雨水回用系統在地鐵車輛段內的應用

陳沖

摘? 要：目前，我國城鎮的雨水設計方案仍是收集后排放至江河湖海等水體的形式，隨著我國城市化進程不斷提升，城鎮雨水排放的問題越來越突出。自從我國綠色建筑評估標準建立，國家及部分地區推出的對雨水資源收集利用的要求，令建筑工程中的雨水回用系統越來越得到重視。文章詳細介紹了雨水回用系統在地鐵車輛段內的應用。

關鍵詞：雨水回用;地鐵;給排水;車輛段

中圖分類號：TV213.9? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）07-0160-02

Abstract： At present， the design scheme of rain water in cities and towns in China is still in the form of collecting the back row to rivers， lakes and seas and other waters. With the continuous improvement of urbanization in China， the problem of rain water emission from cities and towns is becoming more and more prominent. Since the establishment of green building evaluation standards in China， the national and some areas put forward the requirements for the collection and utilization of rain water resources， so that rain water reuse system in construction projects has been paid more and more attention. This paper introduces in detail the application of rain water reuse system in subway depot.

Keywords： rain water reuse; subway; water supply and drainage; depot

地鐵車輛段一般占地30～50公頃，承擔了地鐵運營期間的列車停放、清洗、檢查、維修、折返等功能。車輛段內設檢修庫、運用庫、物資庫、調機工程車庫等大庫房。其中檢修庫、運用庫等單體的占地面積有可能達到6到10萬m2。如此就對地鐵車輛段雨水回用系統的設計提出了必要性要求。本文簡單介紹下地鐵車輛段中雨水回用系統設計方案。

1 雨水回用系統主要設計原則

（1）在經濟可行及運營維護方便的前提下，對回用雨水充分利用。由于道路及綠地徑流雨水污染物及固體雜質含量較高，故不考慮收集處理道路綠地雨水，雨水回用系統主要是收集屋面雨水。（2）雨水收集系統設置在綠化區域以下的地下空間，不占用或盡量少占用地面建筑面積;雨水收集系統主要工程設施為：雨水收集管網;沉淀過濾、紫外消毒、雨水檢查井等雨水收集系統單元;雨水收集池、末端清水池等構筑物。因整個系統多處于地下，雨水收集系統各構筑物模塊盡量選擇抗腐蝕、可循環使用的環保非金屬材料。（3）雨水回用系統設計的一個重要原則是綠色節能、環保經濟，在系統設計過程中，主要能耗為雨水在系統間的徑流以及雨水處理，整個雨水回用過程中，盡量采用雨水自身重力流，減少用電水泵提升。（4）雨水回用系統投產運營時，應盡量減少運營成本，維護簡單、安全，運營經濟、可靠。（5）設計細節方面，因整套系統處于地下，需考慮地面地下壓力平衡，促使系統運行順暢，因此需設置通氣設施，可考慮采用回用口及排污口兼具通氣功能。（6）雨水回用系統投資方面，應力求一次性建設投資少，運營階段費用低的原則，讓雨水回用系統真正成為一種綠色節能的水資源開發方式。（7）地面部分系統設置，應充分結合景觀設計。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施，通過對雨水的回用起到節水、水資源保護、減輕城市雨洪的負荷、改善城市生態環境的目的。

2 雨水回用系統原理、優勢及雨水收集主要用途

雨水回用系統的原理：下雨時，通過管網對屋面雨水進行收集，初期雨水由于含污量比較高，應先經過棄流裝置棄流后進入雨水收集池，當收集池收集滿后通過溢流堰溢流至下游雨水管網。雨水回用時，將儲存在收集池內的雨水通過過濾及消毒后，排至清水池進行回用。

雨水回用系統主要有以下幾點優勢：（1）通過雨水收集池蓄水，錯開暴雨排水高峰期，合理降低城市排水負荷。（2）主要采用沉淀過濾、紫外消毒的水處理技術，不使用生化水處理技術，無生化污染物排放，合理降低運營管理費用，且綠色無污染。（3）雨水回用系統高度集成，減少了地面水渠水溝設置，且整個系統均設置于地下，大大減少了土建建設規模和占地面積，同時地下設備也簡化了后期運營管理。（4）初期雨水采用棄流方式排空，降低了回用雨水的污染物濃度，減少了回用雨水的處理難度。（5）整套雨水回用系統采用PLC可編程控制，集成化、智能化程度較高，實現了一體化運行，降低運營難度，實現了科學化運營。（6）智能一體化運行，同時設計進出水水量監測，對降雨雨量監測有一定的輔助作用。

回收雨水主要用于整個車輛段廠區內綠化灌溉及道路沖洗。

3 雨水回用系統的總體規劃及計算公式

（1）規劃范圍：將車輛段綜合樓及庫房屋面雨水收集，經處理后用于綠化澆灑、道路沖洗等，在雨量不充足的情況下采用自來水補水。根據相關規范《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范》的規定：綠化、道路及廣場澆灑、車庫點沖洗、車輛沖洗、循環冷卻水補水等的最高日用水量應按現行國家標準《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003（2009年版本）的規定執行。（2）設計主要技術參數：屋面雨水收集與利用系統設計降雨重現期按1年計算;根據相關規范《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范》（GB 50400-2016），雨水收集利用工程的降雨設計重現期一般按1～2年計。

