雨水收集回用系统设计研究分析论文_刘金平1,刘秀平2

刘金平1 刘秀平2

1浙江东南建筑设计有限公司 310013;

2浙江龙山建筑设计咨询有限公司杭州拱墅分公司 310011

摘要:城市化迅速发展的今天,我国的水资源面临着严峻的形势。我们应该更新理念,将雨水作为一种资源回收利用。采用必要的雨水回收利用对于节约水资源是相当有益的。在场地设计中,一方面考虑雨水回渗补充地下水,另一方面通过场地内的竖向设计,收集部分雨水,作为景观用水和绿化用水的补充。利用雨水不但可以有效地减少雨洪、营造地表水文景观、改善小区周边环境,也有利于增强居民爱水和节水意识,而且还可以改善市内的局部热岛效应。这样可以使经济效益实现最大化的目的,保持经济和社会效益的可持续发展。

关键词:雨水收集;系统设计;利用

一、从雨水回收利用的现状看我国城市化存在的问题

随着我国城市化进程的发展,制约城市可持续发展的干旱缺水、洪涝灾害和水环境恶化三大问题日益凸显,使得城市原先的水文循环路径发生改变,给城市水生态带来一系列影响,改变了原有城市水体自然循环路径,给城市带来一系列的问题。如导致大部分城市的市区气温比郊区高出1℃~3℃,形成“热岛效应”,造成局部天气异常,并且这一现象有逐年增高的趋势。城市的发展不可避免地造成了不透水地面面积的增加,地表雨水径流系数和径流量的提高,地下水入渗量的减少,使得地下水得不到充分涵养。汛期一遇暴雨就积水成灾,影响城市生活,堵塞交通,甚至淹没设施,经济损失巨大。同时,雨洪的肆虐,污水泛滥,加大了城市治污难度,环境恶化。因此,我们急需在城市建立蓄、滞、排相结合的排涝及雨水利用体系。

二、项目概况

杭政储出某号地块商品住宅为居住建筑小区建筑项目,共14栋住宅,总建筑面积为151623 m2。

地块用地面积52909m2,室外地面面23586.3m2,绿地面积15872.7m2。

三、各项目用水量计算

1.居住用水

根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第3.1条、第3.2.1条对建筑用水定额的规定计算本建筑总耗水量。

本项目设计户数为1135户,以每户3.2人计,根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010中表3.1.1规定住宅平均日生活用水节水用水定额为120L-200L,本项目每人每天平均用水量取120L,使用天数为365天。因项目所处位置在城乡结合部,入住率按60%计。

平均日用水总量=用水定额×人数=120*1135*3.2*0.6=261.8 m3/d

年用水总量=日用水总量×天数=261.8 ×365=95549.7 m3/a

2.商业配套用水

根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010第3.1条对建筑用水定额的规定计算本建筑总耗水量。

本项目商业及配套面积3684㎡,根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010中表3.1.2规定商业平均日生活用水节水用水定额为4L-6L/㎡,本项目每人每天平均用水量取4 L/㎡,使用天数为365天。

平均日用水总量=用水定额×面积=4*3684=14.7m3/d

年用水总量=日用水总量×天数=14.7 ×365=5378.6 m3/a

3.绿化浇洒用水

按照《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010表3.1.6规定,年均绿化浇洒用水定额可按浇洒面积0.28m3/(m2·a)计算。浇洒天数为:121天。

本项目室外绿化面积为15872.7m2。

每天的绿化用水量=用水定额×绿地面积= 12.2 m3/d

本项目绿化浇洒年用水量=日浇洒用量×天数= 4444.4 m3/a

4.道路、广场浇洒用水

按照《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010表3.1.5规定,道路的浇洒用水定额可按浇洒面积0.2—0.5 L/(m2·次)计算。综合广场的冲洗,本项目室外道路、广场浇洒用水定额选为:0.3L/(m2·次),每3天浇洒一次,室外道路、广场面积为23586.3m2,则:

每天的道路、广场用水量=用水定额×广场面积=2.4m3/d

本项目道路、广场年用水量=日用水量×用水天数=860.9m3/a

5.各项目总用水量表

通过上述计算,考虑10%未预见用水量及管网漏失水量,本项目总用水量统计如下:

四、非传统水源说明及利用率计算

1.概况说明

从尽量降低投资成本和运营成本,方便日常维护管理等几方面考虑,非传统水源利用仅限制在绿地浇灌,广场、地面及道路冲洗等几项,用水量参见表1。

2.非传统率计算

本项目非传统水源利用率为:

=×100%=4.54%

式中,Ru---非传统水源利用率,%;

Wu---非传统水源设计使用量(规划设计阶段)或实际使用量(运行阶段),m3/a;

