小区雨水收集利用方案分析

叶春柳

摘 要：收集利用雨水是一种缓解城市水资源供需矛盾的有效措施，它具有良好的节水效能和环境效益。结合具体的工程实例，重点分析雨水收集利用方案的设计思路，阐述了雨水收集利用带来的效益，以期为今后的工作提供参考。

关键词：水资源；雨水收集；回用系统；效益

中图分类号：TU992.24 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0154-02

近年来，随着城市化进程的加快，水资源紧缺、环境污染、生态破坏等问题不断加剧，雨水作为一种干净、经济、方便的绿色水源，受到越来越多的关注。利用小区雨水资源的做法，可以节省生活用水，减少水费和排污费，避免内涝，改善小区生态环境，具有良好的节水效能和环境效益。结合小区实例，介绍小区雨水收集回用工程的设计思路，以期为建筑雨水收集利用设计提供参考。

1 雨水收集利用的概念及其方案确定的原则

1.1 雨水收集利用的分类

按照雨水用途的不同，可将雨水收集、利用分为三种系统，即雨水入渗系统、收集回用系统、调蓄排放系统。

1.1.1 雨水入渗系统

汇水区域内的降雨，自然或经管道收集后，通过低洼绿地、透水铺装地面等地面渗透设施和渗透管、渗透井等地下渗透设施将雨水回灌地下，补充、涵养地下水资源，改善小区生态环境，减少小区水涝。

1.1.2 收集回用系统

将汇流面上的径流雨水收集后，经处理加以利用。根据不同的使用要求，比如环境绿化、道路除尘、冲洗车辆、消防等，选择相应的处理技术，达到非传统水源最大利用的目的。

1.1.3 调蓄排放系统

利用建设用地范围内的池塘、洼地、景观水体或人工修建的蓄水池，来储存、调节高峰雨水径流量，从而消减洪峰，降低下游雨水管道设计管径，达到节省工程造价的目的，待高峰过去再缓慢排出。

以上三种系统应用比较灵活，可以各自成为独立体系，也可以综合使用，例如将雨水入渗系统和收集回用系统相结合，雨水入渗系统和调蓄排放系统相结合等。

雨水收集利用的流程示意图，见图1.

图1 雨水收集利用流程示意图

1.2 小区雨水收集利用的影响因素

通过查阅资料和实际调查，总结出影响住宅小区雨水收集利用的因素主要有：①气象资料，包括降雨量、蒸发量、设计重现期、暴雨强度等；②地质资料，包括土壤的渗透程度、自然水体状况等；③规划内容，包括小区规模、绿化水平、地面高差、是否有景观水体等；④利用要求，包括绿化、消防、道路冲洗等用水定额、用水时间等。

1.3 小区雨水收集利用方案确定的原则

如果住宅小区内有景观水体，要先利用水体进行调蓄，补充景观水体用水量。雨水利用量需要根据项目的基础资料、水景的模式和形式、水量平衡分析等计算确定，水景的规模和调蓄能力通过水量平衡分析确定。

如果住宅小区没有景观水体，要优选低洼绿地、生物景观滞留、渗水路面、多功能调蓄设施等分散式雨水调蓄渗透技术。

对于多雨但缺水的地区，宜采用雨水直接收集利用系统，并优先考虑对径流污染较轻的屋面雨水进行收集回用。

2 小区雨水收集利用系统工程实例

由于水资源日益紧张，充分利用雨水作为非传统水源解决杂用水供给问题已经得到大家的认可，并逐渐将其应用到实际的工程中。

2.1 工程介绍

下面将具体介绍某住宅小区的雨水收集、利用方案设计。该住宅小区的主要规划技术指标见表1.

