在过去的20多年里,越来越多的国家涉及雨水集流系统的技术领域,1989年8月在马尼拉第四次国际雨水收集系统会议上成立国际雨水集流系统协会,致力于提高和改进雨水集水技术的规划、开发、管理、技术和教育。世界上有很多国家都在利用收集的雨水解决人们的生活用水和城市用水的问题,住宅小区内雨水的利用已在欧美发达国家逐步进入到标准化和产业化的阶段。德国从20世纪80年代初开始发展城市集雨系统并逐步走向产业化、规范化,并于1989年制订了屋面雨水利用设施标准(DIN1989.01),向集成化、综合化方向发展。
为了满足需要,人们采取了专门的技术措施,改变了雨水资源的转化途径,使雨水资源的分配方式,分配途径改变而对人类社会产生经济和生态效益。该过程人们改变了雨水资源运移、转化的途径、时间及数量,改变了小范围水循环规律。另一方面,由于人工雨水收集干扰了正常的水文循环,从而对区域的径流、蒸发、入渗及地下水位产生影响;尤其在降雨量少的干旱半干旱地区,因此要防止雨水资源的过度利用对环境的负面影响。
水资源的紧缺迫使人们转向对非常规水资源的开发利用,雨水和再生水容易回收利用,能够有效缓解城市区域水资源不足,并产生巨大的经济和生态效益。由于建筑物或小区的各种条件的不同,合用系统的再生水利用系统和雨水利用系统的关系可分为以下几种:
①滤过性病原体和污染雨水的可能性很小,与再生水原水相比更加卫生。
②屋面降雨中有机物浓度、氮、磷、和氯离子等盐类浓度含量比再生水原水低,其水质要比再生水水质好。
③再生水再利用系统比雨水利用系统稳定,水量能够得到保证。相比各自单独的收集利用系统,雨水-再生水合用系统在水源上能够得到保证,应当尽可能选取优质的原水,如屋面雨水、优质杂排水,并在处理后的水质达标的情况下,尽量扩大回用水的使用范围,提高自来水替代率。当然,在扩大回用水使用范围时,应当考虑相应增加的处理费用。在选用合用系统方式中,应根据不同的地区特点选择合适的模式。
屋面雨水利用系统纳入再生水系统与其联合运行,从技术上是可行的。但在实际操作时,下列问题仍需要考虑:
1)由于雨水在时间和水量上的波动性会加剧再生水系统的水量波动。
2)为了使系统正常运行,必须增大调蓄设施以容纳雨水。同时,我国北方缺水地区的雨水少且集中,所以扩容后的系统在旱季通常不能满负荷运行。雨天时,系统又很难把所有的雨水收集处理,雨水进入再生水系统会造成再生水原水的溢流,造成雨水代替再生水,并未真正增加水资源量。
3)由于有效屋面面积有限,收集屋面雨水量与再生水水量相比也有限,雨水进入再生水系统将会增加系统的复杂性和投入。同时调蓄和处理设施也需要占据庞大的空间,这在一些建筑物和小区中存在困难。
4)由于水质情况的不同,采用联合处理会影响再生水生化系统的正常运行。即使优质再生水水源采用物化处理方法,两者联合运行也存在稳定性的问题。