城市雨水收集及地下补水桩的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及雨水处理收集系统，具体涉及一种城市雨水收集及地下补水桩。
【背景技术】
[0002]水是生命之源。随着经济发展和人口增长，水资源短缺日益成为人类面临的一种严峻的问题。《中国21世纪议程一中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中指出:“中国目前人均水资源量只有2500cm3，约占世界人均水量的1/4。随着人口和经济的发展，更多的城市和地区出现了严重的缺水问题。”为了满足日益增长的供水需求，一些城市盲目超采地下水，导致区域性地下水位下降，随之可能产生地面沉降、地裂缝等地质灾害，在沿海地区地下水位的大幅度下降可能引发海水入侵；而在干旱半干旱地区地下水位的下降还可能导致树死草亡和土地荒漠化。据统计我国北方17个省市区的地下水开采量占全国的88%，由此产生的后果是西安大雁塔产生不均匀沉降，塔身倾斜了 Im多，闻名中外的敦煌月牙泉的“月牙”也在逐步枯萎。地下水不能及时得到补充还使得地质结构发生了显著变化，由于北京市南郊的地下水位以lm/a的速度下降，自1966年以来北京市地面以10?20mm/a的速度下沉，而沈阳市地下水的超采漏斗已经达到285km2，并以13km2/a的速度向外扩展。
[0003]与此同时，随着城市建设的不断发展，不透水面积逐年增加，使得许多水资源严重缺乏的城市，城区的大量雨水没有得到充分的利用而白白流失，不仅是雨量的巨大浪费，同时直接造成城市的洪涝危害。雨水径流量的增大，流出时间的缩短，加大了排水系统的负担，许多城市雨季水涝现象严重，对城市的生产与生活造成极大的影响，并带来巨大的经济损失。
[0004]因此，若能利用城市汇集的雨水回灌地下水不仅可以补充日益匮乏的地下水资源，适当的提高地下水位，阻止或减缓地面下沉，还可以通过分流部分雨水减少城市雨水管道和泵站的投资以及运行费用，避免或减小暴雨时洪涝灾害的发生。
[0005]关于地下水人工补给的理论和技术方法，我国学者早在30年前就作了论述，并进行了一系列试验。雨水利用是水资源开发最早的方式，有几千年的历史。公元前2000多年的中东地区，许多家庭就有雨水收集系统，存贮雨水用于灌溉、生活、私人洗浴和公共卫生。公元前47年，埃及人使用集水槽供水，使用前加热杀菌和防止气味。公元8世纪，希腊人的房子备有储水槽、淋浴室和卫生间等，并且有陶土管建成的排水系统。作为四大文明古国的中国，也有着悠久的利用雨水的文明史，其中北方的窑水，南方的水塘和黄土地区的引洪淤灌都是十分成功的例证。
[0006]我国的真正意义上的城市雨水资源化利用研究和应用开始于20世纪80年代后期，它主要是随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题而引起人们的重视。当时，面对日益紧张的城市供水形势，国内个别城市开始考虑雨水资源的收集利用问题，尝试着在一些建筑物上安装雨水收集系统，但是，由于没有配套的雨水处理和回用系统，实际利用成效不大。20世纪90年代后期，相关的研究和应用进入一个新时期。
[0007]1998年，北京市节水办推出了两个研究项目，一是与北京建筑工程学院联合开展的“北京市城区雨水利用技术研究及雨水渗透扩大试验”，二是与中国农业大学合作进行的“北京市城市建设中增加雨水蓄渗措施研究”。两项研究为北京市的城区雨水资源化利用提供了理论和技术支持。与此同时，其他一些城市也开展了一些类似的研究。
