雨水收集用于市政道路施工的处理方法研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

杨志文 胡海英 孙欢

中机国际工程设计研究院有限责任公司 410007

摘要

随着城市化进程的加速,城市水资源短缺和排水系统压力等问题日益凸显。在此背景下,雨水收集作为一种可持续利用水资源的方式,在市政道路施工中具有重要意义。因此,本文对雨水收集用于市政道路施工的处理方法展开研究,首先阐述了雨水收集的定义、分类及发展趋势,接着强调了市政道路雨水收集处理在缓解城市水资源短缺、减轻排水系统压力和促进生态环境保护方面的重要性。然后详细介绍了初期弃流、沉淀、过滤、消毒等雨水处理技术及工艺。最后探讨了其在道路冲洗与降尘、绿化灌溉、施工前期混凝土搅拌、养护等施工环节中的应用模式。研究表明,合理利用雨水收集处理技术能有效提升市政道路施工的资源利用效率和环境友好性。


关键词

雨水收集;市政道路施工;处理技术;应用模式

正文

0引言

在城市建设稳步推进的当下,市政基础设施的完善程度直接关乎城市的整体运行与发展质量。市政道路作为城市基础设施的核心构成部分,其施工过程不仅对各类资源有着大量需求,还会对周边环境产生较为显著的影响。雨水作为一种纯天然的水资源,若能得以科学、有效地收集与处理,并应用于市政道路施工,不但能够极大地缓解城市水资源紧张的现状,还能显著降低施工成本,减轻施工活动对环境造成的负面影响。深入开展对雨水收集用于市政道路施工处理方法的研究,对推动城市建设朝着绿色、可持续方向迈进,为城市的长远、稳定发展筑牢根基,具有极为重要的现实意义。。

1雨水收集概述

1.1雨水收集的定义及分类

雨水收集,简而言之,就是将雨水进行收集、存储和再利用的过程。从分类角度来看,主要分为直接收集和间接收集。直接收集是指通过特定的设施,直接将落到地面或建筑物屋顶的雨水收集起来,这种方式操作较为简单,适用于小型场所或对雨水需求量较小的情况。间接收集则是借助城市的排水管网等设施,将雨水引导至特定的处理区域,经过处理后再加以利用。城市中的一些大型雨水收集工程,通过地下管网将雨水汇聚到大型蓄水池中,再进行后续处理。此外,按照收集的场所不同,还可分为屋顶雨水收集、地面雨水收集等。屋顶雨水相对较为清洁,杂质较少,收集成本相对较低;而地面雨水由于受到地面污染物等影响,处理难度相对较大[1]

1.2雨水收集的发展趋势

就现阶段的发展趋势而言,雨水收集呈现出了智能化发展和规模化发展两大特点。一方面是雨水收集越来越智能化,其主要实现方式是借助先进的传感技术和自动化控制系统,通过传感器采集降雨量、雨水水质等数据,在达到雨水收集条件时,自动启动雨水收集设备,实现对雨水的精准收集和有效处理。例如一些大型建筑中,会安装雨水收集装置,雨水收集装置会感应屋顶的积水情况,当雨水过多时,就会自动打开排水管道,将雨水导入雨水收集池。另一方面,雨水收集的发展越来越多地进入了规模化发展的阶段,在城镇化进程当中,越来越多的城市在规划建设大型的雨水收集工程,这类工程在满足城市建设例如市政工程需要解决的部分杂用水,例如用水施工作业坑、冲洗道路等,也能为城市建设部分景观用水,以及城市居民杂用水的需求提供水源保障,例如景观用水、居民洗漱用水等。第三,雨水收集的应用领域还在不断丰富,除了最初的通过收集进行简单灌溉使用,雨水收集应用还拓展至市政工程各个部门,在今后的发展中,雨水收集将朝着愈加综合化和有效化发展[2]

2市政道路雨水收集处理的重要性

2.1缓解城市水资源短缺

城市发展的进程中,城市对水资源的需求逐渐增大,但传统水资源却是有限的。而雨水作为新的水资源,经过收集处理后,可以用于市政道路施工用水。一方面是在市政道路施工时,道路混凝土的搅拌养护等环节需要大量的水资源,可以将雨水进行收集,加以处理供这些环节使用。另一方面,道路绿地浇灌用水也可用雨水收集后进行处理,从而减少对水资源的消耗,也节约道路绿地的养护费。在长期雨水收集用水量增加的基础上,也能够在一定程度上缓解城市缺水的压力,可以保障城市建设与居民日常对用水的需求。

2.2减轻城市排水系统压力

每到雨季等极端天气来临,对于市政排水系统而言会承受很大的考验,城市内涝就容易发生。将市政道路上的雨水收集起来,即可减缓流入排水管网的雨水量。一方面,在道路表面铺设雨水收集设施,包括雨水口、排水槽等等,使得路面雨水及时收集,不使很多雨水短时间内集中涌入排水管网系统。另一方面,收集起来的雨水得到妥善的贮存处理后,在非暴雨时段内再缓慢释放或利用起来,便可使排水系统的负荷降低下来,使城市内涝发生的频率变低,市政排水系统的正常运营,保障居民的生命财产安全。