屋面雨水徑流總量的計算公式如下：

W=10ΨchyF

式中：W-雨水設計徑流總量（m3）;Ψc-雨量徑流系數，徑流時取0.8;hy-設計降雨厚度（mm）;F-匯水面積（hm2）。

4 雨水回用系統的主要工藝流程

（1）雨水回用系統主要工藝流程如圖1。

初期徑流雨水因污染較重，應采用“棄流法”排除，后期徑流雨水收集后，采用“分（棄）流+過濾+消毒”水處理工藝，由于處理后雨水用于綠化灌溉和道路沖洗，因此經過過濾消毒后即可滿足用水要求，工藝簡單。相應詳細處理流程如下：

場地屋面雨水——雨水收集管網——初期雨水棄流——雨水儲存——過濾器——紫外線消毒器——清水池——變頻壓力供水系統——回用于綠化噴灌、道路澆灑等。

（2）主要工藝流程說明

雨水收集：市政管道原雨水經初期雨水棄流井，通過配水管流入雨水收集池、經過濾器過濾、紫外線在線殺菌消毒后達到《建筑與小區雨水控制及利用技術規范GB 50400-2016》雨水回用水標準。

棄流：初期雨水由于存在污染物濃度較高，處理難度和成本較大，匯雨量又不大的特點，一般是將初期降雨徑流直接棄除。采用溢流堰式初期雨水分（棄）流井，內設置棄流槽，初期雨水通過棄流槽排走，雨量逐漸增大時，此時雨水通過配水管直接進入雨水收集池。

紫外線消毒器：由于紫外線消毒不額外產生二次污染，且消毒效率高，幾乎對所有細菌、病毒都具有消殺作用，且紫外線消毒運行較為安全、節能、可靠、可控，設備及運行費用均較低。具有以上優點，成為消毒首選。紫外線消毒器選用高效率的UV-C（LL或LH）紫外燈，選用高透光率的套管，保證紫外線透光率在90%以上。

收集池：雨水回用系統收集池采用模塊化組合池，可極大的適應場地限制，能根據空間、場地要求，形成各種形狀。模塊池內表面要求光滑，不易滋生藻類，保證地下儲存水體能較長時間保持穩定。模塊池要求有較大承載力，每塊單體尺寸為1000*500*400（h），內部采用10根φ160支撐柱支撐，承壓≥0.45N/mm2，側向承壓≥0.10N/mm2，層間采用承插圓管的形式進行連接，列間采用連接卡進行連接。收集池可設置于綠地下方，不占用建設場地。

清水池：雨水回用系統清水池采用模塊化組合池，可極大的適應場地限制，能根據空間、場地要求，形成各種形狀。模塊池內表面要求光滑，不易滋生藻類，保證地下儲存水體能較長時間保持穩定。清水池可設置于綠地下方，不占用建設場地。

過濾：利用沉淀過濾的物理式水處理技術，初步去除回用水體內的懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質。盡量采用重力流的方式過濾，以減少系統運行整體能耗，達到綠色節能標準要求。

溢流、水位控制：如果雨水流量過大，水位過高，部分雨水經溢流口流入下一級市政雨水管道。當模塊組合式水池滿后，雨水通過分流井內的溢流堰溢流排走，在雨量不充足的情況下，清水池通過液位控制采用自來水補水，以滿足用水要求。

排污：PP模塊收集池設有自動反沖洗系統。

管材：采用波紋管、PE管、PVC管等管材。

控制系統：采用變頻控制，設置手自動控制，配備智能GPRS無線控制終端，結合現場情況進行系統控制設定，確保系統出水水質。

5 水質保障措施

（1）雨水回用系統各個設計階段均需有防倒流措施，區分不同水質，低水質雨水不得直接流入高水質水系統中。（2）雨水回用系統各個池、管、井均需有明顯涂色標識，防止誤飲誤用。應當設有龍頭等取水部位，除設置明顯標識外，還應增設鎖具。（3）雨水回用于澆灑綠地時，避免影響行人，采用夜間灌溉及滴灌、微灌等措施。（4）整個系統水管選材應遵循設計年限內不得造成二次污染，嚴禁選用非鍍鋅鋼管，并且管材及借款應滿足國家標準的相關要求。

6 結束語

地鐵車輛段占地面積大，綠化用水和道路沖洗用水占整個車輛段用水權重大，雨水回用能很好解決這一塊用水量問題。作為地鐵設計者，我們應注重雨水回用系統的運用，大力倡導綠色地鐵設計。

參考文獻：

[1]GB50157-2013.地鐵設計規范[S].

[2]GB50400-2016.建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范[S].

[3]GB50015-2003.建筑給水排水設計規范（2009年版）[S].

[4]GB50318-2017.城市排水工程規劃規范[S].

[5]GB50014-2006.室外排水設計規范（2016年版）[S].

[6]GB50400-2016.建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范[S].

[7]建筑與小區雨水利用工程技術規范實施指南[Z].