基于实例分析建筑雨水收集回用系统设计应用

王力波

摘要：本文主要从实施建筑雨水回用系统的作用出发，阐述了雨水收集回用的分类及设计原则根据相关规范和资料，并指出雨水回用系统在设计过程中常见的影响因素，最后通过实例分析，对雨水回用系统的设计方案进行探讨分析。

关键词：雨水回用系统;设计应用;实例分析

一、实施建筑雨水回用系统的作用

近年来，基于当前经济建设发展及城市化进程的加快，对水资源需求量日益上涨，水资源短缺问题逐渐上升到阻碍城市建设发展重要因素基础上，随着节能环保理念推广的不断深入，在我国许多地区愈来愈重视雨水回用策略的实施，并收获了良好的经济、生态效益。如果在城市建设中，以城市为中心的地下水漏斗面积不断扩大，地下水位持续下降，加上城市当中不透水地面面积不断扩大，排水设施压力将不断增大，一方面由于雨水难以入渗地下补充地下水，加上地下水的严重超采，使得城市周围的水环境和生态环境恶化;另一方面暴雨时节，径流迅速汇集造成地面积水和城市局部洪灾，此外用于浇灌绿化、冲洗马路、消防等公益用水及洗车等新兴用水行业的兴起无疑加重自来水供应的负担等，影响城市居民生活，堵塞交通，严重影响城市形象。因此，加强雨水收集回用工程的实施，不仅能有效节约水资源，又可降低雨水径流流量，从而减少雨水对城市雨水管网的负担。同时，通过雨水收集回用的广泛开展，雨水被留住或回渗地下，减少雨水排水量，减轻城市暴雨洪水灾害威胁，减少城市道路雨水径流量，减轻城市排水的压力，进而完善城市各项功能使之正常有效的发挥有着重要意义。

二、雨水收集回用的分类及设计原则

（一）雨水收集利用的分类

依据雨水的用途，可将雨水收集回用分为以下类型，这些系统既可独立使用，也可综合应用。

1、收集回用系统：将汇流面上的径流雨水收集后处理加以如环境绿化、道路除尘、冲洗车辆、消防等利用，最大限度的利用水资源。

2、雨水入渗系统：汇水区域内的降雨，通过低洼绿地、透水铺装地面等地面渗透设施，以及渗透管、渗透井等地下渗透设施将雨水回灌地下，减少水涝，改善生态环境。

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，达到消减洪峰、待高峰过去再缓慢排出。

（二）雨水收集回用方案的设计原则

1、对于多雨且有缺水地区，可直接采用雨水收集回用系统，在常规屋面及地面的雨水收集中，初期径流因对下垫面表面污染物的冲刷作用导致水质污染物浓度高，水量较少，随着降雨过程延续，表面污染物逐渐减少，后期径流水质得到改善。

2、对于有景观水体的建筑项目，首先调蓄水体，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、水景的模式及形式、水量平衡分析等计算确定，水景的规模及调蓄能力通过水量平衡分析确定;

3、对于没有景观水体的建筑项目，优选低洼绿地、生物景观滞留、渗水路面、多功能室外调蓄设施等分散式雨水调蓄渗透技术。

三、雨水回用系统在设计中需考虑的各项因素

（一）雨水水质因素

降水主要是指降落在任何地貌特征上收集所有可供收集的雨水。雨水是可供直接收集的水源，主要有建筑物的屋面和场地两大部分。由于大多数水质指标都要进行测试后才能得出准确的数据，因此，需要相关的测试数据才能对水质做出准确的判断。

（二）降雨量因素

降雨量直接影響着雨水回用系统的相关设计，但降雨量的分布是人为对已经发生的降雨量进行气象、水文分析的结果，是后知的推论，我们并不能准确预计以后发生降雨量的多少，因此，设计人员要根据推导出的年均降雨量进行设计，并将之合理地分配至每个月份。

