雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計研究分析

摘要：城市化迅速發(fā)展的今天，我國的水資源面臨著嚴(yán)峻的形勢。我們應(yīng)該更新理念，將雨水作為一種資源回收利用。采用必要的雨水回收利用對于節(jié)約水資源是相當(dāng)有益的。在場地設(shè)計中，一方面考慮雨水回滲補充地下水，另一方面通過場地內(nèi)的豎向設(shè)計，收集部分雨水，作為景觀用水和綠化用水的補充。利用雨水不但可以有效地減少雨洪、營造地表水文景觀、改善小區(qū)周邊環(huán)境，也有利于增強居民愛水和節(jié)水意識，而且還可以改善市內(nèi)的局部熱島效應(yīng)。這樣可以使經(jīng)濟效益實現(xiàn)最大化的目的，保持經(jīng)濟和社會效益的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：雨水收集；系統(tǒng)設(shè)計；利用

一、從雨水回收利用的現(xiàn)狀看我國城市化存在的問題

隨著我國城市化進程的發(fā)展，制約城市可持續(xù)發(fā)展的干旱缺水、洪澇災(zāi)害和水環(huán)境惡化三大問題日益凸顯，使得城市原先的水文循環(huán)路徑發(fā)生改變，給城市水生態(tài)帶來一系列影響，改變了原有城市水體自然循環(huán)路徑，給城市帶來一系列的問題。如導(dǎo)致大部分城市的市區(qū)氣溫比郊區(qū)高出1℃～3℃，形成“熱島效應(yīng)”，造成局部天氣異常，并且這一現(xiàn)象有逐年增高的趨勢。城市的發(fā)展不可避免地造成了不透水地面面積的增加，地表雨水徑流系數(shù)和徑流量的提高，地下水入滲量的減少，使得地下水得不到充分涵養(yǎng)。汛期一遇暴雨就積水成災(zāi)，影響城市生活，堵塞交通，甚至淹沒設(shè)施，經(jīng)濟損失巨大。同時，雨洪的肆虐，污水泛濫，加大了城市治污難度，環(huán)境惡化。因此，我們急需在城市建立蓄、滯、排相結(jié)合的排澇及雨水利用體系。

二、項目概況

杭政儲出某號地塊商品住宅為居住建筑小區(qū)建筑項目，共14棟住宅，總建筑面積為151623 m2。

地塊用地面積52909m2，室外地面面23586.3m2，綠地面積15872.7m2。

三、各項目用水量計算

1.居住用水

根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010第3.1條、第3.2.1條對建筑用水定額的規(guī)定計算本建筑總耗水量。

本項目設(shè)計戶數(shù)為1135戶，以每戶3.2人計，根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中表3.1.1規(guī)定住宅平均日生活用水節(jié)水用水定額為120L-200L，本項目每人每天平均用水量取120L，使用天數(shù)為365天。因項目所處位置在城鄉(xiāng)結(jié)合部，入住率按60%計。

平均日用水總量=用水定額×人數(shù)=120*1135*3.2*0.6=261.8 m3/d

年用水總量=日用水總量×天數(shù)=261.8 ×365=95549.7 m3/a

2.商業(yè)配套用水

根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010第3.1條對建筑用水定額的規(guī)定計算本建筑總耗水量。

本項目商業(yè)及配套面積3684㎡，根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中表3.1.2規(guī)定商業(yè)平均日生活用水節(jié)水用水定額為4L-6L/㎡，本項目每人每天平均用水量取4 L/㎡，使用天數(shù)為365天。

平均日用水總量=用水定額×面積=4*3684=14.7m3/d

年用水總量=日用水總量×天數(shù)=14.7 ×365=5378.6 m3/a

3.綠化澆灑用水

按照《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010表3.1.6規(guī)定，年均綠化澆灑用水定額可按澆灑面積0.28m3/（m2·a）計算。澆灑天數(shù)為：121天。

