理论教育 农村雨水集蓄利用工程的专用集流面材料

农村雨水集蓄利用工程的专用集流面材料

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(三)专用集流面集水从目前实施的农村雨水集蓄利用工程来看,专用集流面主要采用现浇混凝土、砌石膜料、原土夯实、水泥土、片石以及其他新型材料等衬砌防渗。

农村雨水集蓄利用工程的专用集流面材料

(一)天然集流面集水

天然集流面主要包括荒山、荒坡、岩石坡面等自然坡面以及人类经济社会活动中形成的庭院、场院、操场、农用道路、便道、草地等。

1.荒山荒坡集流面

荒山、荒坡在农村地区分布广泛,利用潜力巨大,可作为农村雨水集蓄利用,尤其是农业灌溉的重要集水场所。

荒山、荒坡一般分布范围广、面积大、形状不规则。但正常情况下,在一定范围内,荒山、荒坡坡向相对一致,符合小流域典型特征,具有相对统一的汇流沟槽和径流出口。因此,利用荒山、荒坡作为集流面收集雨水时,当坡面植被较好时,一般对集流面本身无需采取相应的工程措施,仅需在相应的汇流沟槽或出口位置修建引水渠槽,将荒山、荒坡集水引到沉淀设施或蓄水设施即可;对部分汇流沟槽不规则或走向不清晰、汇流有难度的,可沿荒山、荒坡集流面的最低处大致平行等高线修建截流沟,在截流沟的终端修建引水渠槽即可。但当坡面植被较差,容易引起冲刷时,一般还需要在坡面适当位置平行等高线布置截流沟和汇流渠,将一个大的坡面集流面分为若干个平行布设的小集流面,分区域分别汇集坡面径流后引入蓄水设施。

2.岩石坡面集流面

岩石坡面以其良好的集流效果和抗冲刷能力,成为农村雨水集蓄利用中不可忽视的集水工程之一。但不足之处是岩石坡面大多分布在我国西南石质山区,在西北干旱缺水地区分布数量相对较少,而在甘肃的分布更加有限。

与荒山、荒坡集流面一致,岩石坡面也具有分布范围广、面积大、形状不规则和具有相对统一的汇流沟槽和径流出口。因此,利用岩石坡面作为集流面收集雨水时,仅需在相应的汇流沟槽或出口位置修建引水渠槽,将水流引入沉淀设施或蓄水设施即可,而对岩石坡面本身无需采取任何工程措施。

3.庭院、场院、操场等集流面

庭院由农村住宅建设而形成,场院是指稻谷等农作物收获后进行打碾的场所,庭院、场院在雨水集蓄利用农村生活用水工程集流面中占有较大比例。操场是指学校进行体育活动和教学活动的场地,虽然总体数量不大,但同样不失为良好的雨水集蓄利用集流面之一。

庭院、场院、操场大多数采用土质结构,一般比较平整、规则、干净、整洁,相对于荒山、荒坡等集流面而言,庭院、场院、操场集流面具有较高的防渗集流效果。为满足生活、生产、教学活动的需要,现行的庭院、场院、操场坡度均较小,但为有效汇集和排泄雨水,通常设置有双向坡度,一般能够向某一集中排泄出口汇集雨水。因此,当采用庭院、场院、操场等作为雨水集蓄利用工程集流面时,也无需对集流面本身采取任何工程措施,只需在雨水汇集出口处修建引水渠槽,将水流引入沉淀设施或蓄水设施即可。

4.农用道路、便道集流面

农用道路、便道在我国农村地区分布极为广泛,总体数量庞大,尽管其标准不一、规格零乱、布局分散,但随着农村雨水集蓄利用规模的逐步扩大和利用领域的不断拓展,农用道路、便道作为重要的集流面之一,在农村雨水集蓄利用中发挥着越来越重要的作用。

农用道路、便道分布在乡郊野外,通常随农村住宅、学校、重要集会场所以及农用耕地分布情况而布局,一般无统一的宽度与长度、无固定的走向与坡向、无规范的标准与要求。但尽管如此,在其局部或一定范围内,农用道路、便道仍具备向某一方向汇流的条件,利用其作为集流面时,一般仅需对农用道路、便道局部进行修正,在雨水汇集处修建引水渠槽,将水流引入沉淀设施或蓄水设施即可。

5.草地集流面

近年来,随着退耕还林还草战略的实施,林草地面积大量增加,为实施雨水集蓄利用工程创造了相对有利的条件。从广义的角度来说,草地可划分在荒山、荒坡集流面的范畴,但就其布局、规模、集流条件等而言,草地集流面又明显有别于荒山、荒坡集流面。

草地集流面通常规模较小,分布范围有限,一般不存在汇集径流的沟槽,由此产生的径流也相对比较分散。当利用其作为雨水集蓄利用工程集流面时,需要在草地集流面的最低位置平行等高线建设汇流引水渠槽,将水流引入沉淀设施或蓄水设施。

(二)现有建筑物弱透水面集水

如前所述,现有建筑物弱透水面主要包括已有屋顶、楼面、混凝土硬化庭院与场院、混凝土或沥青混凝土路面以及其他可用于收集雨水的建筑物与工程设施表面等。

1.屋面与楼面

屋面、楼面是目前应用非常普遍的现有建筑物弱透水面,尤其是农村住宅屋面是良好的生活用水集流面。由于该类集流面位置相对较高且大多设置了屋面排水管,因此,在利用屋面、楼面作为集流面且当利用规模较小、蓄水设施距离较近时,可直接在排水管出口接引;当利用规模较大或蓄水设施距离较远时,可结合地面集流面或建设引水渠槽引水。但在北方干旱少雨区,利用屋面集水作为生活饮用水时,应在接引前设置初雨弃流装置,以便排泄降雨初期含有较多杂质的雨水,为确保供水水质达标创造条件。