[0008]进入21世纪以来，我国城市雨水资源化利用的进程明显加快，技术水平也迅速提高。2001年国务院批准了包含有雨洪利用规划内容的“21世纪初期首都水资源可持续利用规划”，推动北京市的城市雨水资源化利用走在了全国前列。2008年，北京奥运会代表性建筑国家体育馆(鸟巢)和国家游泳中心(水立方)雨水回收利用系统的正式启用，标志着我国的城市雨水资源化利用在某些方面达到了国际先进水平。
[0009]在渗透机理的研究方面,根据Horton公式和Green、Ampt公式等提出了适合地方特征的模型；在径流雨水污染控制方面提出雨水人工渗蓄利用系统中实行雨水污染控制措施是很有必要的。实际上雨水渗透早在我国一些古城的建筑中已有体现，利用渗透井、渗透沟使雨水就地入渗，如曲阜孔府宅内和后花园均设有渗透井。
[0010]2001年汪慧贞、李宪法提出了适合北京市雨水渗透设施的计算方法与关键参数的确定方法，何岩在三江平原前进农场进行了以放射性同位素为示踪剂的人工回灌试验。
[0011]2003年吴兴波，牛景涛等人做了玉符河人工回灌，确定了河道渗漏水能力、渗漏水区域、地下水影响程度与范围，验证了济南泉域水文地质模型。
[0012]2001年朱桂娥，薛禹群以上海浦西地区为例，对回灌条件下的承压含水层进行水位和水温的综合分析，为上海地区建立地下水水流模型和地面沉降模型提供了参考依据。
[0013]综上所述，在已有的研究文献中，这些国内利用城市雨水渗透利用及人工回灌补给地下水的技术发展和实践积累，都为开展城市雨水回灌项目提供了必要的指导原则和可借鉴经验。另外，我国气象数据采集，地表水和地下水勘察领域科研实力的不断增强，先进实验仪器和模拟分析方法的应用，可为城市雨水回灌项目提供更加准确的科学数据，为工程设计和施工技术人员提供技术指导。随着我国经济实力的提升，城市雨水回灌技术已经日益成熟。在城区大面积推广应用是可行的。
[0014]现有的技术方案之一是城市雨水渗透利用技术，城市雨水渗透利用的优点是能补充涵养地下水、缓解地面沉降、减少水涝和海水倒灌、减少地表径流、减少雨污管道负荷等，具有良好的经济、环境和社会效益，应用较为广泛，成为一种有前景的雨水间接利用方式。雨水渗透设施通常是挖掘土壤后，填上特殊渗滤介质(如碎石、砂砾等)，有时用土工布包裹防止侵蚀周边土壤。主要包括透水性路面、渗透井、渗透池、渗透渠和下凹式绿地等。雨水渗透利用早在我国一些古城的建筑中已有体现，利用渗坑、渗井、渗沟使雨水就地下渗。如南方老城区在庭院中间设天井沟和矩形渗坑；缺水地区用天井储蓄雨水；河北一带村镇的雨水渗入坑洼地及池塘；苏州园林宅内和后花园均有雨水渗井。其缺点是雨水渗透利用效益投资比相对较高，运行中存在一些问题，如雨水径流中的悬浮污染物对渗透利用设施以及土壤层的堵塞、下渗雨水中的重金属和难降解有机物对土壤及地下水的潜在威胁等。由于我国雨水径流污染严重，这些问题尤为突出，而目前各种人工渗透设施未能根据其适用条件进行科学优化组合，也未针对场地特点对雨水利用的目的进行详尽分析并选择对应的雨水人工渗透设施规模确定方法。
[0015]现有的技术方案之二是加压式人工回灌，加压式人工回灌井通常用于补给深层地下水，通过抽水机将回灌水打入深层含水层。加压回灌井占地面积小，回灌速度较通常井快，既可回灌又能用于抽水，实现水量的季节调节，适用于城市中地价昂贵或空地少的地区。加压式人工回灌井缺点也十分明显，需要专人管理运行。回灌过程中，若引入空气会形成空气阻塞，并降低回灌速度。长期运行过程中，回灌水中的固体物质会阻塞透水层，降低渗透系数。
【发明内容】
[0016]本发明要解决的技术问题是:现有技术中的雨水处理系统都是固定的，不能有效的过滤掉雨水携带的杂质及雨水中的污染物，采用回灌的方式一方面需要专人的管理，另一方面长期使用渗透效率会变差，为解决上述问题，提供一种城市雨水收集及地下补水桩。
[0017]本发明的目的是以下述方式实现的:
城市雨水收集及地下补水桩，包括收集装置和位于收集装