摘要:城市化迅速發(fā)展的今天,我國(guó)的水資源面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)。我們應(yīng)該更新理念,將雨水作為一種資源回收利用。采用必要的雨水回收利用對(duì)于節(jié)約水資源是相當(dāng)有益的。在場(chǎng)地設(shè)計(jì)中,一方面考慮雨水回滲補(bǔ)充地下水,另一方面通過(guò)場(chǎng)地內(nèi)的豎向設(shè)計(jì),收集部分雨水,作為景觀用水和綠化用水的補(bǔ)充。利用雨水不但可以有效地減少雨洪、營(yíng)造地表水文景觀、改善小區(qū)周邊環(huán)境,也有利于增強(qiáng)居民愛水和節(jié)水意識(shí),而且還可以改善市內(nèi)的局部熱島效應(yīng)。這樣可以使經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化的目的,保持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:雨水收集;系統(tǒng)設(shè)計(jì);利用
一、從雨水回收利用的現(xiàn)狀看我國(guó)城市化存在的問(wèn)題
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展,制約城市可持續(xù)發(fā)展的干旱缺水、洪澇災(zāi)害和水環(huán)境惡化三大問(wèn)題日益凸顯,使得城市原先的水文循環(huán)路徑發(fā)生改變,給城市水生態(tài)帶來(lái)一系列影響,改變了原有城市水體自然循環(huán)路徑,給城市帶來(lái)一系列的問(wèn)題。如導(dǎo)致大部分城市的市區(qū)氣溫比郊區(qū)高出1℃~3℃,形成“熱島效應(yīng)”,造成局部天氣異常,并且這一現(xiàn)象有逐年增高的趨勢(shì)。城市的發(fā)展不可避免地造成了不透水地面面積的增加,地表雨水徑流系數(shù)和徑流量的提高,地下水入滲量的減少,使得地下水得不到充分涵養(yǎng)。汛期一遇暴雨就積水成災(zāi),影響城市生活,堵塞交通,甚至淹沒(méi)設(shè)施,經(jīng)濟(jì)損失巨大。同時(shí),雨洪的肆虐,污水泛濫,加大了城市治污難度,環(huán)境惡化。因此,我們急需在城市建立蓄、滯、排相結(jié)合的排澇及雨水利用體系。
二、項(xiàng)目概況
杭政儲(chǔ)出某號(hào)地塊商品住宅為居住建筑小區(qū)建筑項(xiàng)目,共14棟住宅,總建筑面積為151623 m2。
地塊用地面積52909m2,室外地面面23586.3m2,綠地面積15872.7m2。
三、各項(xiàng)目用水量計(jì)算
1.居住用水
根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010第3.1條、第3.2.1條對(duì)建筑用水定額的規(guī)定計(jì)算本建筑總耗水量。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)戶數(shù)為1135戶,以每戶3.2人計(jì),根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中表3.1.1規(guī)定住宅平均日生活用水節(jié)水用水定額為120L-200L,本項(xiàng)目每人每天平均用水量取120L,使用天數(shù)為365天。因項(xiàng)目所處位置在城鄉(xiāng)結(jié)合部,入住率按60%計(jì)。
平均日用水總量=用水定額×人數(shù)=120*1135*3.2*0.6=261.8 m3/d
年用水總量=日用水總量×天數(shù)=261.8 ×365=95549.7 m3/a
2.商業(yè)配套用水
根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010第3.1條對(duì)建筑用水定額的規(guī)定計(jì)算本建筑總耗水量。
本項(xiàng)目商業(yè)及配套面積3684㎡,根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中表3.1.2規(guī)定商業(yè)平均日生活用水節(jié)水用水定額為4L-6L/㎡,本項(xiàng)目每人每天平均用水量取4 L/㎡,使用天數(shù)為365天。
平均日用水總量=用水定額×面積=4*3684=14.7m3/d
年用水總量=日用水總量×天數(shù)=14.7 ×365=5378.6 m3/a
3.綠化澆灑用水
按照《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010表3.1.6規(guī)定,年均綠化澆灑用水定額可按澆灑面積0.28m3/(m2·a)計(jì)算。澆灑天數(shù)為:121天。
本項(xiàng)目室外綠化面積為15872.7m2。
每天的綠化用水量=用水定額×綠地面積= 12.2 m3/d
