Categories: 建设环境

雨水收集

雨水收集是雨水的积累和储存,可在现场重复使用,而不是让雨水流失。 雨水可以从河流或屋顶收集,并且在许多地方,收集的水被重定向到深坑(井,井或钻孔),渗透的水库,或者用网或其他工具从露水或雾中收集。 其用途包括用于花园,牲畜,灌溉,家庭使用和适当处理的水,房屋的室内供暖等。收获的水还可以用作饮用水,长期储存,以及用于其他目的,例如地下水补给。

雨水收集是通常由用户资助的家庭中最简单和最古老的自给水方法之一。

形式和功能
收集器的形状和功能可以非常不同,由金属或塑料制成。
最古老的建筑和最着名的工作方法是雨水翻板。 下水管的直径的半圆形适应细长的“金属板”,其在铰接的两个水平连接点处安装在下水管中。 关闭时,雨水在挡板内部不受阻碍地运行。 通过展开一个翼片拧入下水管并引导雨水从下水管流出或流出; ž。 B.在一个凸起的雨桶里。

变种
较新的雨水收集器,也称为雨水收集器,具有筛网或过滤器,用于下水管。 水通过出口排出,污垢被过滤掉,或者根据设计继续通过下面的立管冲入污水系统。

滴筛
落水管屏幕通常由落水管中的金属织物过滤器制成。 它机械地保留了树叶,苔藓和其他碎片或碎片。 它用于保护下游管道免受堵塞或清洁雨水收集(例如冲厕所)。

对于定期清洁,下水管过滤器应易于接近。 为了维护或清除废物,通常将易于打开的翻盖连接到下水管屏幕上。 在没有维护的情况下,存在下水管堵塞并且水从下水管过滤器上方流出的风险,在极端情况下甚至高达排水沟之上。 即使是高度污染的屋顶,Fallrohrsieb也不合适,因为即使已经在大雨中的纯化Fallrohrsieb也会被堵塞,导致同样的雨水事件。

落水管过滤器
与落水管相比,落水管过滤器用于雨水的第一次粗略清洁并将水分成两部分,其中叶子等仅保留在要定期清洁的筛子中。 一部分含有大量的叶子等,相对少量的水被排放到污水系统中。 第二部分是相对干净的水,其被转移用于进一步使用并且通常被储存。 由于落水管过滤器将碎屑排放到污水系统中,因此与落水管过滤器相比,它们维护成本低。

技术
尽管“落水管”这个术语表明水在自由落体中排出,但它实际上沿着管道的内壁流动。 然而,叶子,苔藓和其他碎片落入管腔内。 通过将水从管道内壁转移并横向散开,可以使用落水管过滤器。

雨水收集的历史

远古时代
建造和使用蓄水池来储存雨水可以追溯到新石器时代,当时在Levant的村庄房屋的地板上建造了防水石灰石灰水池,Levant位于Taurus山脉以南的西南亚大区,西部是地中海,南部是阿拉伯沙漠,东部是美索不达米亚。 到公元前4000年末,蓄水池是旱地农业中新兴水管理技术的基本要素。

在耶路撒冷和整个以色列的土地上发现了许多古老的蓄水池。 在一些人认为是圣经城市艾尔(Khirbet et-Tell)的地方,发现了一个可追溯到公元前2500年左右的大型蓄水池,其容量接近1,700立方米(60,000立方英尺)。 它由坚硬的岩石雕刻而成,内衬大块石头,并用粘土密封以防止泄漏。

希腊克里特岛因其在公元前2600年至公元前1100年的米诺斯时期使用大型蓄水池进行雨水收集和储存而闻名。 在Myrtos-Pyrgos,Archanes和Zakroeach发现了四个大型蓄水池。 发现在Myrtos-Pyrgos的蓄水池容量超过80立方米,可追溯到公元前1700年。

公元前300年左右,俾路支省(现位于巴基斯坦,阿富汗和伊朗)的农业社区和印度的Kutch将雨水收集用于农业和许多其他用途。 雨水收割由Chola国王完成。 来自Brihadeeswarar寺庙(位于印度坦贾武尔的Balaganpathy Nagar)的雨水收集在Shivaganga坦克。 在后来的Chola时期,Vīrānam坦克在泰米尔纳德邦的Cuddalore地区建造(公元1011年至1037年),用于储存饮用水和灌溉用水。 Vīrānam是一个16公里长的水箱,储水量为1,465,000,000立方英尺(41,500,000立方米)。