2.2 确定雨水收集利用方案

通过前面的论述可以得出，小区雨水收集利用系统共有五种方式：入渗、收集回用、调蓄排放、入渗和收集回用、入渗和调蓄排放。

本小区属于一般雨量地区，年平均降水量在510 mm，出现雨季长期洪涝灾害的概率不大。本地区水资源有限，非传统水源可以有效补充杂用水，达到节水的目的；用地条件比较紧张，修建超大型蓄水池难度较大；设施运行管理较南方发达省份有一定差距。通过经济技术综合比较得出，采用收集回用作为该小区的雨水收集、利用方案比较合理。

2.2.1 可收集雨水分析

在住宅小区内，可以进行雨水收集的雨水原水共有三种，即屋面汇流雨水、绿地汇流雨水和道路汇流雨水。决定采用哪种收集雨水形式，需要考虑汇流雨水污染程度、收集难易、径流量这三个方面的特征。在它们当中，污染程度是决定性因素，它直接决定了后续处理工艺，对控制工程造价起到了决定性作用；收集的难易决定了该做法实现的难易，也对工程造价有一定的影响；径流量的体现可以利用雨水的总量，对水量平衡起到一定作用。住宅小区内可收集雨水在以上三方面进行比较，具体详见表2.

通过比较，结合实际情况，决定采用屋面汇流雨水作为收集雨水。一期工程先选用2栋建筑（共计8幢建筑）屋面收集雨水（汇水面积F=720 m2），经过管道汇入整流井。

2.2.2 回用雨水用途分析

回用雨水主要可以用于景观用水、绿化用水、循环冷却系统补水、汽车冲洗用水、路面冲洗用水、冲厕用水和消防用水。考虑到本小区的实际情况和所处地域条件，决定回用水主要用于绿化和道路冲洗。

2.2.3 水量平衡

2.2.3.1 雨水径流总量

根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（以下简称“规范”）雨水径流量计算公式为：

W=10ψchyF. （1）

上式（1）中：ψc——雨量径流系数，取0.9；

hy——设计降雨厚度，以日为单位计算，查雨量等值线图可知，低区约为75 mm；

F——汇水面积，720 m2。

经计算，径流总量W=48.60 m3/d。

2.2.3.2 需回用雨水量

绿化和道路占地面积为19 744.52 m2，绿化和浇洒用水定额为1.5 L/m2·d，每日最大需水量为29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系统的最高日设计水量为29.62 m3，集水面积设计径流量为48.60 m3/d，回用水量与集水径流总量的比值约为61%，满足规范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水处理工艺流程

根据所选择的雨水利用方案，其工艺流程包括雨水收集系统、雨水积蓄系统、雨水处理系统、雨水回用系统。屋面雨水先经过收集管收集后进入整流井，并将初期雨水进行弃流，同时，整流井还用于雨水回用系统蓄满时的溢流，以充分利用水资源；雨水经整流井进入保证水量均衡的雨水调蓄池，经提升泵提升后进行雨水处理；处理达标后，清水将存入清水池；最后通过变频给水设备，将清洁雨水用于绿化和冲洗道路。

在上述工艺流程的四个系统中，雨水收集系统属于管网常规设计，雨水处理系统一般由设备厂家根据具体情况进行设计，这两个系统的计算就不介绍了。下面介绍一下雨水积蓄、回用系统的计算。

2.2.4.1 雨水积蓄系统有效水容积计算

日雨水径流量：根据2.2.3.1中介绍可知，日雨水径流量为W=48.60 m3。

径流弃流量：由于雨水水质的不同，对于弃流量的计算存在很大分歧。

根据规范计算公式，径流弃流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期径流厚度，厚度为2 mm。

这样算得的弃流总量为Wi =1.44 m3。

雨水积蓄系统有效水容积Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系统计算

清水池容积计算。根据规范，清水池容积取雨水回用系统最高日设计水量的35%，本工程最高日设计用水量为29.62 m3/d，所以，清水池容积计算值为29.62 m3/d×35%=10.37 m3。考虑到无雨或少雨季节的存在，适当扩大清水池的容积，可以满足更大的水量要求，取清水池的容积为20 m3。

雨水回用设施。清水池内的清洁雨水要先由二级泵提升至变频给水设备，通过给水管线供应至需要绿化和冲洗的部位。

2.3 效益分析

通过以上理论分析和实际工程介绍，我们可以得出雨水收集利用系统的应用具有以下效益。

2.3.1 环保效益

城市发展是“双刃剑”，它在促进社会发展的同时也破坏了城市环境。雨水收集利用系统使“天赐之水”变废为宝，避免了雨水积蓄后破坏环境、威胁安全的缺点，这对城市的环境保护和改善大有裨益。