2.混凝土硬化庭院与场院集水

混凝土硬化庭院与场院一般兼具多种功能,除满足庭院、场院本身的使用功能外,同时还具有良好的防渗、集水作用,可作为雨水集蓄利用工程集流面加以利用。庭院、场院采用现浇混凝土进行硬化处理时,除特殊情况外,一般均双向找坡,以便汇集雨水集中外排。此时,可在雨水集中外排的出口位置建设引水渠、槽引水利用;而当现有集流面排水比较分散时,可沿硬化集流面四周布设宽浅式引水渠、槽收集雨水。(www.daowen.com)

3.混凝土与沥青混凝土公路集水

混凝土与沥青混凝土公路集流面是目前现有建筑物与工程设施弱透水面中,除屋面、楼面集流面外,数量较大、分布范围较广、利用潜力也较大的集流面之一。当利用公路路面作为雨水集蓄利用工程的集流面时,一般可因势利导,利用公路两侧的排水沟收集雨水,在排水沟出口或者适当位置建设引水渠、槽引水到沉淀设施或蓄水设施内加以利用。

4.其他已有集流面集水

其他已有集流面是指除前述已有屋顶、楼面、混凝土硬化庭院与场院、混凝土或沥青混凝土路面外,其他能够用于收集雨水的各类已有建筑物或设施的表面,如城市停车场、人行道、花园与公园草坪等,当利用其作为集流面时,应根据具体集流面情况,选择适宜的引水渠、槽引水到沉淀设施或蓄水设施内加以利用。

(三)专用集流面集水

从目前实施的农村雨水集蓄利用工程来看,专用集流面主要采用现浇混凝土、砌石膜料、原土夯实、水泥土、片石以及其他新型材料等衬砌防渗。

1.现浇混凝土集流面

现浇混凝土集流面需要建设在形状规则、表面平整且进行夯实处理的基础上。现浇混凝土集流面强度等级一般采用C15,厚度3~4cm,分缝尺寸宜采用1.5m×1.5m,最大不超过2.0m×2.0m,填缝材料应采用性能稳定、对水质无污染的环保型材料。集流面宜采用纵向、横向双向坡度,纵向一般采用1/20~1/10的坡度,横向一般采用1/100~1/50的坡度。集流面混凝土配合比技术参数见表4-2。

表4-2 集流面混凝土配合比技术参数表

2.砌石集流面

砌石集流面也需要建设在形状规则、表面相对平整且进行夯实处理的基础上。砌石集流面坡度要求与混凝土集流面一致,厚度以20~30cm为宜,要求填缝平整,勾缝饱满,填缝、勾缝砂浆强度不低于M10。

3.膜料集流面

塑料薄膜具有防渗性能优良、价格低、施工简便等优点,但缺点是容易老化,有时还会被植物根系刺穿或牲畜践踏破坏而降低防渗能力。目前常用的塑料薄膜防渗专用集流面大多采用0.1~0.2mm厚的聚乙烯农用棚膜,敷设方法主要有固定式和移动式两种。

(1)固定式:对坡面集流面一般采用固定式,四周用现浇混凝土、砌砖或原土夯实压边。对固定式塑料薄膜集流面又可分为裸露式和覆盖式两种。裸露式铺设优点是集流效率很高,单次降水量较大时集流效率可以达到0.9以上,但寿命较短,一般2年左右需要更换;覆盖式是在塑料薄膜上铺设一层厚度为3~4cm的中粗沙或草泥,以防止膜料老化和机械破坏,延长使用寿命。

(2)移动式:结合打谷场、庭院或操场等适合集雨的场所铺设的塑料薄膜集流面一般可采用移动式,雨前铺设,雨后收拢,可有效延长膜料使用寿命,降低使用成本。

4.原土夯实集流面

原土夯实集流面是一种完全就地取材的集流面,可最大限度降低工程投资,但其缺点是集流效率较低,抵御冻融循环破坏的能力较差,使用寿命较短,几乎每年雨季来临前都需要进行再次夯实和维修处理。原土夯实集流面夯实厚度以30cm为宜,夯实干密度应不低于1.50t/m3。同时原土夯实集流面应朝向汇流出口位置双向设置集水坡度,坡度取值参考混凝土集流面确定。

5.水泥土集流面

水泥土集流面是由一定比例的水泥与当地黄土混合后,通过夯实或压实而形成的一种集流面,其集流效率介于原土夯实与混凝土之间。目前常用的水泥土集流面多为塑性水泥土,可以就地施工,适用于一家一户独立应用的集流面。

水泥土集流面的水泥含量一般占整个水泥土重量的8%~12%,压实后的水泥土集流面厚度以不小于15cm为宜,干密度应不低于1.55t/m3。同时,水泥土集流面应朝向汇流出口位置双向设置集水坡度,坡度取值一般与原土夯实集流面一致。

6.化学固化剂集流面

近年来,有关单位先后开展了HEC(土壤固化剂)和AAM(活性铝酸盐混合物)、高掺量粉煤灰以及复合型石油沥青玻璃布油毡、机制防渗布等高分子材料集流面应用试验,取得了初步成果,在局部进行了小规模应用。除此之外,一些化学材料包括钠盐、石蜡、沥青、硅酮、土壤稳定剂和防蚀剂等坡面化学处理剂等材料集流面应用研究较多,也取得了一些初步成果。但总体来看,由于受材料价格、性能稳定性等因素影响较大,目前的推广应用数量还极为有限,相应集流面材料技术参数仍停留在试验阶段。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