本項(xiàng)目綠化澆灑年用水量=日澆灑用量×天數(shù)= 4444.4 m3/a
4.道路、廣場(chǎng)澆灑用水
按照《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010表3.1.5規(guī)定,道路的澆灑用水定額可按澆灑面積0.2—0.5 L/(m2·次)計(jì)算。綜合廣場(chǎng)的沖洗,本項(xiàng)目室外道路、廣場(chǎng)澆灑用水定額選為:0.3L/(m2·次),每3天澆灑一次,室外道路、廣場(chǎng)面積為23586.3m2,則:
每天的道路、廣場(chǎng)用水量=用水定額×廣場(chǎng)面積=2.4m3/d
本項(xiàng)目道路、廣場(chǎng)年用水量=日用水量×用水天數(shù)=860.9m3/a
5.各項(xiàng)目總用水量表
通過(guò)上述計(jì)算,考慮10%未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量,本項(xiàng)目總用水量統(tǒng)計(jì)如下:
表1 建筑總用水量
序號(hào)用水部位使用數(shù)量用水定額年用水天數(shù)用水量(m3)
平均日全年
1住宅3636人120L/人·d365261.895549.7
2商業(yè)3684m24L/m2·d36514.75378.6
3綠化15872.7m20.28m3/㎡·a12112.24444.4
4廣場(chǎng)、地面及
道路沖洗23586.3 m20.3L/m2·次1212.4860.9
5未預(yù)計(jì)水量10% 29.110623.3
6合計(jì) 320.2116856.9
生活用水總量 320.2116856.9
四、非傳統(tǒng)水源說(shuō)明及利用率計(jì)算
1.概況說(shuō)明
從盡量降低投資成本和運(yùn)營(yíng)成本,方便日常維護(hù)管理等幾方面考慮,非傳統(tǒng)水源利用僅限制在綠地澆灌,廣場(chǎng)、地面及道路沖洗等幾項(xiàng),用水量參見表1。
2.非傳統(tǒng)率計(jì)算
本項(xiàng)目非傳統(tǒng)水源利用率為:
=×100%=4.54%
式中,Ru---非傳統(tǒng)水源利用率,%;
Wu---非傳統(tǒng)水源設(shè)計(jì)使用量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H使用量(運(yùn)行階段),m3/a;
Wt---設(shè)計(jì)用水總量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H用水總量(運(yùn)行階段),m3/a;
WR---再生水設(shè)計(jì)利用量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H利用量(運(yùn)行階段),m3/a;
Wr---雨水設(shè)計(jì)利用量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H利用量(運(yùn)行階段),m3/a;
Ws---海水設(shè)計(jì)利用量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H利用量(運(yùn)行階段),m3/a;
Wo---其他非傳統(tǒng)水源利用量(規(guī)劃設(shè)計(jì)階段)或?qū)嶋H利用量(運(yùn)行階段),m3/a。
表2非傳統(tǒng)水源利用率計(jì)算
非傳統(tǒng)水源設(shè)計(jì)使用量(m3/a)設(shè)計(jì)用水總量(m3/a)非傳統(tǒng)水源
(雨水收集回用)利用率
再生水設(shè)計(jì)利用量(m3/a)雨水設(shè)計(jì)利用量(m3/a)海水設(shè)計(jì)利用量(m3/a)其他非傳統(tǒng)水源利用量
(m3/a)
5305.3 116856.94.54%
五、雨水利用
1.設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇說(shuō)明
考慮到本項(xiàng)目地處雨水豐沛的杭州地區(qū),選用收集雨水處理回用的非傳統(tǒng)水源利方式具有低占地率,低投資,低運(yùn)行維護(hù)成本等特點(diǎn)。因此選用建設(shè)方容易操作運(yùn)營(yíng)的雨水收集回用的非傳統(tǒng)水源利方式。
2.可收集雨水量
本項(xiàng)目收集范圍包含:
屋面、□硬制地面、□綠地、□綠化屋面、□透水地面、水池,□其他
考慮到本項(xiàng)目均為高層住宅,屋面雨水受環(huán)境影響較小,相對(duì)潔凈回收相比簡(jiǎn)單方便,可降低處理程序節(jié)約處理投資和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本,因此雨水收集水源僅采用屋面匯集雨水。