雨水收集在罗马帝国也很常见。 虽然罗马渡槽是众所周知的,但罗马蓄水池也是常用的,它们的建筑随着帝国而扩建。 例如,在庞贝城,在公元前1世纪建造渡槽之前,屋顶蓄水是常见的。 这一历史延续了拜占庭帝国,例如伊斯坦布尔的大教堂蓄水池。

虽然鲜为人知,但几个世纪以来,威尼斯的城镇依赖于雨水收集。 环绕威尼斯的泻湖是微咸水,不适合饮用。 威尼斯的古代居民建立了一个雨水收集系统,该系统以人造绝缘收集井为基础。 水渗透到特别设计的石材地板上,并用一层沙子过滤,然后收集在井底。 后来,随着威尼斯在大陆获得了领土,它开始从当地河流乘船进口水,但这些水井仍然在使用,在战争期间尤其重要,因为敌人可以阻止进入大陆的水。

目前的用途

加拿大
许多加拿大人已开始实施雨水收集系统,用于雨水减少,灌溉,洗衣和厕所管道。 自2000年代中期以来对加拿大法律的实质性改革增加了该技术在农业,工业和住宅用途中的使用,但许多省份的立法仍然存在模糊之处。 章程和当地市政法规通常规范雨水收集。

印度
泰米尔纳德邦是第一个为每个建筑物强制进行雨水收集以避免地下水枯竭的州。 该计划于2001年启动,并已在泰米尔纳德邦的所有农村地区实施。 包括农村地区在内的泰米尔纳德邦各地的海报让人们意识到收集雨水TN政府网站的意识。 它在五年内取得了优异的成绩,并且每个州都逐渐将其作为榜样。 自实施以来,钦奈五年内水位上升了50%,水质显着提高。
卡纳塔克邦:在班加罗尔,对于场地面积为60英尺(18.3米)×40英尺(12.2米)及以上的建筑物的每个业主或占用者,以及30英尺(9.1英尺)的新建建筑物,必须采用雨水收集。 m)×40英尺(12.2米)及以上尺寸。 在这方面,班加罗尔供水和污水处理委员会在位于班加罗尔Jayanagar的占地1.2英亩(4,900平方米)的土地上,以M. Visvesvaraya爵士的名义发起并建造了“雨水收集主题公园”。 在这个公园中,展示了26种不同类型的雨水收集模型以及节水技巧。 一楼的礼堂设有“绿色”空调系统,用于安排会议并向学生和公众展示有关雨水收集的视频剪辑。 在班加罗尔的IISc化学工程部试图利用太阳能蒸馏器的上表面收集雨水,用于水蒸馏
在拉贾斯坦邦,塔尔沙漠人民传统上采用雨水收集方式。 拉贾斯坦邦的许多古老的集水系统现在已经复活。 集水系统广泛用于拉贾斯坦邦的其他地区,例如来自斋浦尔地区的chauka系统。
马哈拉施特拉邦:目前,在浦那,任何新的住房协会都必须进行雨水收集。
在马哈拉施特拉邦的孟买,雨水收集被认为是解决水危机的良好解决方案。
孟买市议会计划对大型社会强制进行雨水收集。

以色列
西南医院和医疗保健系统研究中心与扶轮国际合作,正在全国范围内赞助一项雨水收集模型计划。 第一个雨水集水系统安装在以色列Lod的一所小学。 该项目正在寻求在第三阶段扩展到海法。 西南中心还与华盛顿特区的水资源行动项目合作,该项目目前在西岸有雨水收集项目。 当地学校正在安装雨水收集系统,目的是教育学童关于节约用水原则和弥合不同宗教和种族背景的人之间的分歧,同时解决中东面临的水资源短缺问题。

新西兰
尽管新西兰西部和南部地区降雨充沛,但对于该国大部分地区而言,雨水收集是大多数农村住房的正常做法,并受到大多数理事会的鼓励。

斯里兰卡
雨水收集一直是农村家庭用于农业和饮用水的常用方法。 通过2007年第36号“城市发展局(修订)法”颁布了促进雨水收集的立法。兰卡雨水收集论坛正在引领斯里兰卡的倡议。

南非
南非水研究委员会支持雨水收集研究。 有关此研究的报告可在其“知识中心”上获得。 在干旱,半干旱和潮湿地区的研究已经证实,覆盖,点蚀,起垄和改良的连续地块等技术对小规模作物生产是有效的。 水力压裂经常被用于改善水井的性能。 从1990年到1992年,170个钻孔进行了水力压裂。

