泥沙、为平原三角洲地区输送养分等。

本发明增加了地表水利用量，科学拦蓄、调度洪水资源，可直接将洪水资源转变为可资利用的地表水资源量。通过采取一系列雨洪资源利用措施，如通过采取基于天气、洪水预报的水库动态水位调整和蓄水闸科学调蓄，建设地下水库，实施地表-地下水的联合调度，河系沟通调蓄洪水、城市雨水利用、跨流域调配洪水等措施，可增加雨洪资源挖潜量共计19.1亿m³，增加的供水量对缓解水资源供需紧张状况，支撑和保障国民经济和社会的可持续发展具有重要的意义。回补了地下水，通过地表水、地下水的联合调蓄，利用河道、坑塘、洼淀、地下水库蓄渗工程等积极调蓄、引渗地表洪水资源，蓄渗补充地下水，可以恢复超采区地下水位，使地下水开采达到多年平均下的采补平衡；通过地下水库科学引蓄地表洪水径流补充地下水，减少了入海和出境径流。平均可新增雨洪资源利用量总共约2.71亿m³。地下水总开采量的增加可给生产、生活和生态带来巨大效益。对湿地及自然保护区提供生态补水水源，湿地与坑塘洼淀不仅可以蓄滞洪水，回补地下水，而且可以改善湿地、坑塘洼淀的生态，充分实现洪水资源的生态效益，通过实施雨洪资源利用，可向湿地提供生态补水水源，利用雨洪资源多年平均可提供湿地生态补水水源为6.5亿m³，将极大的改善湿地生存状态，维持湿地良好的生态平衡。改善了河流水质：科学合理利用洪水资源可以有效改善河流水质。由于人口的增加和经济的快速发展，目前多数河流的水质状况较差，尤其是河流的中下游河段，途径人口密集，经济较发达地区，河流水质基本都在IV类水以下；洪水资源的冲沙作用和冲污作用相似，科学利用涨洪期洪水进行水库和河道的排沙冲沙调度，实现洪水的冲沙效益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的城市雨水利用方法示意图。

图2是本发明实施例提供的农村雨水利用方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明实施例提供的雨洪资源利用方法，包括：

对城市开发建设区域内的下切绿地、渗透性地面增深设施、地下集水设施降水所产生的径流，采取集、蓄、渗后，用于家庭、绿地、洗车、生态非饮用水利用的城市雨水利用方法；

通过平原坑塘、水池、水窖、塘坝、谷坊对雨水资源进行性收集、储蓄，用于农业灌溉、农村生活或增补地下水的农村雨水利用方法。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述

1.雨水利用模式

根据城市和农村的不同特点，雨水利用可分为城市雨水利用模式和农村雨水利用模式。城市雨水利用主要采取集、蓄、渗、用等措施，积极利用雨水进行家庭、绿地、洗车、生态等非饮用水的利用。农村应积极利用平原坑塘、水池(水柜)、水窖、塘坝、谷坊等进行雨水的集蓄或下渗，来满足农村生活、农业灌溉、改善生态的要求。

如图1所示，1.1城市雨水利用

城市作为流域中的特殊下垫面斑块，供用水体系和水资源特性具有特殊性，城市的雨水利用模式应作为单独体系进行分析。

城市雨水利用是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面降水所产生的径流，采取相应的集、蓄、渗、用、调等措施，以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的，是寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。城市雨水资源利用模式示意图如图1所示。

1).下切绿地

下切绿地就是将绿地低于周围地面适当深度，使周围地面的地表径流流人绿地下渗。当绿地下切5～10cm时，能够消纳自身和相同面积不透水地面流入的雨水，使5年一遇日降雨无径流外排。

2).渗透性地面等增深设施

渗透性地面能够较快地下渗雨水、使地表不积水或少积水。渗透性地面通常由铺装面层、垫层和基层部分组成；面层和垫层又统称为铺装层。降雨先下到面层，因此要求面层有很强的透水性，能够使可能发生的所有强度的降雨很快入渗到下层，下部垫层除了应当有较大的渗透能力外，还应当有较大的孔隙率，以便滞蓄渗人的雨水。基层通常为密实的土壤，有较强的承载能力，但也有一定的下渗能力，可使暂时滞留在铺装层的雨水逐渐的渗入地下。所采用的面层材料有透水砖、草坪砖、透水沥青、透水混凝土等。透水砖是一种压制的无砂混凝土砌块，有很多连通的空隙，能很快地渗透雨水，是效果最好的一种透水面层材料。渗透性地面通常铺装在人行道、庭院、广场、停车场、自行车道和小区内车流量较小的机动车道。

其它增渗设施有渗水管沟、渗水井、回灌井等，渗水管沟是在地下浅层建设的能够暂时滞留雨水和下渗雨水的沟槽，一般采用透水性管道将雨水引入沟槽内，属于条状或带状渗水设施。渗水井是一种点状增渗设施，深度可比管沟深一些，雨水主要通过渗井底部渗入地下。回灌井的深度更深，底部通常与较大的粗砂或砂砾层接触，渗水能力更强。

3).地下集水设施建设

地下集水设施主要是在小区、公园、广场等地下建设地下水窖，收集拦蓄利用屋顶、道路、庭院、广场等的雨水，经适当处理，可以用来灌溉绿地、冲厕所、洗车、喷洒路面、城市湖泊洼地景观补水等。这种方法能够使雨水得到充分利用，减少自来水的用量，既减少了雨水排放量，又增加可利用水资源。