Wt---设计用水总量(规划设计阶段)或实际用水总量(运行阶段),m3/a;

WR---再生水设计利用量(规划设计阶段)或实际利用量(运行阶段),m3/a;

Wr---雨水设计利用量(规划设计阶段)或实际利用量(运行阶段),m3/a;

Ws---海水设计利用量(规划设计阶段)或实际利用量(运行阶段),m3/a;

Wo---其他非传统水源利用量(规划设计阶段)或实际利用量(运行阶段),m3/a。

五、雨水利用

1.设计系统选择说明

考虑到本项目地处雨水丰沛的杭州地区,选用收集雨水处理回用的非传统水源利方式具有低占地率,低投资,低运行维护成本等特点。因此选用建设方容易操作运营的雨水收集回用的非传统水源利方式。

2.可收集雨水量

本项目收集范围包含:

屋面、□硬制地面、□绿地、□绿化屋面、□透水地面、水池,□其他

考虑到本项目均为高层住宅,屋面雨水受环境影响较小,相对洁净回收相比简单方便,可降低处理程序节约处理投资和运营维护成本,因此雨水收集水源仅采用屋面汇集雨水。

雨水收集根据《民用建筑节水设计标准》GB50555-2010中5.2.4条规定雨水回用系统的年用雨水量应按下式计算:

=0.7*10*0.9*1454*6000/10000=5496 m3

式中:

——年用雨水量(m3)

——雨水径流系数;

——常年降雨厚度(mm),杭州 地区取值为 1454 mm;

F——汇水面积(hm2)。

0.6~0.7——除去不能形成径流的降雨等外的可回用系数。

本项目雨水汇水面积及可收集雨水量见下表:

六、雨水收集回用系统设计计算以及设备选择

1.雨水收集量计算

(1)雨水收集回用工程设计重现期取1a,杭州地区1a重现期最大日降雨量为57.5mm。

(2)日雨水径流量,屋面雨量径流系数取0.9,屋面雨水24h径流总量为: =10*0.9*57.5*0.6=310.5(m3)

(3)弃流雨水量,考虑2mm初期径流雨水弃流,则弃流雨水量Wi为:Wi=10**F=10*2*0.6=12(m3)

(4)雨水日可利用量:=310.5-12=298.5(m3)

2.设备规模配置计算

(1)收集回用设施的用水能力配置应符合;

=14.6m3*3=43.8 m3

——第i种用水户的日用水定额(m3/d);

——第i种用水户的的用户数量;

t——用水时间,一般取3d;

(2)蓄水池容积,当最大日用水量不足雨水径流总量的40%时,则雨水蓄存量可减少,按雨水回用系统的日用水量的3倍取值,综合考虑取蓄水池容积:

(3)雨水处理设备配置计算,雨水用途绿化和道路广场冲洗,需要过滤处理。过滤设备规模根据

=14.6/24=1.00(m3/h)

取整数2 m3/h选择过滤设备以及加压设备。

——设备处理能力(m3/h);

——管网日用水量(m3),按计算;

T——雨水处理设施的日运行时间(h),可按20~24h取值。

3.雨水收集处理设备选择

本设计拟选用塑料模块组合水池,模块体积为1000*500*400mm。补充水采用市政自来水,其它设备装置如弃流井等设施安装选型参见《雨水综合利用》10SS705。

4.雨水回收系统雨水水质标准

雨水回收系统所收集的雨水水质标准应符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920的规定。雨水处理后须满足CODcr≤30mg/L,并且满足SS≤10mg/L指标。

5.再生水安全措施

(1)水池(箱)、阀门、水表及给水栓、取水口均应有明显的“雨水”标志;取水口应注有“雨水,请勿饮用”的标志;

(2)公共场所及绿化的给水取水口应设带锁装置;

(3)雨水回用系统备用水源为自来水,于中水清水池处设置自来水补水管,补水管口与溢流水位之间设置足够高度的空气隔断,以有效防止回流污染,并于补水管上设置电动阀,设置好低水位开阀补水与高水位关闭的措施,以保障水量安全;

(4)工程验收时应逐段进行检查,防止误接。

七、结论

雨水收集利用技术是节水、节能技术的重要组成部分。目前,我国城市化的发展规模已经进入到了一个飞速发展的阶段,这必然面临着将有更多的土地变成建筑用地。要结合实际情况来考虑,统筹规划作出多个设计方案,进行技术经济的对比,最后选择最佳的方案进行建设,尽量降低建设费用。并且回用雨水应该是政府支持、群众参与共同完成的。总之,推动水资源的可持续发展,还有许多工作要做,其任重而道远!

论文作者:刘金平1,刘秀平2

论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿

论文发表时间:2015/9/29

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