2.3.2 经济效益

水资源日益减少，如果将雨水处理后用作传统水源的有效补充，对节约用水开支有重要的作用。当然，雨水收集利用系统需要前期投资，但随着使用雨水回用系统带来的经济效益，在建筑物有效使用期内投资成本也能回收。

2.3.3 技术效益

雨水收集利用系统代表了废水回收利用在民用建筑中的发展方向。它打破传统，勇于创新，不断为传统水资源另辟蹊径，为给排水技术不断进步提供发展平台，同时也给设计者带来机遇与挑战。

3 结束语

总之，雨水收集利用系统是一种既经济又实用的水资源开发方式。在日益短缺的水资源形势下，加强小区雨水收集、利用无疑是当前建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。虽然现阶段还面临很多实际问题，但由于绿色建筑和节能环保概念的推广，势必将掀起一场雨水等非传统水源大量使用的水工业革命。

参考文献

[1]高兴胜.浅谈住宅小区雨水的收集及利用[J].科技咨询导报，2007（18）.

[2]王岚，张其成，陈星.住宅小区雨水收集利用方案及其效益分析[J].水资源保护，2013（02）.

〔编辑：白洁〕

2.2.3.2 需回用雨水量

绿化和道路占地面积为19 744.52 m2，绿化和浇洒用水定额为1.5 L/m2·d，每日最大需水量为29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系统的最高日设计水量为29.62 m3，集水面积设计径流量为48.60 m3/d，回用水量与集水径流总量的比值约为61%，满足规范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水处理工艺流程

根据所选择的雨水利用方案，其工艺流程包括雨水收集系统、雨水积蓄系统、雨水处理系统、雨水回用系统。屋面雨水先经过收集管收集后进入整流井，并将初期雨水进行弃流，同时，整流井还用于雨水回用系统蓄满时的溢流，以充分利用水资源；雨水经整流井进入保证水量均衡的雨水调蓄池，经提升泵提升后进行雨水处理；处理达标后，清水将存入清水池；最后通过变频给水设备，将清洁雨水用于绿化和冲洗道路。

在上述工艺流程的四个系统中，雨水收集系统属于管网常规设计，雨水处理系统一般由设备厂家根据具体情况进行设计，这两个系统的计算就不介绍了。下面介绍一下雨水积蓄、回用系统的计算。

2.2.4.1 雨水积蓄系统有效水容积计算

日雨水径流量：根据2.2.3.1中介绍可知，日雨水径流量为W=48.60 m3。

径流弃流量：由于雨水水质的不同，对于弃流量的计算存在很大分歧。

根据规范计算公式，径流弃流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期径流厚度，厚度为2 mm。

这样算得的弃流总量为Wi =1.44 m3。

雨水积蓄系统有效水容积Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系统计算

清水池容积计算。根据规范，清水池容积取雨水回用系统最高日设计水量的35%，本工程最高日设计用水量为29.62 m3/d，所以，清水池容积计算值为29.62 m3/d×35%=10.37 m3。考虑到无雨或少雨季节的存在，适当扩大清水池的容积，可以满足更大的水量要求，取清水池的容积为20 m3。

雨水回用设施。清水池内的清洁雨水要先由二级泵提升至变频给水设备，通过给水管线供应至需要绿化和冲洗的部位。

2.3 效益分析

通过以上理论分析和实际工程介绍，我们可以得出雨水收集利用系统的应用具有以下效益。

2.3.1 环保效益

城市发展是“双刃剑”，它在促进社会发展的同时也破坏了城市环境。雨水收集利用系统使“天赐之水”变废为宝，避免了雨水积蓄后破坏环境、威胁安全的缺点，这对城市的环境保护和改善大有裨益。

2.3.2 经济效益

水资源日益减少，如果将雨水处理后用作传统水源的有效补充，对节约用水开支有重要的作用。当然，雨水收集利用系统需要前期投资，但随着使用雨水回用系统带来的经济效益，在建筑物有效使用期内投资成本也能回收。

2.3.3 技术效益

雨水收集利用系统代表了废水回收利用在民用建筑中的发展方向。它打破传统，勇于创新，不断为传统水资源另辟蹊径，为给排水技术不断进步提供发展平台，同时也给设计者带来机遇与挑战。

3 结束语

总之，雨水收集利用系统是一种既经济又实用的水资源开发方式。在日益短缺的水资源形势下，加强小区雨水收集、利用无疑是当前建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。虽然现阶段还面临很多实际问题，但由于绿色建筑和节能环保概念的推广，势必将掀起一场雨水等非传统水源大量使用的水工业革命。

参考文献

[1]高兴胜.浅谈住宅小区雨水的收集及利用[J].科技咨询导报，2007（18）.