（三）初期雨水弃流方式的选择因素

初期雨水控制方法较多，常用方式是设置初期雨水弃流装置。而城市建设进程的加快导致不透水地面面积迅速上升，雨水径流量也随之增加，由于降水吸收大量空气中的污染物及其对地表污染物的冲刷，其污染非常严重。雨水径流有明显初期冲刷作用，因此，控制初期雨水成为雨水利用系统和城市径流污染控制的一项主要举措。

（四）雨水处理工艺的选择因素

对于雨水处理工艺方法众多，一般包括：物理处理工艺、物化处理工艺、土壤过滤处理系统、人工湿地处理系统及生物处理工艺等。

（五）雨水沉淀蓄水的设计因素

雨水弃流后，对于大型的雨水集蓄利用项目而言，仍然需要进行预沉，然后再进行蓄水。预沉只具备简单的沉淀作用，用于有效去除雨水中的泥砂，设计人员可以按照常规要求设计。

四、雨水收集回用系统工程案例

某地区一中档商品住宅小区项目，小区规划总用地面积约为252000m2，其中居住区用地214000m2，规划道路用地约为38000m2;容积率2.2，建筑密度28%，绿地率30%，在项目内设有两次水景，水域面积约3800m2。下面对其雨水收集回用系统设计进行分析。

（一）可收集雨水分析

在项目中，雨水回用原水主要收集绿地汇流雨水、屋面汇流雨水以及道路汇流雨水，然后根据污染程度、收集难易、径流量等因素合理选择雨水收集形式;本项目通过比较分析，最后采用汇集简单、污染程度轻、径流量适中的屋面雨水作为雨水收集系统的原水。

（二）回用雨水使用分析

通常，雨水回用主要用于绿化用水、景观用水、路面冲洗用水、汽车冲洗用水、冲厕用水及消防用水等。考虑到本项目的实际情况，最后决定将回用水用于绿化和道路冲洗。

（三）水量平衡计算

1、雨水径流总量。根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》中雨水径流量计算公式：W=10ψchyF。（式中：ψc为雨量径流系数取0.9;hy为设计降雨厚度;F为汇水面积）经计算，径流总量约为W=350m3/d。

2、需回用雨水量。绿化及道路占地面积75500m2，绿化和浇洒用水定额为2L/（m2·d），则每日最大需水量为151m3/d。

3、平衡分析。回用系统的最高日设计水量为151m3/d，集水面积设计径流量为350m3/d，回用水量与集水径流总量的比值约为43%，满足规范不小于40%的要求。

（四）雨水处理工艺流程

按照项目选用的雨水回用方案，制定相应的工艺流程，屋面雨水先经过收集管收集后进入整流井，并将初期雨水进行棄流;雨水经整流井后又进入保证水量均衡的雨水调蓄池，经提升泵提升后进入雨水处理系统;处理达标后，清水将存入清水池;最后通过变频给水设备，清洁雨水用于绿化和冲洗用水。

（五）雨水回用系统计算

1、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35%，本项目最高日设计用水量为150.8m3/d，故清水池容积计算值为150.8×0.35=52.8m3，考虑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80—100m3。

2、雨水回用设施。清水池内的清洁雨水首先由二级泵站提升至变频给水设备，通过给水管网供给至需要绿化和冲洗的部位。

（六）雨水积蓄系统有效水容积计算

1、日雨水径流量。计算得日雨水径流量为=350m3。

2、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：wi=10δf式中，wi为初期径流弃流量;δ为初期径流厚度，考虑2mm初期径流，进而得出弃流总量wi为=7.8m3。

3、雨水积蓄系统有效水容积，算得=350―7.8=342.2m3。

五、结语：

总之，随着当前绿色建筑和节能环保概念的不断推广，势必将引起人们对雨水等非传统水源的重视。因此，我们应当将节能环保和经济性有机结合起来，实现雨水回收利用的整体性、有序性、系统性，从宏观上改善小区生态环境，推动水资源可持续发展。

参考文献：

[1]GB50400-2006，建筑与小区雨水利用工程技术规范[s].

[2]蒋岚岚.无锡市某住宅小区雨水利用系统设计[M].北京：给水排水，2011，（12）

作者身份证号：231025198610305213