綠色建筑小區(qū)雨水資源化綜合利用技術(shù)研究

盧鳳忠

（安順黃果樹(shù)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院 貴州安順 561000）

綠色建筑小區(qū)雨水資源化綜合利用技術(shù)研究

盧鳳忠

（安順黃果樹(shù)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)院 貴州安順 561000）

雨水利用越來(lái)越為我國(guó)各個(gè)城市所重視，雨水資源化是解決內(nèi)澇問(wèn)題的重要措施之一，但是現(xiàn)在雨水利用在我國(guó)屬于探索階段。本文主要闡述了綠色建筑小區(qū)雨水資源化綜合利用技術(shù)，并提出一些較為常見(jiàn)的工程措施，僅供參考。

資源化；綜合利用；雨水利用

引言

近年來(lái)，隨著城市化的進(jìn)程，城市工業(yè)化進(jìn)程加快，工業(yè)用水量增加，城市地面硬化（如建筑屋面、路面、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等）改變了原地面的水文特性，大量雨水流失，雨洪峰值變大加重排水系統(tǒng)負(fù)荷，極易形成內(nèi)澇。土壤含水量減少，熱島效應(yīng)及地下水位下降現(xiàn)象加劇。隨著城市缺水問(wèn)題的日益嚴(yán)重和城市水生態(tài)的日趨惡化，城市的治水思路發(fā)生了戰(zhàn)略性改變。雨水資源綜合利用是水資源綜合利用中的一種新的系統(tǒng)工程，具有良好的節(jié)水效能和環(huán)境生態(tài)效益-城市雨水處理工程的建設(shè)正在以前所未有的速度向前逐步推進(jìn)。

1 雨水利用理念及必要性

所謂的雨水利用，是指對(duì)自然的降雨資源進(jìn)行收集和調(diào)配、綜合利用。城市雨水利用包括雨水的收集、儲(chǔ)存、控制并高效利用等過(guò)程。目前雨水用途包括：補(bǔ)充地下水、綠化用水、景觀用水、城市雜用（洗車、沖洗道路及建筑物、消防等）、居民雜用、工業(yè)用水，深度處理后甚至還可以用作飲用。水是人類賴以生存的基礎(chǔ)，是人類社會(huì)發(fā)展的重要資源之一。我國(guó)淡水資源嚴(yán)重短缺，淡水資源人均占有量?jī)H為世界人均占有量的1/4，是世界13個(gè)人均淡水資源最貧乏的國(guó)家之一。我國(guó)可利用的淡水資源量只有11000億m3左右，并且分布不均衡。在我國(guó)大部分地區(qū)，雨季時(shí)大量雨水都隨徑流排放，這部分可作為資源的雨水在北方缺水城市沒(méi)有得到合理利用，大部分雨水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)系統(tǒng)直接排走。一方面可供使用的水資源極度緊缺，另一方面又未能有效利用寶貴的雨水資源，造成了水資源的浪費(fèi)。因此城市雨水資源化利用成為可能，雨水利用以其處理成本經(jīng)濟(jì)、處理方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，成為一種新的可利用水資源。

2 小區(qū)雨水利用規(guī)劃

建筑面積大于2.5萬(wàn)m2的建筑小區(qū)，宜設(shè)置屋面雨水收集系統(tǒng)及小區(qū)雨水利用設(shè)施。

2.1 屋頂集雨系統(tǒng)

屋面雨水的利用以單體建筑物為單位，采取就地收集、就地處理、就地利用的原則。屋面雨水經(jīng)過(guò)收集系統(tǒng)初期棄流、沉淀、過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)水罐，然后回用于小區(qū)的市政雜用。初期棄流進(jìn)入市政雨水收集系統(tǒng)。根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定以兩年一遇日降雨量確定系統(tǒng)蓄水體積，根據(jù)公式：

W=Ψ×Chy×F（1）

式中：Chy為兩年一遇日降雨量，m；F為地塊屋面的總面積2663.5m2；Ψ為屋面雨量徑流系數(shù)，取0.95；W為蓄水體積，m3。

2.2 綠色屋頂

應(yīng)積極推廣綠色屋頂?shù)膽?yīng)用。綠化屋面以綠色植物為主要覆蓋物，配以植物生存所需要的營(yíng)養(yǎng)土層、蓄水層以及屋面所需要的植物根阻攔層、排水層、防水層等所共同組成的整個(gè)屋面系統(tǒng)。它是改善城市生態(tài)環(huán)璄、調(diào)節(jié)小氣候、減少?gòu)搅?、凈化空氣、降低室溫、豐富城市景觀的一項(xiàng)重要措施。

