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雨水收集利用是正在眾多城市中普遍推廣開來,隨著淡水資源的匱乏,在內(nèi)蒙古的牧區(qū),因?yàn)槎窘涤炅可伲谙募窘涤炅慷?,淡水蒸發(fā)量較高,不同的區(qū)域水資源分布不均勻。而且飲用水的質(zhì)量也尚未到國(guó)際健康飲用標(biāo)準(zhǔn)。全文通過對(duì)內(nèi)蒙古的雨水回收利用研究,以及有關(guān)雨水資源管理問題的研究,以此改善牧區(qū)水環(huán)境。本文以蒙古包為單體建立起本區(qū)獨(dú)立的水源,通過收集雨水,可以減輕地面入滲的壓力,同時(shí)可以進(jìn)行二次利用。另外,對(duì)于應(yīng)對(duì)地震、洪水等天災(zāi),還能作為生活用水的備用水源。為國(guó)內(nèi)牧區(qū)雨水利用系統(tǒng)的完善,牧區(qū)的水環(huán)境合理規(guī)劃以及合理利用提供理論依據(jù)。
在內(nèi)蒙古牧區(qū),由于草場(chǎng)的土地厚度較低,蓄水能力一般,所以草原牧民往往是在暴雨季節(jié)主要工作是防洪,暴雨過后,卻又因?yàn)槿鄙偎炊教幫诰?。不僅破壞草場(chǎng),而且也不能很好地利用雨水,所以對(duì)于牧區(qū)而言,能夠收集并且利用雨水,能過很好的緩解牧民對(duì)水的需求,而且能夠很好地保護(hù)草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,有利于牧區(qū)的發(fā)展。
1.引言
在內(nèi)蒙古牧區(qū),由于草場(chǎng)的土地厚度較低,蓄水能力一般,所以草原牧民往往是在暴雨季節(jié)主要工作是防洪,暴雨過后,卻又因?yàn)槿鄙偎炊教幫诰?。不僅破壞草場(chǎng),而且也不能很好地利用雨水,所以對(duì)于牧區(qū)而言,能夠收集并且利用雨水,能過很好的緩解牧民對(duì)水的需求,而且能夠很好地保護(hù)草原生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,有利于牧區(qū)的發(fā)展。
2.必要性
(1)氣候
內(nèi)蒙古牧區(qū)位于非季風(fēng)區(qū),年降水量均在400mm以下,屬于溫帶草原氣候。這種氣候具有明顯的大陸性,冬冷夏熱,氣溫年較差較大,最熱月平均氣溫在20°C(2以上,最冷月-平均氣溫在10°C(2以下。年平均降水量為200mm~450mm,集中在夏季,干燥程度不如沙漠氣候。
二連氣象站位于北緯43.7度,東經(jīng)112.0度,海拔965米。從表格可以看出,看出內(nèi)蒙古的降雨日數(shù)及降雨量主要分布在6、7、8月份。而且降雨量遠(yuǎn)小于陸面平均的834mm,也小于亞洲陸面平均的740mm。由此可以得出內(nèi)蒙古屬于溫帶干旱區(qū),水資源缺乏一直是內(nèi)蒙古一大難題。
牧區(qū)近些年對(duì)交通、住宿等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行環(huán)境改善的同時(shí),用水量和需水量急劇增加,造成了牧區(qū)水資源匱乏,水資源供需矛盾凸現(xiàn)成為牧區(qū)急需解決的問題。我們迫切需要尋找新的水源,而加大對(duì)雨水資源的利用成為主要途徑。
地理環(huán)境再加上沒有合理的規(guī)劃,使得整個(gè)牧區(qū)對(duì)雨水的回收利用仍處于初級(jí)階段。在持續(xù)干旱的地區(qū),如果下起暴雨,土壤將不會(huì)吸收水分,因此發(fā)生洪災(zāi)的可能性較大。
?。?)水質(zhì)
