住宅小區(qū)雨水利用設計分析
住宅小區(qū)雨水利用設計分析
摘 要：雨水利用可以節(jié)約用水、蓄洪滯洪、修復城市水環(huán)境和改善城市生態(tài)環(huán)境、部分解決城市水資源短缺、推動水資源的可持續(xù)發(fā)展。結合某住宅小區(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，維護方便。
關鍵詞：住宅小區(qū)雨水利用設計
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)應采用雨水入滲、收集回用和調蓄排放系統(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調蓄排放；④入滲＋收集回用；⑤入滲＋調蓄排放。經綜合技術經濟比選，考慮到土壤滲透性、年降雨量特征、用地條件、運行管理和實際工程案例等因素，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根據可收集雨水情況和需回用雨水情況進行水量水質分析后確定。
2.2.1可收集雨水情況
一般住宅小區(qū)內的雨水收集主要有道路、綠地、屋面３種匯流介質。在這3種匯流介質中，地面徑流雨水水量較大，但水質較差；綠地徑流雨水因經過滲透而水質較好，但可收集雨量有限；屋面雨水水質較好、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，保護原有管網，一期示范工程僅選用2棟建筑屋面收集雨水（Ｆ＝887ｍ２），經管道匯入整流井。
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《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》雨水徑流計算4.2.1－1公式：Ｗ＝10ψｃｈｙＦ（Ｗ：雨水徑流總量；ψｃ：雨量徑流系數取0.9；ｈｙ：設計降雨厚度，以日為單位計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)的最高日設計用水量為43.95ｍ３／ｄ，集水面雨水設計徑流總量為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
根據所選擇的雨水利用方案，工藝流程包括收集及預處理單元、儲存單元、凈化處理單元和回用單元４部分。屋面雨水先經收集管收集后進入整流井，整流井內設置格柵以阻擋與雨水同時進入落水管的樹葉、樹枝等粗大雜物并將初期雨水進行棄流。同時，整流井還可用于雨水回用系統(tǒng)蓄滿時的溢流以充分利用雨水資源。經過整流井的雨水自流進入雨水調蓄池用于調節(jié)雨量的不均衡性。調蓄池內的雨水經一級提升泵提升后進入雨水處理系統(tǒng)，通過過濾進一步去除水中的雜質達到出水水質要求后至清水池。最后采用變頻供水系統(tǒng)加壓配送，用于綠化和沖洗用水。定期運行反沖洗水泵，對雨水處理單元進行反沖洗，反沖洗水就近排入污水井。
5各單元工藝設計
5.1雨水收集系統(tǒng)
5.1.1雨水設計流量
根據規(guī)范中雨水設計流量計算4.5.1－2公式，取重現(xiàn)期Ｐ＝2ａ，降雨歷時ｔ＝5ｍｉｎ，取1.5的安全系數，計算雨水設計流量Ｑ＝0.02135ｍ３／ｓ×1.5＝0.032ｍ３／ｓ。
5.1.2雨水收集管
根據雨水流量選用管徑，采用ＨＤＰＥ雙壁波紋管，管徑為ｄｎ300，長155ｍ，坡度ｉ為0.004。
5.1.3格柵
在整流井進水處設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，柵渣外運處理。
5.1.4整流井
雨水經收集管網收集后首先進入整流井，整流井內可以截留、沉淀雨水中的大顆粒雜質、防止后續(xù)提升泵堵塞，為全地下式鋼混結構，設計尺寸為2ｍ×1.8ｍ×1.9ｍ。
5.2雨水積蓄系統(tǒng)
來水水量是隨時間變化的，為保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行，降低運行負荷，需要對雨水的水量進行調節(jié)，因此在雨水處理裝置系統(tǒng)前設置調蓄池。調蓄池的主要作用是調節(jié)水量，其設計有效儲水容積不低于集水面日雨水徑流總量扣除設計初期徑流棄流量。
5.2.1雨水積蓄系統(tǒng)有效儲水容積
5.2.1.1日雨水徑流總量
根據3.1節(jié)知日雨水徑流總量Ｗ ＝79.83ｍ３。
5.2.1.2設計初期徑流棄流量
由于初期雨水徑流水質受多種因素影響，棄流量的大小很難控制。參考規(guī)范中的計算公式Ｗｉ＝10δＦ（Ｗｉ：設計初期徑流棄流量；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有效儲水容積
Ｗｓ＝Ｗ －Ｗｉ（Ｗｓ：雨水積蓄系統(tǒng)有效儲水容積；Ｗ ：集水面日
雨水徑流總量；Ｗｉ：設計初期徑流棄流量），算得有效儲水容積Ｗｓ＝78.06ｍ３。
5.2.2調蓄池
采用全地下式鋼筋混凝土結構，設計平面尺寸為6ｍ×6ｍ，池深3.6ｍ，有效調節(jié)水深3.0ｍ，有效儲水容積＝108ｍ３。內設提升水泵吸水管、溢流管和通氣管。
5.3雨水處理系統(tǒng)
雨水處理系統(tǒng)設計規(guī)模為8ｍ３／ｈ，設計工作時間為5.5ｈ／ｄ，采用精細過濾工藝進行處理。一級提升泵將調蓄池內雨水提升至雨水處理裝置，經精濾處理，達到綠化澆灌水質后進入清水池，反沖洗水泵從清水池吸水定期對雨水處理裝置進行反沖洗，反沖洗水就近排入小區(qū)內污水井。雨水處理裝置及配套的設備放置于建筑單體地下室內，占地面積約20ｍ２，設一級提升泵2臺，1用1備，單臺Ｑ＝8ｍ３／ｈ，Ｈ＝6ｍ，Ｎ＝0.55ｋＷ；反沖洗泵2臺，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，Ｑ＝0.5Ｌ／ｈ，Ｈ＝7ｍ，Ｎ＝0.04ｋＷ，儲罐１只，有效容積Ｖ＝50Ｌ，工作壓力1.0ＭＰａ；精細過濾采用1400一體化的精細過濾器，濾速為5.2ｍ３／（ｈ·ｍ２），反沖洗強度為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)最高日設計用水量35％，其中，最高日設計用水量Ｑ＝43.95ｍ３／ｄ，Ｖ＝43.95×0.35＝15.38（ｍ３），考慮無雨或少雨季節(jié)時，能蓄存較多的處理后雨水供給回用，將清水池容積適當放大，取20ｍ３。采用鋼制成品水池，設計尺寸為4ｍ×2.5ｍ×2ｍ，放置于建筑單體地下室內，占地面積約13.5ｍ２。
5.4.2雨水回用設施
雨水回用設施主要包括二級提升泵、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)工作時間限制，管理更加方便，節(jié)電效果顯著。設二級提升泵2臺，1用1備，單臺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小路敷設以便于操作，共設ＤＮ32給水栓12套。
6結 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。
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