城市雨水资源的利用除了以上工程措施的利用外，还应有相关的非工程措施来保障雨水资源利用的实施。如制定雨洪利用的法规和技术规范，规定新建小区，无论是工业、商业、还是居民小区，均要设计雨洪利用设施。同时，尽快制定城市雨洪利用方面的规划、设计、施工、运行等配套技术标准。雨洪利用是一项系统工程，涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题，具体实施时需与城市建设、市政管理、节水、建筑设计、环保和园林等许多部门通力合作。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经济问题。

4).城市雨水利用的水质控制

城市收集来的雨水并非是纯净的水，雨水水质控制是现代城市雨水利用不可忽视的问题。影响雨水质量的原因主要有以下几个方面：

(1)由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。城市的大气污染日趋严重，致使雨水水质下降，不少城市出现酸雨。从部分城市降雨水质分析结果看，天然雨水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。

(2)路面材料的影响和在非降雨期路面上积累的大气沉降物。路面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等，其成分复杂，随机性很大。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。

为了有效控制雨水的水质，必须采取一些措施，如；路面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等等。

为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。

除了上述源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。

如图2所示，2.农村雨水利用

农村雨水资源应主要通过平原坑塘、水池(水柜)、水窖、塘坝、谷坊等对雨水资源进行性收集、储蓄和利用，主要用途包括农业灌溉、农村生活或增补地下水以利于水土保持。农村雨水利用示意图见图2。

1)农村雨水利用工程

(1)平原坑塘

平原坑塘主要包括村边湾坑、筑路取土坑、废弃窑坑、涝洼地等。积极利用平原坑塘集蓄雨水，不仅可用于农业灌溉，且利于地下水的补给和坑塘生态的恢复。

(2)水池(水柜)

水池(水柜)是在山坡、田间地头修建的蓄水设施，主要用于收集坡地降水径流，用于农业灌溉。水池(水柜)对于农业的保苗增收具有重要作用。

(3)水窖

水窖是一种地下埋藏式蓄水工程。在雨水集蓄利用工程，水窖是采用得十分普遍的蓄水工程形式之一，在土质地区和岩石地区都有应用。在土质地区的水窖多为圆形断面，可分为圆柱形、瓶形、烧杯形、坛形等，其防渗材料可采用水泥砂浆抹面、粘土或现浇混凝土；岩石地区水窖一般为矩形宽浅式，多采用浆砌石砌筑。根据形状和防渗材料，水窖形式可分为：粘土水窖、水泥砂浆薄壁水窖、混凝土盖碗水窖、砌砖拱顶薄壁水泥砂浆水窖等，主要根据当地土质、建筑材料、用途等条件选择。

(4)塘坝

塘坝一般指拦截和贮存当地地表径流的蓄水量不足10万m³的蓄水设施，存在用于拦截和储存雨水径流的挡水坝。

(5)谷坊

谷坊是用不同材料(土、石、混凝土等)修筑的低于5m的拦沙坝，主要作用在于防止沟底下切，同时有涵养水分，维持生态的作用。谷坊是水土流失地区的山沟治理工程之一。

本发明为当地人畜饮水和农业灌溉用水提供了保障，提高了农业抗旱能力，有力地促进了当地农业结构的调整和社会经济的可持续发展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种雨洪资源利用方法，其特征在于，所述雨洪资源利用方法包括：城市雨水利用模式和农村雨水利用模式；

所述城市雨水利用模式对城市开发建设区域内的下切绿地、渗透性地面增深设施、地下集水设施降水所产生的径流采取集、蓄、渗后，用于家庭、绿地、洗车、生态非饮用水利用；

所述农村雨水利用模式通过平原坑塘、水池、水窖、塘坝、谷坊对雨水资源进行性收集、储蓄，用于农业灌溉、农村生活或增补地下水。

2.如权利要求1所述的雨洪资源利用方法，其特征在于，所述城市雨水利用模式具体包括：

下切绿地，绿地下切5～10cm使周围地面的地表径流流人绿地下渗；

渗透性地面等增深设施，具体包括：渗透性地面通常由铺装面层、垫层和基层部分组成；面层和垫层又称为铺装层；下部垫层有孔隙率；基层为密实的土壤；面层材料有透水砖、草坪砖、透水沥青、透水混凝土；渗水管沟采用透水性管道将雨水引入沟槽内；渗水井深度可比管沟深；

地下集水设施建设，具体包括：在小区、公园、广场的地下建设地下水窖，收集拦蓄利用屋顶、道路、庭院、广场的雨水，用来灌溉绿地、冲厕所、洗车、喷洒路面、城市湖泊洼地景观补水。

3.如权利要求2所述的雨洪资源利用方法，其特征在于，所述渗透性地面铺装在人行道、庭院、广场、停车场、自行车道和小区内的机动车道。

4.如权利要求1所述的雨洪资源利用方法，其特征在于，所述城市雨水利用模式的城市雨水利用的水质控制，具体包括：

在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋或设计浮渣隔离、沉淀截污井或绿地缓冲；

在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地。

5.如权利要求1所述的雨洪资源利用方法，其特征在于，所述农村雨水利用模式具体包括：

平原坑塘，包括村边湾坑、筑路取土坑、废弃窑坑、涝洼地；

水池，在山坡、田间地头修建的蓄水设施，用于收集坡地降水径流，进行农业灌溉；

水窖，是一种地下埋藏式蓄水工程；在土质地区的水窖多为圆形断面，为圆柱形、瓶形、烧杯形、坛形；岩石地区水窖为矩形宽浅式，多采用浆砌石砌筑；根据形状和防渗材料，水窖形式可分为：粘土水窖、水泥砂浆薄壁水窖、混凝土盖碗水窖、砌砖拱顶薄壁水泥砂浆水窖；

塘坝，用于拦截和储存雨水径流的挡水坝；

谷坊，用土、石、混凝土修筑的低于5m的拦沙坝，防止沟底下切，同时有涵养水分，维持生态的作用。