2.3促进生态环境保护

雨水收集处理应用于市政道路施工,对生态环境保护具有积极意义。其一,减少了对传统水资源的开采,有利于保护水资源的生态平衡。过度开采地下水等传统水资源可能导致地面沉降、水体污染等问题,而雨水收集能降低这种风险。其二,在施工过程中使用处理后的雨水,可减少施工活动对周边水体的污染。混凝土搅拌等施工环节若使用未经处理的雨水,可能会将泥沙等污染物带入周边水体,而经过沉淀、过滤等处理后的雨水则能避免此类情况发生,从而保护周边生态环境,促进城市生态的可持续发展[3]

3雨水处理技术及工艺

3.1初期弃流技术

弃流技术首先是在雨水的处理中去除初期的污染物质。在每次降雨过程中,都会将地表和房顶表面的尘土、油污及垃圾等物质冲入雨水当中,导致初期的雨水水质存在较大的污染程度。弃流装置就是在这种情况下研发出来的,通过在收集雨水的管道前端安装特殊的装置,对雨水进行弃流的处理。重力弃流装置就是通过雨水自身的重力和雨量的变化特征,控制降雨初期将污染雨水直排至污水管网当中。当收集的雨水雨量和水质达到设定值之后,通过弃流装置再将雨水送入雨水收集系统。电动弃流装置是通过相应传感器测定雨水的水质及降雨量,在检测出是初期雨水时,弃流阀门自动打开,将雨水污染物排出,可以将后续工艺的处理量降低,可以提高雨水整体处理效果。

3.2沉淀技术

沉淀技术是雨水处理中常用的物理处理方法。其原理是利用水中悬浮颗粒的重力作用,使其沉淀到容器底部。在雨水收集池中设置沉淀区,雨水进入沉淀区后,流速减慢,较大颗粒的泥沙、悬浮物等在重力作用下逐渐下沉。为了提高沉淀效果,一方面可以通过合理设计沉淀区的尺寸和形状,增加沉淀时间。采用平流式沉淀池,其具有较大的沉淀面积,能使雨水在池内缓慢流动,有利于颗粒沉淀。另一方面,可添加絮凝剂,如聚合氯化铝等,促使微小颗粒凝聚成较大颗粒,加速沉淀过程。沉淀后的雨水,其大部分悬浮物得以去除,水质得到初步净化,为后续的处理工序奠定基础[4]

3.3过滤技术

过滤技术是进一步净化雨水的关键环节。经过沉淀处理后的雨水,仍可能含有一些细小的颗粒和杂质,过滤可有效去除这些物质。常用的过滤介质有石英砂、活性炭、无纺布等。以石英砂过滤器为例,雨水通过石英砂层时,颗粒和杂质被截留在砂层表面和内部孔隙中。石英砂具有较大的比表面积和良好的过滤性能,能有效过滤掉粒径较小的悬浮物。活性炭过滤器则主要利用活性炭的吸附性能,去除雨水中的有机物、异味和部分重金属离子。无纺布过滤器具有过滤精度高、阻力小等特点,能拦截更细微的颗粒。通过不同过滤介质的组合使用,可以实现对雨水的深度过滤,提高雨水的水质。

3.4消毒技术

消毒技术对雨水中的微生物,比如细菌、病毒等进行杀灭,使雨水满足使用标准。在雨水消毒技术中,化学消毒以及物理消毒是最常见的,其中化学消毒方法常见的有二氧化氯、次氯酸钠等。其中二氧化氯的氧化能力很强大,可以迅速杀灭雨水中的各种微生物,并且消毒效果可以长期维持,因此在应用时可以按照一定比例将二氧化氯溶液加入到雨水当中,通过搅拌等方式,使二氧化氯溶液能够均匀分布,从而对其充分消毒。而次氯酸钠的价格比较低,使用起来也十分方便,是雨水处理中非常常用的化学消毒剂。物理消毒中应用最为普遍的是紫外线消毒,紫外线作用于微生物的DNA上,使其遭到破坏,最终起到消毒杀菌的作用。紫外线消毒无残留,也不产生二次污染,因此在实际应用时,可以根据雨水水质状况以及雨水用途来选择消毒方法,保证雨水卫生安全。