雨水收集根據(jù)《民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50555-2010中5.2.4條規(guī)定雨水回用系統(tǒng)的年用雨水量應(yīng)按下式計(jì)算:
=0.7*10*0.9*1454*6000/10000=5496 m3
式中:
——年用雨水量(m3)
——雨水徑流系數(shù);
——常年降雨厚度(mm),杭州 地區(qū)取值為 1454 mm;
F——匯水面積(hm2)。
0.6~0.7——除去不能形成徑流的降雨等外的可回用系數(shù)。
本項(xiàng)目雨水匯水面積及可收集雨水量見下表:
表2 本項(xiàng)目雨水匯水面積及可收集雨水量
編號(hào)匯水位置匯水面積(m2)徑流系數(shù)雨水徑流總量(m3/a)
1普通屋面60000.95496
雨水徑流總量5496
六、雨水收集回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)備選擇
1.雨水收集量計(jì)算
(1)雨水收集回用工程設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取1a,杭州地區(qū)1a重現(xiàn)期最大日降雨量為57.5mm。
(2)日雨水徑流量,屋面雨量徑流系數(shù)取0.9,屋面雨水24h徑流總量為:=10*0.9*57.5*0.6=310.5(m3)
(3)棄流雨水量,考慮2mm初期徑流雨水棄流,則棄流雨水量Wi為:Wi=10**F=10*2*0.6=12(m3)
(4)雨水日可利用量:=310.5-12=298.5(m3)
2.設(shè)備規(guī)模配置計(jì)算
(1)收集回用設(shè)施的用水能力配置應(yīng)符合;
=14.6m3*3=43.8 m3
——第i種用水戶的日用水定額(m3/d);
——第i種用水戶的的用戶數(shù)量;
t——用水時(shí)間,一般取3d;
(2)蓄水池容積,當(dāng)最大日用水量不足雨水徑流總量的40%時(shí),則雨水蓄存量可減少,按雨水回用系統(tǒng)的日用水量的3倍取值,綜合考慮取蓄水池容積:
(3)雨水處理設(shè)備配置計(jì)算,雨水用途綠化和道路廣場(chǎng)沖洗,需要過(guò)濾處理。過(guò)濾設(shè)備規(guī)模根據(jù)
=14.6/24=1.00(m3/h)
取整數(shù)2 m3/h選擇過(guò)濾設(shè)備以及加壓設(shè)備。
——設(shè)備處理能力(m3/h);
——管網(wǎng)日用水量(m3),按計(jì)算;
T——雨水處理設(shè)施的日運(yùn)行時(shí)間(h),可按20~24h取值。
3.雨水收集處理設(shè)備選擇
本設(shè)計(jì)擬選用塑料模塊組合水池,模塊體積為1000*500*400mm。補(bǔ)充水采用市政自來(lái)水,其它設(shè)備裝置如棄流井等設(shè)施安裝選型參見《雨水綜合利用》10SS705。
4.雨水回收系統(tǒng)雨水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
雨水回收系統(tǒng)所收集的雨水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920的規(guī)定。雨水處理后須滿足CODcr≤30mg/L,并且滿足SS≤10mg/L指標(biāo)。
5.再生水安全措施
(1)水池(箱)、閥門、水表及給水栓、取水口均應(yīng)有明顯的“雨水”標(biāo)志;取水口應(yīng)注有“雨水,請(qǐng)勿飲用”的標(biāo)志;
(2)公共場(chǎng)所及綠化的給水取水口應(yīng)設(shè)帶鎖裝置;
(3)雨水回用系統(tǒng)備用水源為自來(lái)水,于中水清水池處設(shè)置自來(lái)水補(bǔ)水管,補(bǔ)水管口與溢流水位之間設(shè)置足夠高度的空氣隔斷,以有效防止回流污染,并于補(bǔ)水管上設(shè)置電動(dòng)閥,設(shè)置好低水位開閥補(bǔ)水與高水位關(guān)閉的措施,以保障水量安全;
(4)工程驗(yàn)收時(shí)應(yīng)逐段進(jìn)行檢查,防止誤接。
七、結(jié)論
雨水收集利用技術(shù)是節(jié)水、節(jié)能技術(shù)的重要組成部分。目前,我國(guó)城市化的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)飛速發(fā)展的階段,這必然面臨著將有更多的土地變成建筑用地。要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)考慮,統(tǒng)籌規(guī)劃作出多個(gè)設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的對(duì)比,最后選擇最佳的方案進(jìn)行建設(shè),盡量降低建設(shè)費(fèi)用。并且回用雨水應(yīng)該是政府支持、群眾參與共同完成的。總之,推動(dòng)水資源的可持續(xù)發(fā)展,還有許多工作要做,其任重而道遠(yuǎn)!