基于實(shí)例分析建筑雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

王力波

摘要：本文主要從實(shí)施建筑雨水回用系統(tǒng)的作用出發(fā)，闡述了雨水收集回用的分類及設(shè)計(jì)原則根據(jù)相關(guān)規(guī)范和資料，并指出雨水回用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中常見的影響因素，最后通過實(shí)例分析，對雨水回用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討分析。

關(guān)鍵詞：雨水回用系統(tǒng);設(shè)計(jì)應(yīng)用;實(shí)例分析

一、實(shí)施建筑雨水回用系統(tǒng)的作用

近年來，基于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，對水資源需求量日益上漲，水資源短缺問題逐漸上升到阻礙城市建設(shè)發(fā)展重要因素基礎(chǔ)上，隨著節(jié)能環(huán)保理念推廣的不斷深入，在我國許多地區(qū)愈來愈重視雨水回用策略的實(shí)施，并收獲了良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。如果在城市建設(shè)中，以城市為中心的地下水漏斗面積不斷擴(kuò)大，地下水位持續(xù)下降，加上城市當(dāng)中不透水地面面積不斷擴(kuò)大，排水設(shè)施壓力將不斷增大，一方面由于雨水難以入滲地下補(bǔ)充地下水，加上地下水的嚴(yán)重超采，使得城市周圍的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境惡化;另一方面暴雨時(shí)節(jié)，徑流迅速匯集造成地面積水和城市局部洪災(zāi)，此外用于澆灌綠化、沖洗馬路、消防等公益用水及洗車等新興用水行業(yè)的興起無疑加重自來水供應(yīng)的負(fù)擔(dān)等，影響城市居民生活，堵塞交通，嚴(yán)重影響城市形象。因此，加強(qiáng)雨水收集回用工程的實(shí)施，不僅能有效節(jié)約水資源，又可降低雨水徑流流量，從而減少雨水對城市雨水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，通過雨水收集回用的廣泛開展，雨水被留住或回滲地下，減少雨水排水量，減輕城市暴雨洪水災(zāi)害威脅，減少城市道路雨水徑流量，減輕城市排水的壓力，進(jìn)而完善城市各項(xiàng)功能使之正常有效的發(fā)揮有著重要意義。

二、雨水收集回用的分類及設(shè)計(jì)原則

（一）雨水收集利用的分類

依據(jù)雨水的用途，可將雨水收集回用分為以下類型，這些系統(tǒng)既可獨(dú)立使用，也可綜合應(yīng)用。

1、收集回用系統(tǒng)：將匯流面上的徑流雨水收集后處理加以如環(huán)境綠化、道路除塵、沖洗車輛、消防等利用，最大限度的利用水資源。

2、雨水入滲系統(tǒng)：匯水區(qū)域內(nèi)的降雨，通過低洼綠地、透水鋪裝地面等地面滲透設(shè)施，以及滲透管、滲透井等地下滲透設(shè)施將雨水回灌地下，減少水澇，改善生態(tài)環(huán)境。

3、調(diào)蓄排放系統(tǒng)：利用建設(shè)用地范圍內(nèi)的池塘、洼地、景觀水體或人工修建的蓄水池，來儲存、調(diào)節(jié)高峰雨水徑流量，達(dá)到消減洪峰、待高峰過去再緩慢排出。

（二）雨水收集回用方案的設(shè)計(jì)原則

1、對于多雨且有缺水地區(qū)，可直接采用雨水收集回用系統(tǒng)，在常規(guī)屋面及地面的雨水收集中，初期徑流因?qū)ο聣|面表面污染物的沖刷作用導(dǎo)致水質(zhì)污染物濃度高，水量較少，隨著降雨過程延續(xù)，表面污染物逐漸減少，后期徑流水質(zhì)得到改善。

2、對于有景觀水體的建筑項(xiàng)目，首先調(diào)蓄水體，補(bǔ)充景觀水體用水量。雨水利用量需要根據(jù)項(xiàng)目的基礎(chǔ)資料、水景的模式及形式、水量平衡分析等計(jì)算確定，水景的規(guī)模及調(diào)蓄能力通過水量平衡分析確定;

3、對于沒有景觀水體的建筑項(xiàng)目，優(yōu)選低洼綠地、生物景觀滯留、滲水路面、多功能室外調(diào)蓄設(shè)施等分散式雨水調(diào)蓄滲透技術(shù)。

三、雨水回用系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中需考慮的各項(xiàng)因素

（一）雨水水質(zhì)因素

降水主要是指降落在任何地貌特征上收集所有可供收集的雨水。雨水是可供直接收集的水源，主要有建筑物的屋面和場地兩大部分。由于大多數(shù)水質(zhì)指標(biāo)都要進(jìn)行測試后才能得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，因此，需要相關(guān)的測試數(shù)據(jù)才能對水質(zhì)做出準(zhǔn)確的判斷。

（二）降雨量因素

降雨量直接影響著雨水回用系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)，但降雨量的分布是人為對已經(jīng)發(fā)生的降雨量進(jìn)行氣象、水文分析的結(jié)果，是后知的推論，我們并不能準(zhǔn)確預(yù)計(jì)以后發(fā)生降雨量的多少，因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)推導(dǎo)出的年均降雨量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將之合理地分配至每個月份。