[2]王岚，张其成，陈星.住宅小区雨水收集利用方案及其效益分析[J].水资源保护，2013（02）.

〔编辑：白洁〕

2.2.3.2 需回用雨水量

绿化和道路占地面积为19 744.52 m2，绿化和浇洒用水定额为1.5 L/m2·d，每日最大需水量为29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系统的最高日设计水量为29.62 m3，集水面积设计径流量为48.60 m3/d，回用水量与集水径流总量的比值约为61%，满足规范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水处理工艺流程

根据所选择的雨水利用方案，其工艺流程包括雨水收集系统、雨水积蓄系统、雨水处理系统、雨水回用系统。屋面雨水先经过收集管收集后进入整流井，并将初期雨水进行弃流，同时，整流井还用于雨水回用系统蓄满时的溢流，以充分利用水资源；雨水经整流井进入保证水量均衡的雨水调蓄池，经提升泵提升后进行雨水处理；处理达标后，清水将存入清水池；最后通过变频给水设备，将清洁雨水用于绿化和冲洗道路。

在上述工艺流程的四个系统中，雨水收集系统属于管网常规设计，雨水处理系统一般由设备厂家根据具体情况进行设计，这两个系统的计算就不介绍了。下面介绍一下雨水积蓄、回用系统的计算。

2.2.4.1 雨水积蓄系统有效水容积计算

日雨水径流量：根据2.2.3.1中介绍可知，日雨水径流量为W=48.60 m3。

径流弃流量：由于雨水水质的不同，对于弃流量的计算存在很大分歧。

根据规范计算公式，径流弃流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期径流厚度，厚度为2 mm。

这样算得的弃流总量为Wi =1.44 m3。

雨水积蓄系统有效水容积Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系统计算

清水池容积计算。根据规范，清水池容积取雨水回用系统最高日设计水量的35%，本工程最高日设计用水量为29.62 m3/d，所以，清水池容积计算值为29.62 m3/d×35%=10.37 m3。考虑到无雨或少雨季节的存在，适当扩大清水池的容积，可以满足更大的水量要求，取清水池的容积为20 m3。

雨水回用设施。清水池内的清洁雨水要先由二级泵提升至变频给水设备，通过给水管线供应至需要绿化和冲洗的部位。

2.3 效益分析

通过以上理论分析和实际工程介绍，我们可以得出雨水收集利用系统的应用具有以下效益。

2.3.1 环保效益

城市发展是“双刃剑”，它在促进社会发展的同时也破坏了城市环境。雨水收集利用系统使“天赐之水”变废为宝，避免了雨水积蓄后破坏环境、威胁安全的缺点，这对城市的环境保护和改善大有裨益。

2.3.2 经济效益

水资源日益减少，如果将雨水处理后用作传统水源的有效补充，对节约用水开支有重要的作用。当然，雨水收集利用系统需要前期投资，但随着使用雨水回用系统带来的经济效益，在建筑物有效使用期内投资成本也能回收。

2.3.3 技术效益

雨水收集利用系统代表了废水回收利用在民用建筑中的发展方向。它打破传统，勇于创新，不断为传统水资源另辟蹊径，为给排水技术不断进步提供发展平台，同时也给设计者带来机遇与挑战。

3 结束语

总之，雨水收集利用系统是一种既经济又实用的水资源开发方式。在日益短缺的水资源形势下，加强小区雨水收集、利用无疑是当前建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。虽然现阶段还面临很多实际问题，但由于绿色建筑和节能环保概念的推广，势必将掀起一场雨水等非传统水源大量使用的水工业革命。

参考文献

[1]高兴胜.浅谈住宅小区雨水的收集及利用[J].科技咨询导报，2007（18）.

[2]王岚，张其成，陈星.住宅小区雨水收集利用方案及其效益分析[J].水资源保护，2013（02）.

〔编辑：白洁〕