1、煤矿矿区雨水作为中水原水的探讨摘要： 随着国民经济的高速发展，煤矿矿区水资源普遍日益短缺，矿区雨水资源的利用具有重要意义。本文介绍矿区雨水作为中水原水的收集和水质分析以及在中水工程中的应用。 关键词：水资源矿雨水水 中水工程 Abstract: with the rapid development of national economy, water resource in coal mining area is generally shortage, mining area of utilization of rainwater resources has important signifi
2、cance. This paper introduces the mining area water as raw water collection and water quality analysis and application in water engineering. Key words: water resources mineral water water water project 中图分类号 TU991文献标识码A文章编号 1.概述 以前矿区水资源主要致力于地表水资源和地下水资源的开发，不重视对煤矿矿区汇集径流雨水的利用而任其排放，造成了大量宝贵雨水资源的流失，随着煤矿矿区现
3、代化水平的提高和经济的高速发展，煤矿矿区雨水问题愈发突显出来。随着煤矿矿区建设的不断发展，煤矿矿区建筑物、构筑物以及道路形成了大量的不透水地面、屋面、混凝土和沥青路面，他们的径流系数一般为 0.9，也就是说降雨量的 90将形成地面径流。大量的雨水径流没有利用就直接排放掉了，不仅仅是水资源的巨大浪费，同时也加大了煤矿矿区排水设施的负担以及增加了煤矿矿区雨水洪灾的概率。 煤矿矿区现代化进程加速，不透水面积扩大，使得相同的降雨量煤矿矿区地区产生的径流量比农村地区大，而且煤矿矿区中雨水下水道的铺设及天然河道的改变使雨水流向排水管网更为迅速，洪水总量增加，洪峰增高和峰现时间提前，导致煤矿矿区雨洪灾害问题
4、日益严重。为了解决和缓解这些问题，雨水利用是行之有效的方法之一。 其实煤矿矿区雨水是一种宝贵的自然资源，在煤矿矿区水循环系统和流域水环境系统中起着十分重要的作用。可用于补充地下水、绿化用水、景观用水、居民杂用、工业用水，深度处理后还可作为饮用水。 2. 煤矿矿区雨水的收集 煤矿矿区雨水在实际利用时受到诸多因素的限制，像气候条件、降雨季节（南方地区多集中在春夏两季）的分配，雨水水质的情况和地质地貌等自然因素的制约以及特定地区建筑物的布局和结构等一些其它因素的影响。煤矿矿区雨水的收集通常有如下几种途径： （1）屋面雨水集蓄。利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统，主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用
5、水，如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水，减轻煤矿矿区排水和处理系统的负荷，减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。 （2）是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮，以拦截雨水径流携带的污染物；日本名古屋的若宫大通调节池，建在城市的街道下面，长约 316m，宽度 4750m,深约 10m，最大贮留量约为10104m3）1 （3）绿地草坪滞蓄2。绿地草坪供雨水径流流过时下渗，超过绿地草坪渗透能力的雨水则进入雨水池收集。采用各种雨水渗透设施，让雨水回灌地下,补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术
6、。还有缓解地面沉降、减少水涝等多种效益。 3.煤矿矿区雨水水质分析 煤矿矿区雨水水质情况非常复杂，煤矿矿区之间的差异、汇水面、降雨的季节、降雨特征等的不同都会影响到煤矿矿区雨水的水质。雨水径流污染主要表现在以下几个方面。 第一是由于大气的污染，直接由于降雨带来的污染物，这些污染物的种类主要取决于各个煤矿矿区的空气状况，还可能由于大气的迁移，从外域带入（如北方地区的沙尘暴） 。 第二是屋面。屋面雨水径流的水质主要取决于非降雨期空气中沉降物和屋面所用的材料。屋面材料对屋面径流水质的影响非常明显。尤其是沥青油毡类屋面材料（特别是普通油毡类）污染比较严重，比混凝土平板、现浇钢筋混凝土屋面以及瓦屋顶（像
