小區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)!雨水收集
工程概況
位于江蘇省南京市江寧區(qū)科學(xué)園弘景大道以東、學(xué)十二路以北片。由3棟7層、5棟9層、6棟10層住宅樓以及1棟2層會所、1棟3層幼兒園、1棟凈菜市場組成，地下1層全部連通。其中住宅下部地下室為儲藏室;會所下部為泳池及其機(jī)房;其余部分為自行車庫，機(jī)動車停車庫和設(shè)備房。小區(qū)總占地面積 9.74 hm 2。整個小區(qū)設(shè)置了地源熱泵技術(shù)、新風(fēng)全熱回收系統(tǒng)、雨水收集利用系統(tǒng)等。處處體現(xiàn)了綠色環(huán)保建筑的特點(diǎn)。下面就小區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)作一設(shè)計介紹。
雨水收集
雨水收集回用是保護(hù)綠色建筑的重要部分，對于改善小區(qū)的居住環(huán)境，體現(xiàn)綠色建筑的內(nèi)涵具有重要的作用。雨水利用可以分為雨水收集、雨水滲透和雨水綜合利用。故本項(xiàng)目設(shè)計時充分強(qiáng)調(diào)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水設(shè)計在滿足設(shè)計要求的前提下盡量兼顧屋面、地面、綠化雨水經(jīng)凈化收集處理后的利用，具體體現(xiàn)在雨水管形式及走向設(shè)計應(yīng)便于初期雨水的棄流處理，生態(tài)化雨水收集設(shè)施與雨水管合理銜接，濱水建筑或水景建筑中進(jìn)出水，植被緩沖帶和水景堤岸的合理設(shè)計來保障其良好的效果。
雨水收集途徑
雨水的收集途徑主要分為以下3類：
(1)路面及其公共區(qū)域匯集的雨水路面上所匯集的雨水有以下特點(diǎn);污染多、污染程度
大，匯水面較分散，初期雨水水質(zhì)差。
(2)綠化區(qū)域匯集的雨水
綠化區(qū)域匯集的雨水，經(jīng)過綠化的表面沉積、滲濾，泥砂含量少，但是這種雨水會含有較多(綠化)的肥料、(植物腐爛形成的)腐殖質(zhì)和其它可溶性物質(zhì)，雨水成分也比較復(fù)雜。
(3)屋頂所匯集的雨水屋頂雨水在3種雨水中水質(zhì)相對較好，主要含一些固體顆粒(降塵造成)。且屋頂雨水匯水面較集中，較易收集。
雨水收集量
根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》GB50400-2006中4.2.1條規(guī)定雨水設(shè)計徑流總量公式：
W=10φchyF
式中 : W———雨水設(shè)計徑流總量(m 3);
φc———雨水徑流系數(shù);
hy———設(shè)計降雨厚度(mm);取值為1300 mm
F———匯水面積(hm 2)。
可用雨水總量W′
W′=17006.1×0.85×0.87=12576m 3 /y
式中：W———雨水徑流總量m3 /y
———季節(jié)折減系數(shù)，取0.85
———初期雨水棄流系數(shù)，取0.87
本項(xiàng)目雨水收集利用系統(tǒng)雨水總收集量為12576m 3 /y。
本項(xiàng)目其他損失水量按總用水量的10%計算。
雨水年均水量平衡計算及利用
從表2可以看出，本項(xiàng)目收集的雨水可滿足本項(xiàng)目汽車庫地面沖洗、道路、綠化澆灑用水和室外景觀補(bǔ)充水供給。
其中：(1)綠化澆灑用水
按照 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)表3.1.4 規(guī)定，綠化澆灑用水定額可按澆灑面積 1.0 L/( m 2·d )— 3.0 L/(m 2·d)計算。由于南京屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)海洋性氣候，全年雨量充沛，植物配置大部分采用耐旱性強(qiáng)的鄉(xiāng)土植物，則澆灑綠地用水定額選為：2.0 L/(m 2·d )，本項(xiàng)目綠化包括室外綠化和鏤空大于等于 50% 的植草磚，高層住宅建筑周邊總計綠化面積為4 387 m 2。
每天的綠化用水量m 3 /d
本項(xiàng)目綠化澆灑年用水量m 3 /a
(2)道路澆灑
按照 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)表3.1.5 規(guī)定，道路、廣場的澆灑用水定額可按澆灑面積2.0 L/( m 2·d)—3.0 L/( m 2·d)計算。根據(jù)南京氣候特點(diǎn)和本項(xiàng)目實(shí)際情況，澆灑道路定額選為：2.0 L/(m 2·d)，本項(xiàng)目高層住宅周圍硬質(zhì)鋪裝面積4721m 2。
每天的道路用水量m 3 /d
本項(xiàng)目道路澆灑年用水量m 3 /a
(3)景觀水池補(bǔ)水
本項(xiàng)目設(shè)計景觀水體，景觀水面面積有185 m 2按照《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)，日蒸發(fā)量為1.3 m 3，年平均補(bǔ)水量為474.5 m 3。
(4)汽車庫地面沖洗
按照 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)表3.1.10 規(guī)定，停車庫地面沖洗水定額可按2.0 L/(m 2·次)—3.0 L/(m 2·次)計算，根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況，考慮定額選為：2.0 L/(m 2·次)，每2 d沖洗1次，地庫面積為7919 m 2。
每次沖洗用水量m3
本項(xiàng)目汽車庫年用水量m 3 /a
雨水處理工藝流程