2.3 雨水花園

雨水花園等生物滯蓄設(shè)施是指利用淺的洼地（深約3～45cm），種植當(dāng)?shù)氐南菜参铮ㄟ^(guò)吸附、滲透和過(guò)濾等原理，對(duì)降落在不透水表面，如屋頂、車道、巷弄或街道等的雨水進(jìn)行控制，削減其產(chǎn)生的雨水徑流，改善雨水水質(zhì)，盡量減少其對(duì)受納水體的負(fù)面影響。

2.4 植被淺溝

植被淺溝是指在地表溝渠中種有植被的一種工程性措施，該技術(shù)主要功能是用重力流收集雨水并通過(guò)植被截流和土壤過(guò)濾處理雨水徑流。植被淺溝可以用作收集、輸送雨水的生態(tài)措施，能夠增強(qiáng)雨水下滲，降低流速，有利于污染的沉淀去除，并且淺溝內(nèi)的植被能夠吸附降解污染物，同時(shí)節(jié)約管道建設(shè)費(fèi)用。

2.5 滲透鋪裝

滲透鋪裝有兩種：①材料本身具有滲透性能，如透水混凝土、透水磚等；②采用透水的制作與鋪裝形式，使鋪面能夠透水，如草坪磚、碎石卵石鋪面等。這些鋪面完全能夠取代傳統(tǒng)的不透水鋪面，而成本并不高。透水鋪裝能夠有效促進(jìn)雨水入滲，減少了對(duì)硬化鋪裝區(qū)的沖刷，污染物流失量得到控制。

3 實(shí)例分析綠色小區(qū)雨水資源化綜合利用技術(shù)

該項(xiàng)目位于城市上風(fēng)向、上游，與市行政中心一水相隔，具有優(yōu)良的自然生態(tài)及很強(qiáng)的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，為城市新地標(biāo)，是該市最具開(kāi)發(fā)潛力的城市區(qū)域。居住區(qū)總規(guī)劃面積96636m（2含公共綠地小區(qū)級(jí)面積4231m2，宅間公共綠地32365m2），人均公共綠地1.11m2，綠地率大于35%。住宅用地面積為6.49hm2、公建用地面積1.20hm2。小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中產(chǎn)生大量硬化鋪裝，導(dǎo)致雨水峰流量明顯增大，雨水徑流的污染也相對(duì)增加，對(duì)小區(qū)內(nèi)部的景觀水體及其水環(huán)境構(gòu)成了一定威脅。另一方面，小區(qū)內(nèi)產(chǎn)生較大的雨水排放量，使其內(nèi)部排水工程設(shè)施費(fèi)用增高。因此，利用居住小區(qū)內(nèi)部的雨水資源補(bǔ)充日常綠化用水，同時(shí)結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，可削弱雨水徑流，避免內(nèi)澇現(xiàn)象。道路、綠地、屋頂是居住區(qū)內(nèi)部雨水收集的主要源頭，根據(jù)雨水利用途徑的不同，該居住區(qū)采用雨水綜合利用系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)雨水資源化的目標(biāo)與功能，可以視為從雨水直接回收利用與間接滲透利用兩個(gè)方面的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。

3.1 小區(qū)雨水滲透回灌系統(tǒng)

雨水間接利用也是小區(qū)雨水資源化綜合利用的主要組成部分，可將雨水下滲回灌地下，補(bǔ)充涵養(yǎng)地下水資源，改善生態(tài)環(huán)境，緩解地面沉降和海水入侵、減少水澇等。雨水滲透回灌技術(shù)可以分為兩大類：分散式滲透技術(shù)和集中式回灌技術(shù)。分散式滲透可應(yīng)用于各種規(guī)模的住宅小區(qū)，設(shè)施簡(jiǎn)單，可減輕對(duì)雨水收集、輸送系統(tǒng)的壓力，補(bǔ)充地下水，還可以充分利用表層植被和土攘的凈化功能減少?gòu)搅鲙胨w的污染物。但一般滲透速率較慢，而且在地下水位高、土攘滲透能力差或雨水水質(zhì)污染嚴(yán)重等條件下，其應(yīng)用受到限制。集中式深井回灌容量大，可直接向地下深層回灌雨水，但對(duì)地下水位、雨水水質(zhì)有更高的要求。中原經(jīng)濟(jì)區(qū)大約有70%地表被建設(shè)成廣場(chǎng)、道路、停車場(chǎng)和綠地，大多數(shù)鋪平地區(qū)建造使用不透水材料，運(yùn)用雨水滲透收集技術(shù)可以降低建筑物四周表面溫度?？山?jīng)過(guò)地表面將水過(guò)濾，不再需要修建地面排水渠。具體做法是低洼綠地、濕地及部分透水面層就地入滲回灌。

