小区雨水收集利用

建筑小区雨水的收集与利用（江苏筑原建筑设计有限公司常州钱晓明）摘要：建筑小区雨水收集与利用是水资源综合利用中的一种新的系统工程，对于实现雨水资源化、节约用水、修复水环境与生态环境、减轻城市洪涝有重要意义。本文介绍了雨水收集系统，并以常州武进万达广场的雨水收集系统为例，介绍了该商业综合体与小区雨水收集的设计过程。淡水是一种有限的资源，它不仅维持地球上一切生命的需要，而且对一切社会经济部门都具有重要意义。我国水资源总量较丰富，但是人均水量很少，是水资源十分紧缺的国家。随着社会经济的发展，城市化进程的加快，水资源量日益短缺。天然雨水污染较少，对于大型商业建筑、公共建筑、居住区等屋面及地面雨水，经收集和处理后可用于景观用水、绿化用水、洗车场用水、道路冲洗、冷却水补水、冲厕用水等非生活用水。因此，在进行民用建筑和小区工程规划设计时，应根据当地的水资源情况、降雨量、经济发展水平等合理利用雨水资源。通过因地制宜的规划设计，结合雨水收集、利用设备的实施，减少自来水用水量，节约水资源，大大缓解我国的缺水问题。雨水利用通常有雨水入渗、收集回用、调蓄排放等3种型式。雨水入渗系统是通过收集设施把雨水引至渗透设施，使雨水渗透到地下转化为土壤水，它可以削减外排雨水的总流量及总量。雨水收集回用系统是将雨水收集后进行水质净化处理，达到相应的水质标准后供给非生活用水。雨水调蓄排放系统是通过储存调节设施来缓解雨水排放的流量峰值、延长雨水排放时间，具有快速排除场地地面雨水、削减外排水雨水高峰流量的作用。在一个建设项目中，雨水利用可采用以上3种系统中的1中，也可以是其中2种系统的组合。城市雨水利用在国外已有几十年的历史，特别是近20年来在德国、美国、澳大利亚等许多地区和国家，对城市雨水的利用与资源化非常普遍。目前国内对城市雨水的利用还处于起步阶段，主要集中在对屋面雨水的利用，还只是对城市的单个大型建筑物和居民小区进行了一些工程性试验和工程设计。对于商业建筑和住宅区的雨水收集利用，因各地的气候条件、降雨量等具体情况不同，应分别对待。下面以常州武进万达广场为例，就屋面雨水的收集与处理利用的设计方案做一介绍。一、项目概况：武进万达广场地块位于武进老城区，周边市政雨水管网不健全，老区大雨时道路会大面积积水。综合考虑雨水排放问题，并结合绿色节能建筑要求，整个项目都设计雨水收集利用。武进万达广场总规划用地面积11.57公顷，规划总建筑面积约59.18万平方米，其中地上建筑面积46.28万平方米，绿地面积约1.8万平方米。地块由购物中心、步行街、酒店、写字楼、住宅和商铺组成的城市综合体。整个地块雨水收集系统分为A地块，DE地块，BF地块，C地块四个区域，收集区域内雨水处理后用于本区内的绿化、道理浇洒用水。本文以DE地块雨水收集为例，其他地块设计计算同。二、雨水收集工艺流程：图一图二雨水收集系统工艺流程如上图所示，雨水经弃流井后舍弃污染物浓度较高的初期雨水，截留的初期雨水排入市政雨水管网。经弃流井的雨水进入PP模块雨水收集池备用，当需使用时，由回用泵供至处理设备，经过滤、消毒后接入回用系统。因为回用水仅用于绿化及道理浇洒，对水质要求并不高，因此在选用水处理设备时采用安装维护较简单的成套处理罐。雨水收集设计中尽可能减少电气设备的使用，利用雨水自流的特点完成污染物的自动排放，净化、收集，做到真正节能、环保、高使用寿命、低成本的特点。三、设计参数：根据国家规范《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006)，雨水收集利用工程的降雨设计重现期一般按1-2年计。本工程结合实际特点，雨水收集与利用系统降雨设计重现期按1年计算，设计降雨厚度参考南京市取1062.4mm。雨水设计径流总量的计算公式如下：W=10ΨchyF（式中Ψc为雨量径流系数，hy为设计降雨厚度，F为汇水面积）根据规范雨水蓄水池的有效容积不小于屋面降雨量的24小时雨水径流量，同时与之匹配的用水管网需要达到一定的用水量规模，回用系统的最大日用水量不宜小于集水面日雨水设计径流总量的40%，本次设计考虑到地区两场降雨的时间间隔，故取用水周期为5天。根据规范，屋面雨水初期弃流厚度2-3mm，路面雨水初期弃流厚度3-5mm，绿地雨水初期无需考虑弃流。雨水初期径流弃流量按规范5.6.5条计算，本设计综合考虑实际情况后初期弃流取4mm，实际可收集雨水量为40.6mm。本次计算绿地雨水综合雨量径流系数取0.15，道路和屋面雨水综合雨量径流系数取0.9，区域综合雨量径流系数取0.61。四、收集水量及处理要求：经计算本区域可收集雨水为120m3，设计日用水量：28m3/d，最大小时用水量：14m3/h。出水水质必须达到规范《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006)的要求，具体数据如下表：绿化:COD≤30mg/L;SS≤10mg/L景观补水:COD≤30mg/L;SS≤10mg/L道路浇洒:COD≤30mg/L;SS≤10mg/L车辆冲洗:COD≤30mg/L;SS≤5mg/L娱乐水景:COD≤20mg/L;SS≤5mg/L雨水初期弃流选用溢流堰式弃流井，初期雨水先经过弃流装置进行弃流，从而有效除去雨水中的泥沙。雨水收集池采用PP模块单元拼装而成，每个模块单元的尺寸为：0.5m×0.5m×0.4m，收集池体积定为120m3，设计收集池尺寸为：5.0m×10.0m×2.4m（H）。雨水经过回用水泵增压提升后，先经过全自动自清洗过滤器进行过滤，全自动自清洗过滤器过滤精度达到10～100um，出水水质达到城市杂用水水质标准。回用水泵和排污泵选用潜水泵，其中排污泵带有自动搅匀的功能。整个雨水收集回用系统采用手动操作控制方式，尽量减少使用电气设备的使用。五、雨水收集回用系统的组成跟回用水的用途有关，万达广场项目的雨水回用水仅作为绿化、道理浇洒等，所以系统组成相对简单，采用的是比较成熟的技术。但是笔者认为合理的规划设计、严谨的施工固然重要，后期的科学管理也是必不可少的。很多项目规划设计的很合理，但是由于后期管理的疏漏，应运的不科学，最终倒置系统的荒废，造成很大的资源浪费。总之，建筑小区雨水利用是一个方兴未艾的广阔领域，它涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、雨水用作中水等杂用水源的直接收集利用，用各种渗透设施将雨水回灌地下的间接利用，是一项涉及面很广的系统工程。同时，城市雨水利用也是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾和改善城市环境的有效途径。将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相结合，坚持技术和非技术措施并重，因地制宜，择优选用，兼顾经济效益、环境效益和社会效益，标本兼治，有利于城市的可持续发展。另外，如果雨水利用技术发展成熟，不但可以缓解国内用水紧张的局面，还可以推动国内经济建设的加速发展。