给排水——雨水回收系统

学术 2024-12-26 13:11 上海

随着城市化带来的水资源短缺和生态环境恶化，现代城市雨水利用受到越来越多的重视。许多国家开展了相关的研究和不同规模的工程应用。中国城市雨水利用起步较晚，但也显示出良好的发展势头。回收利用雨水是一种既经济又实用的水资源开发方式，城市雨水资源利用可以节省生活用水减少水费和排污费，避免内涝改善生态环境，具有良好的节水效能和环境效益。下面结合实例，介绍雨水收集利用工程的设计思路，具有一定指导作用。

1.雨水收集利用方案

在目前的雨水收集利用系统设计中，主要包含雨水入渗、调蓄排放系统之一和收集回用等方式。在雨水的收集利用方式中，一般有入渗、调蓄排放、收集回用、入渗+调蓄排放和入渗+收集回用等几种方案。雨水收集利用系统的设计需要结合当地的实际情况，如土壤渗透性、用地条件、年降雨量特征及运行管理等进行系统设计方案的选择。在进行雨水收集利用方案的确定时，还应该结合该地雨水的可收集情况和利用收集雨水的情况进行详细的分析。如果是屋面的雨水收集需要将收集到的雨水进行净化处理，并将其用于小区绿化或或者杂用水中。雨水收集利用系统在绿化方面还应该考虑自然入渗情况，将不符合绿地调蓄和渗透能力的雨水排入到合适的地方。在小区雨水收集利用系统设计时，还应该对水量平衡进行详细的分析，考虑日雨水径流总量、需回用水量和平衡分析等。

2.雨水收集利用的工艺流程

在进行雨水收集利用系统的设计时，需要根据雨水收集利用的选择方案确定工艺流程。雨水收集利用的工艺流程一般包括收集及预处理单元、储存单元、净化处理单元和回用单元等四部分。面雨水需要先进行收集，一般是通过收集管流向整流井中，并且需要在整流井中设计相应的构件来阻挡雨水中夹杂的一些树叶、杂物等，通常设置的是格栅，初始流入到整流井中的雨水需要进行弃流处理。除此之外，整流井还能够被用于雨水收集利用系统蓄满时的溢流处理，通过这个将水资源进行有效的利用。雨量具有不均衡性，为了控制雨量的均衡，可以利用整流井的雨水自流进入雨水调蓄池来进行调控。进入调蓄池的雨水需要通过一级提升泵提升处理后才能够排入到雨水处理系统中，并且利用过滤装置将夹杂在雨水中的杂物进一步的进行清除，符合雨水的要求后才能够将其投放到清水池中。最后就是完成雨水的配送工作，一般是利用变频供水系统加压来进行这一工作的。处理完的雨水可以用于小区的绿化和冲洗，并且定期的进行水泵的冲洗。

3.工程实例分析

3.1工程实例分析一

3.1.1设计方案

本方案适用于城市公园、广场的绿地。采用“下凹式”绿地，配合“穹顶式”广场的设计，通过地下盲沟将广场和路面上的雨水导入绿地下的蓄水池，可将收集的雨水用于绿地灌溉。方案有以下四个过程：

3.1.2雨水收集

其一，在道路立缘石“断接”处的草地上设置流水篦子，且流水篦子下设置渗水井，渗水井底部与就近盲沟渠道相连，道路雨水经过路面-流水篦子-渗水井-盲沟，最终流入蓄水池；

其二，在穹顶式广场四周边缘铺设鹅卵石层，且其底部与盲沟相连。为了减少雨水在到达鹅卵石层底部时沿竖直方向的下渗量（以收集更多雨水），在鹅卵石层底部设置一定的坡度，底部最低处连接盲沟。广场雨水经过广场-鹅卵石层-盲沟，最终也汇入蓄水池。

3.1.2雨水净化

1）由于广场面较为洁净且四周的鹅卵石层有过滤净化作用，因此广场上的雨水通过鹅卵石层已经得到净化；虽然路面雨水中污染物较多，但经过渗水井的过程中也得到了净化。

2）同时，雨水从渗水井进入自主设计的滤料盲沟时，进行第二次过滤、净化，最终才进入到蓄水池中。

盲沟整体为非棱柱体渐扩式。下底面为有一定坡度的斜面，并最终与蓄水池相连；水平方向上向左右两边扩展。

考虑到盲沟要对雨水进行过滤、净化，故按照水流流动的方向依次填充渗透系数依次减小的粗砾、砂砾、石英砂对来自地面的雨水进行过滤净化。

3.1.3雨水储蓄

为了不影响绿地的景观效果，在地下设置蓄水池，并要求其顶部与盲沟上缘平齐，蓄水池底部设置管道连接市政管水网。蓄水池的体积大小，根据蓄水有效面积、降雨量、蒸发量等因素来确定。

3.1.4雨水利用

水主要用于绿地的灌溉，因此在蓄水池下设水泵，当需要灌溉时将收集的雨水抽到地上再利用。同时在蓄水池上安装水位监控系统，若蓄水池水位过高，则开始排水，如用于公厕冲洗等；若蓄水池水位过低（不满足灌溉需求），则开始从市政管水网补水。在雨水被抽出蓄水池前会经过一个紫外线消毒装置，对雨水进行消毒，提高水质。

3.2工程实例二

A.与南一期、二期合用雨水回收系统：

由于南地块项目一～三期均参加绿色建筑的评审，为最大程度的节约用水，将收集部分南二期裙楼屋面的雨水供给南地块室外绿化和道路冲洗用水。雨水回收泵房设于地下三层（位于南一期2标段），雨水蓄水池按三天用水量（共120m3）储存。南地块一～三期杂用水量统计表如下：

回用面积计算如下：

根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006，雨水设计总径流量的计算如下式，且雨水可用量宜按雨水设计总径流量的90%计。

W=10ΨchyF式中：W-----雨水设计径流总量（m?）；Ψc----雨量径流系数，本项目屋面径流系数取0.85；hy-----设计降雨厚度（mm），根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006得知深圳平均年降雨总厚度为1966.5mm；

F-----汇水面积（h㎡）；根据上述情况，本项目至少需回用雨水面积为F=1155×1.15/（10×0.85×1966.5）=0.0795（h㎡）=795m2

B.三期T7屋面雨水回收系统：

本项目L5～L16办公卫生间冲厕用水及绿化浇灌采用雨水收集回用系统所产生的中水替代市政自来水。主要收集塔楼南侧入口雨蓬处的屋面雨水，屋面雨水经初期径流、弃流后，进入室外雨水蓄水池沉淀，再经过滤、消毒处理后回用于办公冲厕、绿化灌溉等用水。根据LEED认证要求，办公区域年平均生活用水量节水率需达到35%；室外雨水蓄水池储水量为108m3，雨水清水箱的储水量为20m3。T7至少需回用雨水面积为：F=6900×1.15/（10×0.85×1966.5）=0.0795（h㎡）=4770m2

4.结语

雨水的收集利用系统能够有效的节约水资源、改善生活环境。雨水的收集和利用是一项非常重要的工程，所以在住宅小区的雨水收集利用系统设计中，必须深入的对设计方案进行分析，了解系统设计中的要点。该系统设计需要分析雨水收集利用方案、雨水收集利用的工艺流程和雨水收集利用系统设计这几方面的设计内容，确保雨水的收集利用系统能够正常的运行。

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