雨水調(diào)蓄考慮到實(shí)際降雨頻率及持續(xù)干旱時間的間隔，根據(jù)逐月平衡降雨量、雨水收集量和雨水用量，以及構(gòu)筑雨水調(diào)蓄設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性考慮，取雨水日用水量的3倍，雨水最高日用水量為 164.18 m 3，則雨水調(diào)蓄總 容積設(shè)計503 m 3，蓄水池設(shè)計容積為 225 m 3，確保了技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可行性，并同時結(jié)合景觀水池的溢流容積貯存調(diào)蓄雨水。本項(xiàng)目采取二個措施進(jìn)行雨水水量調(diào)節(jié)，其一，設(shè)置了一個儲水容積為 225 m 3的調(diào)節(jié)池，處理：其二，充分利用下沉廣場景觀水面面積及溢流水位空間作為調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，降低工程造價，同時，減少占地空間。 具體流程如下;
住宅屋面雨水、路面雨水以及景觀池水回流雨水進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過沉砂后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)儲存的雨水經(jīng)雨水提升泵提升至沉淀池，經(jīng)過初步沉淀后流入吸水池，最終由過濾提升泵提升至泵房內(nèi)的精濾設(shè)備，過濾并消毒后補(bǔ)充清水池。由供水泵從清水池吸水經(jīng)加壓后供小區(qū)地下室汽車庫地面沖洗，室外道路、廣場和綠化澆灑，景觀水池補(bǔ)水。整個系統(tǒng)周期地由反沖洗水泵加壓供水對精濾設(shè)備進(jìn)行沖洗，沖洗后水經(jīng)過管道就近排入污水井。同時考慮，自來水進(jìn)行補(bǔ)充和反沖洗。
(1)初期雨水棄流
在人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)過程中，排放出的某些污染物會吸附沉降在屋面，降雨時，這些污染物會受到降雨的沖刷，隨降雨形成的徑流進(jìn)入雨水中，綜合表現(xiàn)為 COD 、PH、或重金屬的影響，初期雨水往往比城市污水中污染物的濃度要高，但其可生化性很低，很難處理。為了避免小區(qū)道路及屋面初期雨水進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)，需要對形成徑流的可能污染重的初期雨水實(shí)施棄流：通過初期棄流裝置將初期較臟的雨水排入小區(qū)污水管道，進(jìn)入城市污水處理廠處理后排放，可以去除徑流污染對環(huán)境的影響。另外，雨水棄流排入污水管道時應(yīng)確保污水不會倒灌回棄流裝置內(nèi)。 本設(shè)計中在蓄水沉淀池前設(shè)計棄流池1座，有效容積為V=15 m 3。
(2)沉砂池
沉砂池的目的是為了沉淀雨水中的無機(jī)顆粒物質(zhì)，降低對后續(xù)處理設(shè)備的影響，延長系統(tǒng)的使用壽命，沉砂池的容積往往與蓄水調(diào)節(jié)綜合考慮，本工程設(shè)計沉砂容積62 m 3。
(3)蓄水調(diào)節(jié)池
降雨過程的水量往往是很不均勻的，而雨水處理設(shè)備只能以選定的水量運(yùn)行，中間的水量差用蓄水調(diào)節(jié)池來存儲，當(dāng)需要利用雨水時直接從蓄水調(diào)節(jié)池中抽取適量的雨水，處理后應(yīng)用。蓄水沉淀池的容積根據(jù)全年平衡用水量及棄流量等計算，經(jīng)計算，本項(xiàng)目的蓄水調(diào)節(jié)池容積 225 m 3。
(4)沉淀池
用于去除雨水中的 SS ，延長精密過濾的運(yùn)行時間，減少過濾器的反沖洗次數(shù)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。采用斜管沉淀池，容積63 m 3。
(5)精密過濾器
進(jìn)一步去除水中的SS，使水質(zhì)滿足用水要求。設(shè)計濾速約為19.3 m/s，處理能力約30 m 3 /h。
(6)清水池
用于存儲處理后的雨水，設(shè)計容積90 m 3。
(7)消毒
殺滅雨水中病原微生物，滿足安全要求。設(shè)計采用二氧化氯消毒，二氧化氯產(chǎn)生量為 150 g/h 。處理后的雨水經(jīng)過水泵加壓，送至用水點(diǎn)。
綜上所述，本工程采用的工藝流程，可以使處理后的出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水質(zhì)》(GB/T18920-2002)和《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)的標(biāo)準(zhǔn)。
雨水收集利用效益
該住宅區(qū)雨水收集利用工程概算投資總額約為70萬元，收集利用雨水運(yùn)行成本約為0.36元 /t 根據(jù)南京市自來水水費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，大約7-8 年可收回成本。所以，小區(qū)采用雨水收集利用系統(tǒng)可有效節(jié)約水資源，且可以在不長的時間內(nèi)收回投資。
雨水作為住宅小區(qū)較為干凈的水資源，加強(qiáng)雨水利用，是緩解水資源緊張比較有效的方法之一。新建生活小區(qū)應(yīng)將雨水充分利用，但是目前南京乃至江蘇地區(qū)住宅小區(qū)使用雨水收集的單位還不多，主要有政策原因也有開發(fā)商的社會意識及重視度不夠，更重要的是該收集系統(tǒng)前期投資成本、后期維護(hù)不確定因素。通過該住宅區(qū)雨水收集系統(tǒng)設(shè)計探討，為今后擬建其他新建小區(qū)使用該系統(tǒng)起到示范借鑒作用。相信隨著人們對綠色環(huán)保建筑的重視、渴望和需求，將會越來越得到大家的認(rèn)可，也將具有更好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
