一種雨水收集再利用裝置在某公寓樓排水系統中的應用

徐圣楠 馮秋萍 余 佳 王斯海

（江蘇工程職業技術學院,江蘇 南通226000）

1 概述

我國淡水資源極度欠缺,每年有將近一半地區長期處于干旱、半干旱狀態,人均占有量不到世界平均水平1/4,已被認定為十三個貧水國之一,在全國600 多個地區當中,超過400 個存在不同程度的缺水,甚至一些城市因為過量抽汲地下水導致水位顯著降低[1-4]。

隨著城市現代化進程的加快,水污染愈演愈烈,工農業的發展使得大面積水體被污染,可用淡水量變得更少,人們越來越重視對其合理化的利用。

雨水是補給地表水體的天然水資源,對人類生活有著很大的影響。合理高效地對雨水進行利用能夠消減暴雨時期的洪峰流量,可以降低市政管道負荷；一定程度上減小城市的面源污染；補充地下水,有效緩解城市供水緊張的局面[4]。

雨水資源有很多種可利用方式,但是現有的雨水收集再利用裝置大多存在一些不足之處。如裝置在使用過程中無法對水箱的水位的高低進行檢測,就會導致該水箱存儲的水溢出,降低雨水收集再利用的使用效果,冬季還會導致水箱漲破,為用戶使用帶來了不便[3]。本文提出了一種創新型雨水收集再利用裝置,并將該裝置應用到某公寓樓的排水系統設計中。

2 設計主要內容

2.1 一種雨水收集再利用裝置

一種雨水收集再利用裝置,包括落水管、內水管和滑軌,如

圖1 一種雨水收集再利用裝置

圖2 水箱內部構造

2.2 一種雨水收集裝置在雨水排水系統中的應用

該公寓樓的建筑面積為12694m2,其中地下建筑面積1114m2,地上建筑面積11581m2,屋面面積為1108m2。建筑高度為22.95m,地下1 層,地上11 層。

如圖3 所示,本公寓樓的排水設計主要包含：建筑排水系統設計和雨水系統設計。本項目為民用建筑,主要執行的規范為《建筑給水排水設計規范》（GB50015-2003）、《建筑與小區雨水控制及利用工程技術規范》（GB50400-2016）、《民用建筑節水設計標準》（GB50555-2010）等。

圖3 一層排水、消防平面圖

2.2.1 建筑排水設計

在排水設計方面,雨污分流,污廢分流。該公寓樓的南面和北面均設有污水檢查井,生活廢水和污水分別通過廢水管和污水管排至污水檢查井中,然后通過市政污水管道排至污水處理廠。排水管的管道轉彎應盡量少設置,使排水通暢。除此之外,排水管道應進行嚴格的閉水試驗,嚴禁管道內污水外滲和泄露。

2.2.2 雨水系統設計

在雨水設計中,要考慮雨水的區域匯水面積,上層屋頂與下層裙房屋頂的雨水轉輸關系,同時雨水管的布置應使排水通暢。屋面雨水采用重力流排水設計,雨水管道采用UPVC 排水塑料管。雨水先通過雨水管道排至該雨水收集再利用裝置中,當超過水箱中的額定水位后,雨水通過徑流最后排至地下管網中。

一般來說,屋面可收集雨水總量取決于年降雨量及房屋的匯水面積,但也會受到自然地理條件、經濟發展水平、科技水平的影響,所以每年真正可以被有效收集利用的雨水總量需考慮徑流、季節折減及初期雨水棄流折減等因素[4]。

其計算公式為：

式中：W——可收集水量,m3；α——季節折減系數,取0.85；β——初期棄流系數,取0.87；

Ψ——徑流系數,取0.9；H——多年平均年降雨量,m；A——匯流面積,m2；

南通市屬北亞熱帶濕潤氣候區,海洋性氣候特征明顯,年均降雨量在1100mm 左右。已知該公寓樓的屋面面積為1108m2,即A=1108m2,將其代入式（1）可求得本公寓樓屋面可收集雨水總量為：

上述計算該雨水收集裝置可收集雨水約811.17m3,若將該雨水合理利用,能夠有效緩解城市供水緊張的局面,降低市政管道負荷。

3 結果與討論

該雨水回收再利用裝置中設置的水位報警器和關斷閥,能夠有效避免水箱中水滿溢出,確保該水箱能夠正常儲存水；該雨水回收再利用裝置中設置的過濾網和排污管,可對雨水中的漂浮物及污泥進行過濾排放,清理操作難度低,確保了收集的雨水可正常供沖水馬桶使用。

該雨水回收再利用裝置對收集的雨水經過過濾沉淀等處理后用于家庭沖刷等日常用水,多余雨水下滲后回補地下水。該裝置將雨水回收利用不但可以緩解市政供水緊張,還可以減少降雨形成的徑流量,更可以減少排入市政管網的水量,從而減輕城市排水系統壓力。多余雨水下滲回補地下水有效改善了區域生態環境。