英国
在英国,水屁股经常出现在家庭花园和分配中以收集雨水,然后用于给花园浇水。 然而,英国政府的“可持续住宅法典”鼓励将大型地下储罐安装到新建的房屋中,以收集雨水冲洗厕所,浇水和清洗。 理想的设计有可能将对自来水供应的需求减少一半。 该代码于2015年被撤销。

其他国家
在中国,阿根廷和巴西,正在实施屋顶雨水收集,用于提供饮用水,生活用水,牲畜用水,小型灌溉用水以及补充地下水位的方法。 中国的甘肃省和巴西东北部的半干旱地区拥有最大的屋顶雨水收集项目。
泰国是依赖雨水收集的农村地区人口中最大的一部分(目前约占40%)。 20世纪80年代,政府大力推广雨水收集工作。 在20世纪90年代,在政府为收集罐投入资金后,私营部门介入并向私人家庭提供了数百万辆坦克,其中许多仍继续使用。 这是全球自给水最大的例子之一。
在百慕大,法律要求所有新建筑都应包括适合居民的雨水收集。
美属维尔京群岛也有类似的法律。
在塞内加尔和几内亚比绍,Diola人民的房屋经常配备由当地有机材料制成的自制雨水收割机。
在缅甸的伊洛瓦底江三角洲,地下水是盐水,社区依靠泥泞的雨水池来满足整个旱季的饮用水需求。 其中一些池塘已有数百年历史,受到极大的敬意和尊重。
在美国,直到2009年在科罗拉多州,水权法几乎完全限制了雨水收集; 捕获雨水的业主被认为是从有权从流域取水的人那里偷走雨水。 现在,符合某些标准的住宅井主可以获得安装屋顶降水收集系统的许可证(SB 09-080)。 也可允许多达10项大规模试点研究(HB 09-1129)。 说服科罗拉多州议会改变法律的主要因素是2007年的一项研究,该研究发现,平均每年,在丹佛南部郊区的道格拉斯县,降雨量的97%从未到达过河流 – 它被使用了通过植物或在地面上蒸发。 新墨西哥州圣达菲的新住宅必须使用雨水集水区。 德克萨斯州购买雨水收集设备可享受销售税减免。 德克萨斯州和俄亥俄州都允许这种做法甚至用于饮用目的。 俄克拉荷马州于2012年通过了“2060年水”法案,以促进雨水和灰水使用的试点项目以及其他节水技术。
在北京,一些住房协会正在经过适当的处理后,在主要水源中加入雨水。
在爱尔兰,Micheal Mcginley教授在都柏林大学的生物系统设计挑战模块中建立了一个设计雨水收集原型的项目

Related Post

新方法
RainSaucer看起来像一把颠倒的雨伞,而不是使用屋顶进行集水,直接从天空收集雨水。 这降低了污染的可能性,并使发展中国家的饮用水成为潜在的应用。 这种独立雨水收集方法的其他应用是可持续园艺和小型农业。

一种名为Groasis Waterboxx的荷兰发明也可用于种植带有收获和储存的露水和雨水的树木。

传统上,使用滞留盆地的雨水管理只有一个目的。 然而,优化的实时控制使这个基础设施成为雨水收集的两倍,而不会影响现有的滞留能力。 这已被EPA总部用于在暴风雨事件发生之前疏散储存的水,从而减少潮湿天气流量,同时确保水的可用性,以便以后再利用。 这有利于增加释放的水质并减少在下水道溢流事件期间释放的水量。

通常,在河流上构建检查水坝以增强地表水渗透到地下层中。 通过使用露天采矿中使用的ANFO炸药松动地下地层和覆盖层,可以人工增加检查水坝的蓄水区域中的水渗透。 因此,当地含水层可以使用可用的地表水快速充电,以便在旱季使用。

非传统
1992年,美国艺术家迈克尔·琼斯·麦基恩在内布拉斯加州奥马哈的Bemis当代艺术中心创作了一件艺术品,在奥马哈的天际线上创造了一条完全可持续的彩虹。 该项目收集了数千加仑的雨水,将水储存在六个菊花链式的12,000加仑水箱中。 五个月的大规模后勤工作是美国中西部最大的城市雨水收集站之一。