3.2 雨水收集

屋頂雨水利用本項(xiàng)目中屋頂雨水回收利用方式以“屋頂雨水收集利用典型模式”為依據(jù)，參考借鑒“屋頂花園”設(shè)計(jì)理念，綜合兩者提出“花壇雨水收集利用模式”：利用地面花壇作為屋頂雨水的凈化裝置?；▔瘶?gòu)造模擬屋頂花園基礎(chǔ)構(gòu)造，但對(duì)防滲透性要求較低?；▔瘶?gòu)造依次為植被層、種植覆土層、隔離過(guò)濾層、排水層及普通防水層（圖1）。居住區(qū)花壇雨水利用模式系統(tǒng)流程（圖2）：集水區(qū)（屋頂）→輸水系統(tǒng)（落水管、排水管）→過(guò)濾系統(tǒng)（花壇、二次過(guò)濾池）→蓄水系統(tǒng)（蓄水池）→配水系統(tǒng)。在居住區(qū)每棟單元住宅建筑背面獨(dú)立設(shè)置花壇，每個(gè)花壇之間由花壇底部的外排水管相連通，使相近花壇成“串連”形式，雨水順沿排水管流至過(guò)濾池，進(jìn)行過(guò)濾凈化處理后，雨水流入蓄水池，蓄水池大小根據(jù)所對(duì)應(yīng)住宅建筑屋面雨徑流水量大小設(shè)置。當(dāng)降雨強(qiáng)度較大，雨量大小超過(guò)蓄水池的承受容量時(shí)，雨水會(huì)排入市政排水系統(tǒng)中。

圖1花壇結(jié)構(gòu)圖

圖2花壇雨水收集回用模式流程圖

本案例利用溪水植物和鵝卵石打造旱溪景觀（圖3），在多雨季節(jié)，旱溪可作為明溝、明渠，收集、疏散雨水，應(yīng)用旱溪收集雨水回流綠地，并在綠地內(nèi)設(shè)計(jì)收集雨水池，雨水收集后經(jīng)過(guò)濾再循環(huán)用于綠化灌溉，大大節(jié)省了綠化灌溉用水量，同時(shí)將雨水收集系統(tǒng)與居住小區(qū)景觀相融合。

圖3旱溪結(jié)構(gòu)剖面圖

3.3 雨水一體化凈化裝置

雨水一體化凈化裝置用于去除雨水水體中的SS，CODcr，以及去除色度。雨水一體化凈化裝置主要由3個(gè)主要設(shè)備組成：雨水石英砂過(guò)濾器、雨水活性炭吸附器以及殺菌消毒裝置。雨水石英砂過(guò)濾器用于去除水體中的SS含量，SS去除率髙達(dá)90%，通過(guò)自動(dòng)反沖頂裝式閥門的時(shí)間控制，定時(shí)定期進(jìn)行反沖來(lái)維持雨水石英砂過(guò)濾器的工作效能；雨水活性炭吸附器用于去除水體中的CODcr含量以及色度含量，CODcr去除量可達(dá)70%，色度去除率可達(dá)75%；殺菌消毒裝置用于去除水體的細(xì)菌病毒保持水體中的余氯含量。

3.4 雨水清水箱

經(jīng)過(guò)雨水一體化凈化裝置處理后的清水匯集至雨水清水箱中。水箱內(nèi)部設(shè)有五球式連桿浮球作為液位控制器，分別用于高液位停止，中液位自來(lái)水補(bǔ)水，低液位給水泵保護(hù)。雨水清水箱的側(cè)面以及底部分別設(shè)有雨水溢流管、客水補(bǔ)水管以及雨水排污管，以防電控系統(tǒng)發(fā)生緊急故障不能工作的情況。

3.5 雨水穩(wěn)壓供水設(shè)備

雨水穩(wěn)壓供水設(shè)備通過(guò)壓力傳感器的上限值與下限值的調(diào)節(jié)使得整套設(shè)備的輸出壓力恒定在某一個(gè)值，隨著用水量的增大減小，給水泵的頻率會(huì)做出與之相對(duì)應(yīng)的變化。

3.6 雨水綜合利用

通過(guò)清水箱的水源，必要時(shí)同時(shí)接入自來(lái)水客水水源，用來(lái)做綠地綠化和墻面垂直綠化。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著雨水利用的推廣，工程措施也將層出不窮，本文中的工程措施為現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的總結(jié)，相信隨著工程技術(shù)手段不斷的進(jìn)步，雨水利用的新工藝會(huì)越來(lái)越多、越具備可操作性。

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[3]梁建寬，李學(xué)強(qiáng)，殷明剛.杭州延安路綜合整治工程雨水利用的設(shè)想[J].浙江建筑，2012（2）：58～61.

TU823.6

A

1673-0038（2015）35-0098-02

2015-8-1

盧鳳忠（1981-），男，工程師，本科，主要從事建筑給排水及市政給排水管網(wǎng)工作。