（三）初期雨水棄流方式的選擇因素

初期雨水控制方法較多，常用方式是設(shè)置初期雨水棄流裝置。而城市建設(shè)進(jìn)程的加快導(dǎo)致不透水地面面積迅速上升，雨水徑流量也隨之增加，由于降水吸收大量空氣中的污染物及其對地表污染物的沖刷，其污染非常嚴(yán)重。雨水徑流有明顯初期沖刷作用，因此，控制初期雨水成為雨水利用系統(tǒng)和城市徑流污染控制的一項(xiàng)主要舉措。

（四）雨水處理工藝的選擇因素

對于雨水處理工藝方法眾多，一般包括：物理處理工藝、物化處理工藝、土壤過濾處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)及生物處理工藝等。

（五）雨水沉淀蓄水的設(shè)計(jì)因素

雨水棄流后，對于大型的雨水集蓄利用項(xiàng)目而言，仍然需要進(jìn)行預(yù)沉，然后再進(jìn)行蓄水。預(yù)沉只具備簡單的沉淀作用，用于有效去除雨水中的泥砂，設(shè)計(jì)人員可以按照常規(guī)要求設(shè)計(jì)。

四、雨水收集回用系統(tǒng)工程案例

某地區(qū)一中檔商品住宅小區(qū)項(xiàng)目，小區(qū)規(guī)劃總用地面積約為252000m2，其中居住區(qū)用地214000m2，規(guī)劃道路用地約為38000m2;容積率2.2，建筑密度28%，綠地率30%，在項(xiàng)目內(nèi)設(shè)有兩次水景，水域面積約3800m2。下面對其雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

（一）可收集雨水分析

在項(xiàng)目中，雨水回用原水主要收集綠地匯流雨水、屋面匯流雨水以及道路匯流雨水，然后根據(jù)污染程度、收集難易、徑流量等因素合理選擇雨水收集形式;本項(xiàng)目通過比較分析，最后采用匯集簡單、污染程度輕、徑流量適中的屋面雨水作為雨水收集系統(tǒng)的原水。

（二）回用雨水使用分析

通常，雨水回用主要用于綠化用水、景觀用水、路面沖洗用水、汽車沖洗用水、沖廁用水及消防用水等。考慮到本項(xiàng)目的實(shí)際情況，最后決定將回用水用于綠化和道路沖洗。

（三）水量平衡計(jì)算

1、雨水徑流總量。根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》中雨水徑流量計(jì)算公式：W=10ψchyF。（式中：ψc為雨量徑流系數(shù)取0.9;hy為設(shè)計(jì)降雨厚度;F為匯水面積）經(jīng)計(jì)算，徑流總量約為W=350m3/d。

2、需回用雨水量。綠化及道路占地面積75500m2，綠化和澆灑用水定額為2L/（m2·d），則每日最大需水量為151m3/d。

3、平衡分析。回用系統(tǒng)的最高日設(shè)計(jì)水量為151m3/d，集水面積設(shè)計(jì)徑流量為350m3/d，回用水量與集水徑流總量的比值約為43%，滿足規(guī)范不小于40%的要求。

（四）雨水處理工藝流程

按照項(xiàng)目選用的雨水回用方案，制定相應(yīng)的工藝流程，屋面雨水先經(jīng)過收集管收集后進(jìn)入整流井，并將初期雨水進(jìn)行棄流;雨水經(jīng)整流井后又進(jìn)入保證水量均衡的雨水調(diào)蓄池，經(jīng)提升泵提升后進(jìn)入雨水處理系統(tǒng);處理達(dá)標(biāo)后，清水將存入清水池;最后通過變頻給水設(shè)備，清潔雨水用于綠化和沖洗用水。

（五）雨水回用系統(tǒng)計(jì)算

1、清水池容積計(jì)算。根據(jù)規(guī)范，清水池容積取雨水回用系統(tǒng)最高日設(shè)計(jì)水量35%，本項(xiàng)目最高日設(shè)計(jì)用水量為150.8m3/d，故清水池容積計(jì)算值為150.8×0.35=52.8m3，考慮無雨或少雨季節(jié)的存在，適當(dāng)擴(kuò)大清水池的容積，可以滿足更大的水量要求，取清水池的容積為80—100m3。

2、雨水回用設(shè)施。清水池內(nèi)的清潔雨水首先由二級泵站提升至變頻給水設(shè)備，通過給水管網(wǎng)供給至需要綠化和沖洗的部位。

（六）雨水積蓄系統(tǒng)有效水容積計(jì)算

1、日雨水徑流量。計(jì)算得日雨水徑流量為=350m3。

2、徑流棄流量。由于雨水水質(zhì)的不同，對于棄流量的計(jì)算存在很大分歧。根據(jù)規(guī)范計(jì)算公式：wi=10δf式中，wi為初期徑流棄流量;δ為初期徑流厚度，考慮2mm初期徑流，進(jìn)而得出棄流總量wi為=7.8m3。

3、雨水積蓄系統(tǒng)有效水容積，算得=350―7.8=342.2m3。

五、結(jié)語：

總之，隨著當(dāng)前綠色建筑和節(jié)能環(huán)保概念的不斷推廣，勢必將引起人們對雨水等非傳統(tǒng)水源的重視。因此，我們應(yīng)當(dāng)將節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)雨水回收利用的整體性、有序性、系統(tǒng)性，從宏觀上改善小區(qū)生態(tài)環(huán)境，推動水資源可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]蔣嵐嵐.無錫市某住宅小區(qū)雨水利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：給水排水，2011，（12）

作者身份證號：231025198610305213