淡水淹没森林的雨水收集
通过种植淡水淹没的森林可以实现雨水收集,同时不会损失用过的淹没土地的收入。 雨水收集的主要目的是使用当地可用的雨水来满足全年的用水需求,而无需巨额资本支出。 这将有助于为家庭,工业和灌溉需求提供未受污染的水。

通过太阳能电池板收集雨水
与人口稠密地区相近的优质水资源正变得稀缺且对消费者来说成本高昂。 除了太阳能和风能,雨水是任何土地的主要可再生资源。 世界各地每年都有太阳能光伏板覆盖广阔的区域。 太阳能电池板也可用于收集落在其上的大部分雨水,并且由于雨水的盐度非常低,可以通过简单的过滤和消毒过程产生饮用优质水,不含细菌和悬浮物。 利用瓶装饮用水等增值产品开发雨水,使得太阳能光伏电站即使在高降雨/多云地区也可以通过增值饮用水的增加收益获利。

优点
雨水收集在区域水资源限制期间提供独立供水,在发达国家,通常用于补充主要供水。 它在干旱发生时提供水,可以帮助缓解低洼地区的洪水,并减少对井的需求,从而使地下水位得以维持。 它还有助于提供饮用水,因为雨水基本上不含盐分和其他盐类。 雨水收集在城市供水系统中的应用通过减少供水系统中对清洁水的需求,减少下水道系统中产生的雨水,以及减少雨水径流污染淡水水体,为供水和污水子系统提供了实质性的益处。

大量工作侧重于生命周期评估的发展及其成本计算方法,以评估通过实施雨水收集系统可以节省的环境影响和资金水平。

独立供水
雨水收集在限水期间提供独立的供水。 在清洁水成本高或难以获得的地区,雨水收集是清洁水的重要来源。 在发达国家,雨水经常被收集用作补充水源而不是主要来源,但雨水的收集也会降低家庭的水费或总体使用水平。雨水可以安全饮用。 雨水也与地下水中的盐度或污染物无关,增加了雨水收集时可用的饮用水量。

干旱补充
当干旱发生时,可以使用过去几个月收获的雨水。 如果雨是不可预测的,使用雨水收集系统对于在雨水落下时捕获雨水至关重要。 许多国家,特别是那些干旱环境的国家,使用雨水收集作为廉价和可靠的清洁水源。 为了加强干旱环境中的灌溉,土壤的脊部被构造成捕获并防止雨水从丘陵和山坡上流下来。 即使在降雨量较少的时期,也会收集到足够的水来种植作物。 可以从屋顶,水坝和池塘收集水,以便容纳大量的雨水,这样即使在几乎没有降雨的日子里,也可以用来灌溉农作物。

此外,雨水收集减少了对水井的需求,使地下水位进一步持续而不是耗尽。

生命周期评估
生命周期评估是一种用于评估系统从其生命周期的摇篮到坟墓的环境影响的方法。 Devkota等人开发了这种雨水收集方法,并发现建筑设计(例如,尺寸)和功能(例如,教育,住宅等)在系统的环境性能中起关键作用。 在卫生技术的经济和环境分析中,EEAST模型评估了各种建筑类型在整个生命周期内的温室气体排放和成本。

为了解决雨水收集系统的功能参数,开发了一个新的指标 – 供需比(D / S) – 确定关于雨水收集的环境绩效的理想建筑设计(供应)和功能(需求)。马桶冲水。 认为雨水的供应不仅节省了饮用水,而且还节省了进入综合污水管网的雨水(因此需要处理),如果建筑物连接到组合式污水管网,与单独的污水管网相比,环境排放的节省更高一。

系统设置
雨水收集系统的复杂程度可以从能够以最低技能安装的系统到需要高级设置和安装的自动化系统。 基本的雨水收集系统更多的是管道工作,而不是技术工作,因为建筑物露台的所有出口都通过管道连接到储存水的地下储罐。

系统的大小非常合适,以满足整个旱季的用水需求,因为它必须足够大,以支持日常用水。 具体而言,诸如建筑物屋顶的降雨捕获区域必须足够大以保持足够的水流。 储水箱的尺寸应足够大,以容纳捕获的水。 对于低技术系统,许多低技术方法用于捕获雨水:屋顶系统,地表水捕获和抽水已经浸入地下或被水库捕获并将其储存在水箱(蓄水池)中的雨水。

