住宅小區(qū)雨水利用設(shè)計(jì)分析

摘 要：雨水利用可以節(jié)約用水、蓄洪滯洪、修復(fù)城市水環(huán)境和改善城市生態(tài)環(huán)境、部分解決城市水資源短缺、推動(dòng)水資源的可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合某住宅小區(qū)雨水利用工程具體情況，僅就地收集較清潔的屋面雨水，以滿足小區(qū)綠化、澆灑道路用水，處理效果好，占地面積小，維護(hù)方便。

關(guān)鍵詞：住宅小區(qū)雨水利用設(shè)計(jì)

1工程概況

某住宅小區(qū)，總占地面積為100925ｍ２；地上總建筑面積為282200ｍ２。

1雨水利用方案

2.1雨水利用方式

小區(qū)雨水利用系統(tǒng)應(yīng)采用雨水入滲、收集回用和調(diào)蓄排放系統(tǒng)之一或其組合。一般有以下５種組合方案：①入滲；②收集回用；③調(diào)蓄排放；④入滲＋收集回用；⑤入滲＋調(diào)蓄排放。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，考慮到土壤滲透性、年降雨量特征、用地條件、運(yùn)行管理和實(shí)際工程案例等因素，采用收集回用作為該小區(qū)的雨水利用方式。

2.2雨水收集回用方案的選擇

雨水利用方案的選擇應(yīng)根據(jù)可收集雨水情況和需回用雨水情況進(jìn)行水量水質(zhì)分析后確定。

2.2.1可收集雨水情況

一般住宅小區(qū)內(nèi)的雨水收集主要有道路、綠地、屋面３種匯流介質(zhì)。在這3種匯流介質(zhì)中，地面徑流雨水水量較大，但水質(zhì)較差；綠地徑流雨水因經(jīng)過滲透而水質(zhì)較好，但可收集雨量有限；屋面雨水水質(zhì)較好、徑流量大且便于收集利用。該住宅小區(qū)總建筑屋面面積約為25800ｍ２，由于小區(qū)管網(wǎng)已基本建成，雨水利用主要用于澆灑道路和綠化用水，為減少開挖，保護(hù)原有管網(wǎng)，一期示范工程僅選用2棟建筑屋面收集雨水（Ｆ＝887ｍ２），經(jīng)管道匯入整流井。

2.2.2需回用雨水情況

回用雨水主要可用于景觀用水、綠化用水、循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水、汽車沖洗用水、路面沖洗用水、沖廁用水以及消防用水�？紤]到可收集雨水量、回用用途、投資和水質(zhì)需求，擬主要用于綠化和道路路面沖洗。

2.3雨水收集回用方案的確定

根據(jù)可收集雨水與需回用雨水的情況分析，確定采用屋面雨水，經(jīng)收集凈化處理回用于雜用水如小區(qū)綠化、道路澆灑沖洗等，綠地考慮自然入滲，超出綠地調(diào)蓄和滲透能力的雨水排入市政排水管，道路的雨水直接排入市政排水管。

3水量平衡分析

3.1日雨水徑流總量

根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》雨水徑流計(jì)算4.2.1－1公式：Ｗ＝10ψｃｈｙＦ（Ｗ：雨水徑流總量；ψｃ：雨量徑流系數(shù)取0.9；ｈｙ：設(shè)計(jì)降雨厚度，以日為單位計(jì)算查降雨量等值線圖，查出某地區(qū)約為100ｍｍ；Ｆ：匯水面積），算得徑流總量Ｗ＝７９．８３ｍ３／ｄ。

3.2需回用水量

綠化及道路占地面積29300ｍ２，一般綠化和澆灑用水按1.5Ｌ／（ｍ２·ｄ）。夏季每日需水量按全額考慮為43.95ｍ３／ｄ；春秋季每日需水量按全額的2／3考慮為29.30ｍ３／ｄ；冬季每日需水量按全額的1／3考慮為14.65ｍ３／ｄ；則全年需水量為10700ｍ３／ａ。

