工匯集雨水利用技術研究主要進展(二)

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二、開展雨水匯集工程的基本參數、集流場地表處理技術研究,提出集流場規(guī)劃設計指南
    首先分析了研究區(qū)降雨參數。通過對該地1958~1996年降雨資料分析,發(fā)現次降雨量<5mm的降雨基本上不產流或產流甚少。為此,提出雨水匯集工程參數研究過程中,應重點分析日降雨量≥5mm的降雨。通過系統(tǒng)分析,提出可按5年一遇60日≥5mm降雨量作為設計集雨水窖的標準,該降雨量略大于同頻率≥5mm降雨量的50%。若以30m3作為水窖容積,對于混凝土集水面、塑料薄膜集水面等,則可容納約140m2集水面的水量。
    其次,通過野外定點觀測試驗,分別對HEC(與土混合比例1:6、1:8、1:10)、水泥土、沙蘭特油氈、混凝土、塑膜、玻璃絲油氈等6種材料的集流特征、效率進行了分析研究。野外試驗共布設9個小區(qū),截至1999年底已獲得288場次資料,經初步分析,認為PI30是影響該地降雨集流的主要影響因子,并建立了集流效率E與PI30的函數關系式。據分析,塑膜集流效率高達80%以上;同等條件下,瀝青玻璃絲油氈集流效率比塑膜高15%,HEC比水泥土高80%左右。為此,我們推薦HEC、瀝青玻璃絲油氈、塑膜、沙蘭特油氈等4種集流材料,其每平方米造價分別為3~5元、4元、1元及5.5元。而目前常用的混凝土每平方米造價高達18~30元。
    通過上述工作,提出了集雨場規(guī)劃設計指南。該指南重點論述了規(guī)劃設計的任務、方法、步驟,并給出了典型集雨工程的設計實例和經濟分析。
    三、研究存貯雨水的水窖優(yōu)化結構及其配套的防滲、凈化和提水技術
    首先,通過野外調研、總結分析以及力學結構計算,提出應大力推廣應用的三種水窖形式,即混凝土球形水窖、混凝土薄殼圓柱形水窖及紅膠泥水窖,并給出了定型設計圖紙,以及相應的施工方法與技術。同時,根據不同作物、不同降雨保證率下的需水量和集水量,確定出蓄水設施的容積。經計算,混凝土球形窖單個容積以20~40m3為宜,混凝土薄殼圓柱形窖以40~60m3為宜,紅膠泥水窖以15~40m3為宜。
    其次,提出了水窖防滲抗凍技術,即采用15混凝土,抗?jié)B標號選取S4,抗凍指標選取D50的#425以上的水泥等建材,抹面時摻入2%~5%(指占水泥重量)的防滲劑,且窖體設在地面80cm以下。
    為確保水窖水質,采取了沉沙與過濾方法,給出了上述設施的定型設計方法,并進行現場觀測。水窖水質經分析表明,混凝土窖水的pH值偏高,高達9.7,其主要原因在于水泥中析出Ca(HO)2所致,但4~5年后,pH均降到78以下,可滿足灌溉需求。
    針對雨水利用特點,利用市場現有的小型汽油機泵,采用軟軸連接技術,使其吸程增加4~8m,其揚程為36~42m,該機可配4~7組F-4系列或SW200系列噴頭,實施噴灌作業(yè)。