在建立雨水收集系统之前,使用数字工具很有用。 例如,为了检测某个地区是否具有较高的雨水收集潜力,可以使用在线互动工具制作雨水收集GIS地图,或者,为了估算满足社区用水需求所需的水量,Rain is Gain工具帮助。 除了使项目可持续和持久之外,这样的工具可以在建立系统的承诺之前节省时间和金钱。

雨水收集的应用
农业
对六个加勒比国家的访问表明,雨水径流的捕获和储存供以后使用,可以显着降低由于土壤或水资源短缺而导致一年或一年的部分或全部收成损失的风险。 此外,在高降雨季节与洪水和土壤侵蚀相关的风险将会降低。 小农户,尤其是山坡上的农民,可以从雨水收集中获益最多,因为他们能够捕获径流并减少土壤侵蚀的影响。

许多国家,特别是那些干旱环境的国家,使用雨水收集作为廉价和可靠的清洁水源。 为了加强干旱环境中的灌溉,土壤的脊部被构造成捕获并防止雨水从丘陵和山坡上流下来。 即使在降雨量较少的时期,也会收集到足够的水来种植作物。 可以从屋顶,水坝和池塘收集水,以便容纳大量的雨水,这样即使在几乎没有降雨的日子里,也可以用来灌溉农作物。

国内使用
在中国,阿根廷和巴西,屋顶雨水收集用于提供饮用水,生活用水,牲畜用水,小型灌溉用水以及补充地下水位的方法。 中国的甘肃省和巴西东北部的半干旱地区拥有最大的屋顶雨水收集项目。
泰国大约40%的农村人口利用雨水收集。 20世纪80年代,政府大力推广雨水收集工作。 在20世纪90年代,在政府为收集罐投入资金后,私营部门介入并为私人家庭提供了数百万辆坦克,其中许多已经在今天继续使用。 这是全球自给水最大的例子之一。
新墨西哥州圣达菲建造的新房必须进行雨水收集。
德克萨斯州为购买雨水收集设备提供销售税减免。
德克萨斯州和俄亥俄州都允许雨水收集甚至用于饮用水。
俄克拉荷马州于2012年通过了“2060年水”法案,以促进雨水和灰水使用的试点项目以及其他节水技术。
在英国,水屁股经常出现在家庭花园和分配中以收集雨水,然后用于给花园浇水。
行业
法兰克福机场拥有德国最大的雨水收集系统。 该系统每年可节约约100万立方米的水。 该系统的成本在1993年为150万立方米(63,000美元)。该系统从新码头的屋顶收集水,面积为26,800平方米。 水被收集在机场地下室的六个储罐中,储存容量为100立方米。 水主要用于冲厕,浇灌植物和清洁空调系统。

在Velodrome – 伦敦奥林匹克公园采用雨水收集 – 以提高设施的可持续性。 估计该公园的饮用水需求减少73%。 尽管如此,与公园的黑水回收计划相比,雨水收集被认为是低效利用财政资源来提高可持续性。

质量
雨水可能需要妥善分析,并以适合其安全的方式使用。 例如,在甘肃省,太阳能水消毒用于在用于饮用之前将抛弃的太阳能炊具中收获的雨水煮沸。 这些所谓的“适当技术”方法提供了低成本的消毒选择,用于处理储存的雨水以供饮用。

虽然雨水本身是一种清洁的水源,通常比地下水或来自河流或湖泊的水更好,但收集和储存过程往往会使水受到污染而且不能饮用。 从屋顶收集的雨水可能含有人类,动物和鸟类的粪便,苔藓和地衣,风吹的尘埃,来自城市污染的颗粒物,杀虫剂和来自海洋的无机离子(Ca,Mg,Na,K,Cl,SO4)和溶解的气体(CO2,NOx,SOx)。 在欧洲的雨水中发现了高浓度的农药,在干旱后的第一场雨中浓度最高; 通过将初始的径流水转移到废物中,这些污染物和其他污染物的浓度显着降低。 通过使用浮动排出机构(而不是从水箱的底部)和使用一系列水箱,从顶部串联抽出,也可以获得改善的水质。 预过滤是工业中常用的做法,用于保持系统健康并确保进入水箱的水不含大量沉积物。

从概念上讲,供水系统应该与最终用途的水质相匹配。 然而,在大多数发达国家,高品质的饮用水被用于所有最终用途。 这种方法浪费金钱和能源,并对环境造成不必要的影响。 提供雨水已经过初步过滤措施,用于非饮用水,如冲厕所,灌溉和洗衣,可能是可持续水管理战略的重要组成部分。

Share