3.3平衡分析

回用系統(tǒng)的最高日設(shè)計(jì)用水量為43.95ｍ３／ｄ，集水面雨水設(shè)計(jì)徑流總量為79.83ｍ３／ｄ。43.95／79.83＝55％，滿足規(guī)范不小于40％的要求。

4工藝流程

根據(jù)所選擇的雨水利用方案，工藝流程包括收集及預(yù)處理單元、儲(chǔ)存單元、凈化處理單元和回用單元４部分。屋面雨水先經(jīng)收集管收集后進(jìn)入整流井，整流井內(nèi)設(shè)置格柵以阻擋與雨水同時(shí)進(jìn)入落水管的樹葉、樹枝等粗大雜物并將初期雨水進(jìn)行棄流。同時(shí)，整流井還可用于雨水回用系統(tǒng)蓄滿時(shí)的溢流以充分利用雨水資源。經(jīng)過整流井的雨水自流進(jìn)入雨水調(diào)蓄池用于調(diào)節(jié)雨量的不均衡性。調(diào)蓄池內(nèi)的雨水經(jīng)一級(jí)提升泵提升后進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)，通過過濾進(jìn)一步去除水中的雜質(zhì)達(dá)到出水水質(zhì)要求后至清水池。最后采用變頻供水系統(tǒng)加壓配送，用于綠化和沖洗用水。定期運(yùn)行反沖洗水泵，對(duì)雨水處理單元進(jìn)行反沖洗，反沖洗水就近排入污水井。

5各單元工藝設(shè)計(jì)

5.1雨水收集系統(tǒng)

5.1.1雨水設(shè)計(jì)流量

根據(jù)規(guī)范中雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算4.5.1－2公式，取重現(xiàn)期Ｐ＝2ａ，降雨歷時(shí)ｔ＝5ｍｉｎ，取1.5的安全系數(shù)，計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量Ｑ＝0.02135ｍ３／ｓ×1.5＝0.032ｍ３／ｓ。

5.1.2雨水收集管

根據(jù)雨水流量選用管徑，采用ＨＤＰＥ雙壁波紋管，管徑為ｄｎ300，長(zhǎng)155ｍ，坡度ｉ為0.004。

5.1.3格柵

在整流井進(jìn)水處設(shè)置格柵攔截雨水中的漂浮物，采用不銹鋼提籃格柵，規(guī)格400ｍｍ×400ｍｍ×300ｍｍ，柵條間隙5ｍｍ，柵渣外運(yùn)處理。

5.1.4整流井

雨水經(jīng)收集管網(wǎng)收集后首先進(jìn)入整流井，整流井內(nèi)可以截留、沉淀雨水中的大顆粒雜質(zhì)、防止后續(xù)提升泵堵塞，為全地下式鋼混結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為2ｍ×1.8ｍ×1.9ｍ。

5.2雨水積蓄系統(tǒng)

來水水量是隨時(shí)間變化的，為保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低運(yùn)行負(fù)荷，需要對(duì)雨水的水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在雨水處理裝置系統(tǒng)前設(shè)置調(diào)蓄池。調(diào)蓄池的主要作用是調(diào)節(jié)水量，其設(shè)計(jì)有效儲(chǔ)水容積不低于集水面日雨水徑流總量扣除設(shè)計(jì)初期徑流棄流量。

5.2.1雨水積蓄系統(tǒng)有效儲(chǔ)水容積

5.2.1.1日雨水徑流總量

根據(jù)3.1節(jié)知日雨水徑流總量Ｗ ＝79.83ｍ３。

5.2.1.2設(shè)計(jì)初期徑流棄流量

由于初期雨水徑流水質(zhì)受多種因素影響，棄流量的大小很難控制。參考規(guī)范中的計(jì)算公式Ｗｉ＝10δＦ（Ｗｉ：設(shè)計(jì)初期徑流棄流量；δ：初期徑流厚度，考慮2ｍｍ初期徑流；Ｆ：匯水面積），算得棄流總量Ｗｉ＝1.77ｍ３。