4雨水收集处理技术在市政道路施工中的应用模式

4.1道路冲洗与降尘

冲洗道路及降尘的工作贯穿于市政道路施工建设的全过程,采用收集处理后的雨水作为市政道路冲洗用水,有着诸多明显的优势。首先,经过收集处理的雨水,水质完全可以满足道路冲洗的标准需求,可以有效、彻底地清除道路灰尘、泥沙、石砾等路面上的污物,保障道路随时都干净整洁;其次,相较于自来水、普通水等一般性用水,使用雨水进行市政道路冲洗能够节省用水支出,其操作上,主要包括在道路的两侧设置洒水车或使用喷淋装置,将收集处理后的雨水洒向路面;再次,经过冲洗,路面更加干净,为施工下一步工序的开展提供了较为优良的环境。洒水降尘,能够有效降低施工过程中产生的扬尘污染,从而有效改善施工环境,切实保障参与施工人员的身体健康,同时也符合当前绿色发展的相关政策,最大限度地减少施工过程带来的负面环境影响。

4.2绿化灌溉

道路周边绿化带为城市的绿化美化提供了活力,经常浇水灌溉也是植物健康、良好生长的前提条件。雨水收集运用技术在绿化带灌溉方面有很大的应用潜力。第一,收集和处理雨水,其水体质量的成分中含有相应的矿物质等营养物质,和普通自来水相比,更适用于植物的生长。例如雨水中含有的氮素等能够提供植物生长所需的养分。第二,利用雨水灌溉绿地,从而大大减少绿地浇灌的费用。利用灌溉管道合理布置后,经过处理后的雨水通过灌溉管道输送到绿地中,并采用滴、喷等灌溉方法,灌溉水可直接到达植物根部,提高灌溉水的利用率。它不仅可以满足绿化植物的灌溉需求,又能对雨水资源进行充分利用,使城市环境的绿化美化得到了有效的保障。

4.3施工前期混凝土搅拌

在市政道路施工前期,混凝土搅拌工序对水量的需求极为庞大。使用雨水进行混凝土搅拌具有多方面的重要意义。一方面,经过沉淀、过滤等一系列处理后的雨水,水质相对稳定,杂质和有害离子含量极低,不会对混凝土的性能产生任何负面影响,反而能够保证混凝土的质量达到较高标准。另一方面,使用雨水搅拌混凝土能够显著降低施工成本。在传统施工模式中,使用自来水搅拌混凝土成本较高,而利用收集的雨水则可有效节约这部分成本支出。在实际操作时,通过专门设置的雨水存储罐,将处理后的雨水稳定输送到混凝土搅拌设备中,并严格依照混凝土的配合比进行精确搅拌,确保混凝土的各项性能指标完全符合道路施工的严苛要求,为道路施工提供高质量的建筑材料保障[5]

4.4养护等施工环节中的应用

在道路施工完成后的养护阶段,雨水收集处理技术同样发挥着至关重要的作用。道路养护需要定期对路面进行洒水保湿作业,以促进混凝土等建筑材料的充分固化,提升路面的强度与稳定性。利用收集的雨水进行养护,首先能够确保养护用水的充足供应,避免因缺水导致养护不到位的情况发生。其次,雨水的温度相对较为稳定,在夏季高温时段,使用雨水洒水能够有效避免因水温过高对路面造成热损伤;在冬季低温时期,也能减少因水温过低致使路面结冰等问题的出现。最后,在一些小型修补等施工环节中,同样可使用雨水进行相关操作,如湿润基层,使基层与新铺设材料更好地粘结;清洗施工工具,保证工具的清洁,提高工作效率等,进一步提升了雨水在市政道路施工全周期中的利用效率,实现了资源的最大化利用。

5结论

综上所述,雨水收集用于市政道路施工的处理方法具有显著的优势和重要的现实意义。从雨水收集的定义、分类及发展趋势来看,其正朝着智能化和规模化方向发展,为在市政道路施工中的广泛应用提供了技术支持。市政道路雨水收集处理在缓解城市水资源短缺、减轻城市排水系统压力和促进生态环境保护方面发挥着关键作用。通过初期弃流、沉淀、过滤、消毒等一系列处理技术及工艺,能够有效提升雨水的水质,使其满足市政道路施工的多种应用需求。在道路冲洗与降尘、绿化灌溉、施工前期混凝土搅拌、养护等施工环节中,雨水收集处理技术的应用不仅节约了水资源和施工成本,还提高了施工质量和环境友好性。未来,随着技术的不断进步和人们环保意识的进一步提高,雨水收集处理技术在市政道路施工中的应用将更加广泛和深入,为城市的可持续发展做出更大贡献。

杨志文1995,民族:汉,籍贯:湖南,学历:本科,职称:工程师。

 

参考文献

[1]周爱琴.绿化带雨水收集灌溉系统在公路绿化养护中的应用研究[J].价值工程,2025,44(05):22-24.

[2]杨一丁,吴玉婵,蒋欣.广州老旧社区建筑立面雨水收集系统设计研究[J].建筑与文化,2025,(01):38-39.

[3]杜静雯,刘佩贵,黄璟胜,杜新龙.雨水收集措施对周边地下水动态特征的影响分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2024,47(12):1698-1703.

[4]翁振.建筑雨水收集与利用系统在给排水中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(35):55-57.

[5]刘学娇.提高海绵城市雨水收集系统施工措施[J].工程机械与维修,2021,(04):208-209.

 


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