本項目室外綠化面積為15872.7m2。

每天的綠化用水量=用水定額×綠地面積= 12.2 m3/d

本項目綠化澆灑年用水量=日澆灑用量×天數(shù)= 4444.4 m3/a

4.道路、廣場澆灑用水

按照《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010表3.1.5規(guī)定，道路的澆灑用水定額可按澆灑面積0.2—0.5 L/（m2·次）計算。綜合廣場的沖洗，本項目室外道路、廣場澆灑用水定額選為：0.3L/（m2·次），每3天澆灑一次，室外道路、廣場面積為23586.3m2，則：

每天的道路、廣場用水量=用水定額×廣場面積=2.4m3/d

本項目道路、廣場年用水量=日用水量×用水天數(shù)=860.9m3/a

5.各項目總用水量表

通過上述計算，考慮10%未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量，本項目總用水量統(tǒng)計如下：

表1 建筑總用水量

序號用水部位使用數(shù)量用水定額年用水天數(shù)用水量（m3）

平均日全年

1住宅3636人120L/人·d365261.895549.7

2商業(yè)3684m24L/m2·d36514.75378.6

3綠化15872.7m20.28m3/㎡·a12112.24444.4

4廣場、地面及

道路沖洗23586.3 m20.3L/m2·次1212.4860.9

5未預(yù)計水量10% 29.110623.3

6合計 320.2116856.9

生活用水總量 320.2116856.9

四、非傳統(tǒng)水源說明及利用率計算

1.概況說明

從盡量降低投資成本和運營成本，方便日常維護管理等幾方面考慮，非傳統(tǒng)水源利用僅限制在綠地澆灌，廣場、地面及道路沖洗等幾項，用水量參見表1。

2.非傳統(tǒng)率計算

本項目非傳統(tǒng)水源利用率為：

=×100%=4.54%

式中，Ru---非傳統(tǒng)水源利用率，%；

Wu---非傳統(tǒng)水源設(shè)計使用量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H使用量（運行階段），m3/a；

Wt---設(shè)計用水總量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H用水總量（運行階段），m3/a；

WR---再生水設(shè)計利用量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量（運行階段），m3/a；

Wr---雨水設(shè)計利用量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量（運行階段），m3/a；

Ws---海水設(shè)計利用量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量（運行階段），m3/a；

Wo---其他非傳統(tǒng)水源利用量（規(guī)劃設(shè)計階段）或?qū)嶋H利用量（運行階段），m3/a。

表2非傳統(tǒng)水源利用率計算

非傳統(tǒng)水源設(shè)計使用量（m3/a）設(shè)計用水總量（m3/a）非傳統(tǒng)水源

（雨水收集回用）利用率

再生水設(shè)計利用量（m3/a）雨水設(shè)計利用量（m3/a）海水設(shè)計利用量（m3/a）其他非傳統(tǒng)水源利用量

（m3/a）

5305.3 116856.94.54%

五、雨水利用

1.設(shè)計系統(tǒng)選擇說明

考慮到本項目地處雨水豐沛的杭州地區(qū)，選用收集雨水處理回用的非傳統(tǒng)水源利方式具有低占地率，低投資，低運行維護成本等特點。因此選用建設(shè)方容易操作運營的雨水收集回用的非傳統(tǒng)水源利方式。

2.可收集雨水量

本項目收集范圍包含：

屋面、□硬制地面、□綠地、□綠化屋面、□透水地面、水池，□其他

考慮到本項目均為高層住宅，屋面雨水受環(huán)境影響較小，相對潔凈回收相比簡單方便，可降低處理程序節(jié)約處理投資和運營維護成本，因此雨水收集水源僅采用屋面匯集雨水。

雨水收集根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中5.2.4條規(guī)定雨水回用系統(tǒng)的年用雨水量應(yīng)按下式計算：