5.2.1.3有效儲(chǔ)水容積

Ｗｓ＝Ｗ －Ｗｉ（Ｗｓ：雨水積蓄系統(tǒng)有效儲(chǔ)水容積；Ｗ ：集水面日

雨水徑流總量；Ｗｉ：設(shè)計(jì)初期徑流棄流量），算得有效儲(chǔ)水容積Ｗｓ＝78.06ｍ３。

5.2.2調(diào)蓄池

采用全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)平面尺寸為6ｍ×6ｍ，池深3.6ｍ，有效調(diào)節(jié)水深3.0ｍ，有效儲(chǔ)水容積＝108ｍ３。內(nèi)設(shè)提升水泵吸水管、溢流管和通氣管。

5.3雨水處理系統(tǒng)

雨水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為8ｍ３／ｈ，設(shè)計(jì)工作時(shí)間為5.5ｈ／ｄ，采用精細(xì)過濾工藝進(jìn)行處理。一級(jí)提升泵將調(diào)蓄池內(nèi)雨水提升至雨水處理裝置，經(jīng)精濾處理，達(dá)到綠化澆灌水質(zhì)后進(jìn)入清水池，反沖洗水泵從清水池吸水定期對(duì)雨水處理裝置進(jìn)行反沖洗，反沖洗水就近排入小區(qū)內(nèi)污水井。雨水處理裝置及配套的設(shè)備放置于建筑單體地下室內(nèi)，占地面積約20ｍ２，設(shè)一級(jí)提升泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)Ｑ＝8ｍ３／ｈ，Ｈ＝6ｍ，Ｎ＝0.55ｋＷ；反沖洗泵2臺(tái)，1用1備，Ｑ＝30ｍ３／ｈ，Ｈ＝8ｍ，Ｎ＝1.1ｋＷ；ＰＡＣ投加系統(tǒng)１套，其中加藥泵1臺(tái)，Ｑ＝0.5Ｌ／ｈ，Ｈ＝7ｍ，Ｎ＝0.04ｋＷ，儲(chǔ)罐１只，有效容積Ｖ＝50Ｌ，工作壓力1.0ＭＰａ；精細(xì)過濾采用��1400一體化的精細(xì)過濾器，濾速為5.2ｍ３／（ｈ·ｍ２），反沖洗強(qiáng)度為19.5ｍ３／（ｈ·ｍ２）。

5.4雨水回用系統(tǒng)

5.4.1清水池

按規(guī)范要求，清水池容積取雨水回用系統(tǒng)最高日設(shè)計(jì)用水量35％，其中，最高日設(shè)計(jì)用水量Ｑ＝43.95ｍ３／ｄ，Ｖ＝43.95×0.35＝15.38（ｍ３），考慮無雨或少雨季節(jié)時(shí)，能蓄存較多的處理后雨水供給回用，將清水池容積適當(dāng)放大，取20ｍ３。采用鋼制成品水池，設(shè)計(jì)尺寸為4ｍ×2.5ｍ×2ｍ，放置于建筑單體地下室內(nèi)，占地面積約13.5ｍ２。

5.4.2雨水回用設(shè)施

雨水回用設(shè)施主要包括二級(jí)提升泵、變頻供水系統(tǒng)及回用管線等。綠化、澆灑道路用水的增壓方式采用變頻恒壓供水系統(tǒng)，使用水過程不受處理系統(tǒng)工作時(shí)間限制，管理更加方便，節(jié)電效果顯著。設(shè)二級(jí)提升泵2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)Ｑ＝8ｍ３／ｈ，Ｈ＝25ｍ，Ｎ＝0.75ｋＷ；氣壓罐1套，Ｖ＝800Ｌ，回用管采用ＰＰ－Ｒ管，ｄｎ32～50管共564ｍ；綠地及道路沖洗采用埋地式快速連接閥給水栓，盡可能靠近人行道或綠化內(nèi)小路敷設(shè)以便于操作，共設(shè)ＤＮ32給水栓12套。

6結(jié) 語

本工程立足于住宅小區(qū)的具體情況，采用只收集較清潔的屋面雨水的工藝流程，就地收集利用，以滿足小區(qū)綠化、澆灑道路用水，因地制宜，投資少、見效快，符合高效低耗的要求。