以內(nèi)蒙古牧區(qū)為例,69.1%的地區(qū)都沒有地表水資源,因此必須使用地下水,但是由于地下水水質(zhì)比較硬,所以并不是很適合直接飲用。內(nèi)蒙古自治區(qū)面積約118.3萬平方公里,其地下水分布受氣候的影響,明顯有由東向西、由南向北減少的分帶性。內(nèi)蒙古自治區(qū)多年降水量從東部的鄂倫春自治旗一帶486毫米向西至額濟(jì)納旗減至37毫米,蒸發(fā)量相應(yīng)由1,000毫米增至3,000毫米以上。從東到西跨越半濕潤(rùn)、半干旱、干旱三個(gè)氣候帶。在自然景觀上從森林草原向典型草原、荒漠草原、荒漠過渡。地下水沿此方向逐漸減少,含水層逐漸變薄,地下水資源逐漸貧乏。干旱、半干旱地下水水質(zhì)特征逐漸明顯,如大陸鹽化逐漸加重,地下水中CL、SO4、Na離子與F、NO2含量逐漸增加,水質(zhì)逐漸變壞等。
內(nèi)蒙古自治區(qū)地下水主要靠降水入滲補(bǔ)給。雨水流失現(xiàn)象在內(nèi)蒙古全境都普遍存在,而且近些年出現(xiàn)了更加嚴(yán)重化的趨勢(shì)。在牧場(chǎng)周圍,由于近年來草場(chǎng)退化,草場(chǎng)沙漠化的不斷加大,不僅雨水流失,而且也伴隨著大面積的水土流失。內(nèi)蒙古雖然多數(shù)地區(qū)缺水,但雨水卻大都未經(jīng)利用就白白排放,這暴露了我們?cè)谀羺^(qū)規(guī)劃,市政建設(shè)理念和牧區(qū)管理方面的巨大失誤。
3.可行性
?。?)技術(shù)可行性
水的回收利用技術(shù)經(jīng)過幾十年的國(guó)內(nèi)外研究已經(jīng)相當(dāng)成熟,并大面積的投入使用,回收的方式也根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件各有不同。雨水的凈化過程包括化學(xué)、物理、生物等,都已經(jīng)發(fā)展得較為完善;并且水回收利用從技術(shù)上而言已經(jīng)不存在障礙,關(guān)鍵是如何大范圍的投入使用,并在牧區(qū)的層面進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),在大環(huán)境中取得更好的效益。
?。?)經(jīng)濟(jì)可行性
雨水蓄水池和分散的滲漏系統(tǒng)還可以降低牧區(qū)洪水壓力。與其他類型的供水方式相比,結(jié)合國(guó)際國(guó)內(nèi)相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),在工程的投入上,雨水回用工程投資費(fèi)用是人畜飲水工程的1/5~1/2,是跨流域調(diào)水工程的1/8~1/6,是污水處理回用的1/10~1/6;在工程運(yùn)行期間的花費(fèi)和的后期維護(hù)費(fèi)用上,雨水回用工程也是最小的。
綜上所述,雨水作為重要的淡水資源,得到了各國(guó)廣泛的關(guān)注。同時(shí)也說明了雨水回收利用是很有必要的。隨著各個(gè)國(guó)家一些關(guān)于雨水回收的政策和法律的不斷出臺(tái),使得雨水回收利用在國(guó)家層面得到了有力的保證,而且實(shí)踐證明,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上也具有很大的可行性。
4.牧區(qū)雨水回收利用措施及效益
?。?)回收利用措施
雨水利用就手段來說包括直接利用和間接利用兩部分,直接利用是雨水集蓄凈化回用,間接利用是雨水滲透補(bǔ)充地下水。直接利用和間接利用的相輔相成就是所謂的雨水綜合利用。本文提出的系統(tǒng)為綜合利用。
在雨水資源管理與政策及宣傳方面做到以下幾點(diǎn):
?、俳⒂晁O(jiān)控系統(tǒng):建立關(guān)于雨水資源和雨水質(zhì)量方面的監(jiān)督研究網(wǎng)絡(luò),使得對(duì)雨水的監(jiān)控更加有效,并為人們提供發(fā)放更多的可靠消息。