7、小青瓦、石棉瓦、平瓦）的污染量高出许多倍。材料的老化和夏季的高温曝晒，收集雨水中的污染物浓度都会有显著的提高，并且色度大，主要为可溶性 COD，多集中在暴雨初期径流中，浓度达到数百甚至超过数千 mg/l，当然雨水水质也取决于该煤矿矿区的降雨量、气温、降雨间隔时间、屋面材料的种类等，一般说来降雨后期 COD 的浓度可稳定在 100mg/l 以内。 第三是路面雨水径流水质和影响因素最为复杂3。大气、屋面污染物都会汇入到路面，加上路面本身各种污染因素，如路面所用材料、汽车尾气排泄物、生活垃圾、裸露和植被地带冲出的泥沙等，其成分异常复杂，随机性很大。但也有一定的规律：如污染物主要集中在雨水初期径流中，
8、污染浓度主要受两次降雨之间的间隔时间、空气质量、降雨量和暴雨强度，路面状况等因素影响。总的说来，在降雨过程中，浓度逐渐下降，最后趋于稳定，其主要污染成分有 COD、SS、油类、表面活性剂，重金属及其它无机盐类。 4. 煤矿矿区雨水作为中水原水在中水工程中的应用 从雨水的水质分析可知，屋面雨水的水质远远高于通过道路雨水截流收集到的雨水，当然绿地草坪滞蓄收集到的雨水水质也非常好，但是由于绿地草坪的渗透能力比较强，能收集到的雨水数量有限，因此在实际过程中通常采用屋面收集到的雨水作为中水原水。笔者对某市某次雨水的水质进行了分析，见下表 1。 表 1 屋面雨水水质分析 从表中可知 BOD5/COD(可生
9、化系数)的值小于 0.3，由此可见屋面雨水不宜采用生化处理工艺，宜采用物化处理，即采用筛网格栅、混凝沉淀及过滤等工艺。从以前所采用的中水系统来看，大部分的建筑中水系统都采用生化处理工艺，因此雨水利用必须采用独立系统。 在屋面雨水作为中水原水的处理方案选择时，由于初期降雨的污染浓度比较高，处理难度大, 因此对初期雨水的控制主要采用弃流处理。初期雨水弃流可去除径流中大部分污染物, 包括细小的或溶解性污染物, 因此是一种有效的水质控制技术。初期弃流量大约 2mm 时比较合适。雨水处理方案如图一所示。 5.煤矿矿区雨水资源化的建议 目前国内针对煤矿矿区雨水资源化及控制雨水径流带来的污染问题还没有系统的
10、或较为成熟的激励措施和管理办法。主要表现在以下几个方面： （1）雨水利用还缺乏一定的标准和规范。各地的雨水利用处于摸索阶段，缺乏充分的科学分析和指导。雨水利用系统的组成、集流面的面积、储水池的防渗材料选用，水窖水质的净化，都尚未形成公认的标准和规范。 （2）现阶段，政府应该加大对中水工程的投资力度，在政策上应该给予优惠、扶持采用生命力。 在国外，德国和日本等一些发达国家，城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。德国除了对城市雨水利用采取不同的方式外，还制订了一系列有关雨水利用的法律法规，对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若
11、无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。若用户实施了雨水利用技术，国家将不再对用户征收雨水排放费（德国雨水排放费和污水排放费用一样高，通常是自来水费的 1.5 倍左右） 。例如 2001 年 1 月 1 日起德国汉诺威市开始征收雨水费。该市规定如建筑房屋、硬化地面因雨水不能渗入地面而流入城市雨水管网，则要交纳雨水费。雨水费按此房屋和硬化地面的面积计算，目前费用为 0.63 欧元m2.年4。 就目前情况看，煤矿矿区雨水利用系统建设在全国尚处在起步阶段。煤矿矿区雨水利用不仅可以解决部分煤矿矿区的水资源短缺问题，也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。煤矿矿区雨水利用作为公益事业，不仅具有环境生态效益和社会效益，还有潜在的直接或间接经济效益。 参考文献： 1赵廷红、牛争鸣.实现城市雨水资源化的基本途径J.中国给水排水. 2 钱易、刘昌明、邵益生.中国城市水资源可持续开发利用M .中国水利水电出版社，2002. 3 北京城市节约用水办公室.节水新技术与示范工程实例M.北京：中国建筑工业出版社，2004. 4 http：/ 作者简介：赵靖（1975-） ，女，河北保定人，工程师，硕士，现在北京华宇工程有限公司从事给水排水设计。