=0.7*10*0.9*1454*6000/10000=5496 m3

式中：

——年用雨水量（m3）

——雨水徑流系數(shù)；

——常年降雨厚度（mm），杭州 地區(qū)取值為 1454 mm；

F——匯水面積（hm2）。

0.6～0.7——除去不能形成徑流的降雨等外的可回用系數(shù)。

本項目雨水匯水面積及可收集雨水量見下表：

表2 本項目雨水匯水面積及可收集雨水量

編號匯水位置匯水面積（m2）徑流系數(shù)雨水徑流總量（m3/a）

1普通屋面60000.95496

雨水徑流總量5496

六、雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計計算以及設(shè)備選擇

1.雨水收集量計算

（1）雨水收集回用工程設(shè)計重現(xiàn)期取1a，杭州地區(qū)1a重現(xiàn)期最大日降雨量為57.5mm。

（2）日雨水徑流量，屋面雨量徑流系數(shù)取0.9，屋面雨水24h徑流總量為：=10*0.9*57.5*0.6=310.5（m3）

（3）棄流雨水量，考慮2mm初期徑流雨水棄流，則棄流雨水量Wi為：Wi=10**F=10*2*0.6=12（m3）

（4）雨水日可利用量：=310.5-12=298.5（m3）

2.設(shè)備規(guī)模配置計算

（1）收集回用設(shè)施的用水能力配置應(yīng)符合；

=14.6m3*3=43.8 m3

——第i種用水戶的日用水定額（m3/d）；

——第i種用水戶的的用戶數(shù)量；

t——用水時間，一般取3d；

（2）蓄水池容積，當(dāng)最大日用水量不足雨水徑流總量的40%時，則雨水蓄存量可減少，按雨水回用系統(tǒng)的日用水量的3倍取值，綜合考慮取蓄水池容積：

（3）雨水處理設(shè)備配置計算，雨水用途綠化和道路廣場沖洗，需要過濾處理。過濾設(shè)備規(guī)模根據(jù)

=14.6/24=1.00（m3/h）

取整數(shù)2 m3/h選擇過濾設(shè)備以及加壓設(shè)備。

——設(shè)備處理能力（m3/h）；

——管網(wǎng)日用水量（m3），按計算；

T——雨水處理設(shè)施的日運行時間（h），可按20～24h取值。

3.雨水收集處理設(shè)備選擇

本設(shè)計擬選用塑料模塊組合水池，模塊體積為1000*500*400mm。補充水采用市政自來水，其它設(shè)備裝置如棄流井等設(shè)施安裝選型參見《雨水綜合利用》10SS705。

4.雨水回收系統(tǒng)雨水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

雨水回收系統(tǒng)所收集的雨水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920的規(guī)定。雨水處理后須滿足CODcr≤30mg/L，并且滿足SS≤10mg/L指標(biāo)。

5.再生水安全措施

（1）水池（箱）、閥門、水表及給水栓、取水口均應(yīng)有明顯的“雨水”標(biāo)志；取水口應(yīng)注有“雨水，請勿飲用”的標(biāo)志；

（2）公共場所及綠化的給水取水口應(yīng)設(shè)帶鎖裝置；

（3）雨水回用系統(tǒng)備用水源為自來水，于中水清水池處設(shè)置自來水補水管，補水管口與溢流水位之間設(shè)置足夠高度的空氣隔斷，以有效防止回流污染，并于補水管上設(shè)置電動閥，設(shè)置好低水位開閥補水與高水位關(guān)閉的措施，以保障水量安全；

（4）工程驗收時應(yīng)逐段進行檢查，防止誤接。

七、結(jié)論

雨水收集利用技術(shù)是節(jié)水、節(jié)能技術(shù)的重要組成部分。目前，我國城市化的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)進入到了一個飛速發(fā)展的階段，這必然面臨著將有更多的土地變成建筑用地。要結(jié)合實際情況來考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃作出多個設(shè)計方案，進行技術(shù)經(jīng)濟的對比，最后選擇最佳的方案進行建設(shè)，盡量降低建設(shè)費用。并且回用雨水應(yīng)該是政府支持、群眾參與共同完成的?？傊?，推動水資源的可持續(xù)發(fā)展，還有許多工作要做，其任重而道遠！