②制定法律及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):內(nèi)蒙古政府通過了符合人的健康標(biāo)準(zhǔn)的飲用水標(biāo)準(zhǔn),并提出對(duì)環(huán)境有益的雨水供應(yīng)方案。
③加大宣傳和教育范圍:雨水相關(guān)部門單位要政府部門提出對(duì)全體人民進(jìn)行保護(hù)水資源的教育方案,來提高保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。
?。?)雨水集收利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
雨水收集系統(tǒng)流程圖
這項(xiàng)雨水利用系統(tǒng)主要分為三部分即雨水的收集、處理和供應(yīng)。從雨水的最初收集,到截污,再到儲(chǔ)存、過濾、滲透、提升,最后再到回用、控制都已經(jīng)發(fā)展出了一整套的完整的產(chǎn)品及組裝式成套設(shè)備。以單個(gè)蒙古包作為研究對(duì)象,通過收集雨水到計(jì)算出可回收利用的雨水量。 ①雨水收集
對(duì)象主要為蒙古包的屋面雨水、蒙古包周圍草原表面雨水以及牲畜飲水槽的雨水,經(jīng)過過濾、消毒等使雨水達(dá)到能夠再次利用的標(biāo)準(zhǔn),再利用自控水泵將清水池內(nèi)的水輸送至蒙古包內(nèi)衛(wèi)生間,牲畜飲水槽等。
七八月為雨水豐沛的季節(jié),雨水量不僅能滿足當(dāng)月的各項(xiàng)雜用水量,還能通過蓄積,滿足少雨月份的雜用水,足見牧區(qū)雨水利用的重要性。
②雨水凈化
生活用水和雨水應(yīng)設(shè)置不同的收集管道和凈化系統(tǒng)。凈化池設(shè)置回水口使水形成回流,同時(shí)要盡可能地避免死水區(qū)?;厮谠O(shè)置清理隔柵,水池底適當(dāng)鋪設(shè)鵝卵石,增加流水感。
通過以上措施減輕處理系統(tǒng)的污染物負(fù)荷。同時(shí)在蓄水池邊設(shè)置溢流口,避免造成暴雨期間雨水的漫溢。還有一種措施就是使用屋頂滯流,也就是在屋頂設(shè)置攔截雨水裝置,直接將雨水阻擋在屋頂,以此來削減洪峰流量以及徑流總量。屋頂滯流,首先是對(duì)屋頂做嚴(yán)格的防滲處理,之后,將周圍屋頂?shù)挠晁占芘c其相連通,當(dāng)雨水匯集并蓄留在屋頂上時(shí),通過流量控制閥控制排水的流量。
收集到的雨水輸送到泵站,經(jīng)破碎機(jī)處理和格柵過濾器的初次過濾到達(dá)帶有水量感應(yīng)器的水箱。水箱中的水經(jīng)均勻分布的設(shè)備送入初沉池,在此,粘土與水分離沉降。除去粘土的水經(jīng)水分配設(shè)備輸至化學(xué)濾池,再次過濾后運(yùn)至第二沉池,二次沉降后的水存放于淡水箱,此時(shí)可將水經(jīng)由氯化設(shè)備消毒殺菌處理并運(yùn)送,以供給生活用水。
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雨水在輸送過程中,需要精確地控制和監(jiān)測(cè)雨水的速度、容量、頻率,這樣就使得雨水的分配使用更加合理,更加高效。
?。?)牧區(qū)的雨水回收量及效益
?、偎厥绽玫乃抗浪?br> 通過收集儲(chǔ)存充沛的雨水資源,還可以補(bǔ)充干旱季節(jié)的雨水供給,進(jìn)而可以平衡全年的雨水利用。根據(jù)蒙古包的特點(diǎn)、周圍牲畜圍欄及雨水回收利用系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求,在區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)一座雨水收集裝置,雨水除污凈化等一系列設(shè)備則放置在蒙古包一側(cè)。