常 虹

（陜西建工第五建設(shè)集團(tuán)有限公司，西安 710000）

1 工程概況

西安市某綠色工業(yè)廠區(qū)項(xiàng)目位于西安市西咸新區(qū)以西，由廠房、辦公樓、宿舍樓及配套的公共附屬用房組成。項(xiàng)目規(guī)劃總用地面積70354.88m2。其中，建筑占地面積40242.65m2，道路、停車場(chǎng)及廣場(chǎng)面積21892.23m2，綠地面積8220m2。本項(xiàng)目廠區(qū)外暫無(wú)市政雨水管道，因此設(shè)計(jì)采用雨水調(diào)蓄池對(duì)雨水進(jìn)行收集儲(chǔ)存，降雨結(jié)束后，將雨水提升排至室外低洼空地。雨水經(jīng)分流井后，收集的清凈雨水經(jīng)處理，用于園區(qū)內(nèi)綠化灌溉及道路沖洗。

2 雨水收集

2.1 屋面雨水收集

該工業(yè)園區(qū)辦公樓、宿舍樓及公共附屬用房屋面雨水采用重力流雨水排放方式，屋面采用金屬、黏土和混凝土材料。廠房屋面采用虹吸式雨水斗收集雨水，為減少雨水進(jìn)水時(shí)摻氣量，加設(shè)一個(gè)整流器。

2.2 路面、停車場(chǎng)和廣場(chǎng)的雨水收集

本項(xiàng)目中路面、停車場(chǎng)和廣場(chǎng)均采用了透水混凝土、透水磚等。當(dāng)降雨量較小時(shí)，雨水可直接滲入地下，降雨量較大時(shí)，地面徑流匯入埋深較淺的雨水暗渠中。

2.3 綠地雨水收集

該項(xiàng)目采用下凹式綠地，綠地是天然的雨水集水區(qū)。降雨時(shí)地面徑流直接匯入綠地，可補(bǔ)充植物生長(zhǎng)所需。下凹式綠地的雨水口設(shè)置在綠地內(nèi)，雨水口比綠地高5cm，比路面低5cm。降雨初期，雨水首先在綠地內(nèi)下滲；當(dāng)雨量增大，綠地內(nèi)水位高于雨水溢流口時(shí)，多余的雨水通過(guò)溢流口進(jìn)入雨水暗溝中。

2.4 初期雨水棄流

雨水徑流污染屬于面源污染，具有突發(fā)性和非連續(xù)性的特點(diǎn)[1]。雨水地表徑流對(duì)地面有沖刷作用，一般初期雨水中污染物含量較高，典型初期雨水水質(zhì)如表1[2]。隨著降雨時(shí)間的持續(xù)，雨水中的污染物含量會(huì)逐漸減小且趨于穩(wěn)定，雨水水質(zhì)明顯提高，因此需對(duì)初期雨水進(jìn)行棄流。本項(xiàng)目采用雨水截留井的形式對(duì)初期雨水進(jìn)行棄流。棄流后的初期雨水暫時(shí)排至廠外低洼空地，待廠區(qū)周圍污水管道修通后將其排入污水管道。

表1 初期雨水水質(zhì)單位：mg/L

3 水量分析計(jì)算

3.1 西安市氣候條件

西安屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)氣候，雨量適中，四季分明。年平均氣溫15 ℃，年降水量500～750mm，主要集中在夏秋兩季。

3.2 可收集雨水量

該園區(qū)的地形平整，高差不大，雨水可順自然地形通過(guò)雨水暗溝流入雨水蓄水池中。項(xiàng)目考慮雨水全部收集，總匯水面積70354.88m2。

根據(jù)GB50400—2016 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》[3]，查得各種性質(zhì)的下墊面的雨水徑流系數(shù)。根據(jù)各種性質(zhì)下墊面的面積與總的匯水面積的比值確定面積百分比，如表2。

表2 雨量徑流系數(shù)

結(jié)合各種地面的徑流系數(shù)可確定綜合徑流系數(shù)（Ψ），經(jīng)計(jì)算，該工業(yè)園區(qū)的綜合徑流系數(shù)Ψ′為0.63。

式中 Ψ為雨水徑流系數(shù)；S為匯水面積；Ψ′為平均徑流系數(shù)。

3.3 雨量計(jì)算

設(shè)計(jì)采用西安市暴雨強(qiáng)度公式：

式中 q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度 [L/（s·hm2）]；t為降雨歷時(shí)（min）；P為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a）。

根據(jù)GB50400—2016 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》[3]，雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取3年，降雨歷時(shí)t=t1+t2，其中t1為地面積水時(shí)間，取10min，t2為管道內(nèi)雨水流行時(shí)間。依據(jù)GB50014—2006《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》雨量計(jì)算公式[4]，可計(jì)算出雨水設(shè)計(jì)總流量為584.91L/s。

3.4 初期雨水棄流量

根據(jù)GB50400—2016 《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》[3]，屋面雨水棄流采用2～3mm徑流厚度，地面采用3～5mm徑流厚度。

初期徑流棄流量計(jì)算公式：

式中 Wi為設(shè)計(jì)初期徑流棄流量（m3）；δ為初期徑流厚度（mm）。

本項(xiàng)目屋面雨水棄流徑流厚度取2mm，路面及廣場(chǎng)的徑流厚度按照3mm，考慮到下凹綠地本身具有截污能力，因此不再重復(fù)計(jì)算雨水棄流量。本項(xiàng)目初期雨水棄流量146.15m3，棄流雨水經(jīng)調(diào)蓄池后排入污水管網(wǎng)，清凈雨水進(jìn)入雨水回收系統(tǒng)，如圖1。

圖1 雨水分流井

3.5 雨水調(diào)蓄池

本項(xiàng)目設(shè)置的雨水調(diào)蓄池主要有兩方面作用：①儲(chǔ)存雨水，經(jīng)處理后用于小區(qū)綠化灌溉和道路沖洗；②錯(cuò)峰排放，減少洪流流量時(shí)市政管網(wǎng)的排水負(fù)荷。

依據(jù)GB50014—2006 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年版）[4]，用于消減排水管道洪峰流量時(shí)雨水調(diào)蓄池的有效容積計(jì)算公式：

式中 V為調(diào)蓄池有效容積（m3）；α為脫過(guò)系數(shù)，取值為調(diào)蓄池下游設(shè)計(jì)流量和上游設(shè)計(jì)流量之比；Q為調(diào)蓄池上游設(shè)計(jì)流量 （m3/min）；t為降雨歷時(shí)（min）。

已知上游設(shè)計(jì)流量584.91L/s，下游蓄水池中水泵提升流量150L/s，脫過(guò)系數(shù)α為0.22，可以計(jì)算出雨水調(diào)蓄池的有效容積V為488.44m3。調(diào)蓄池滿流后經(jīng)溢流管排至市政管網(wǎng)中。

4 雨水處理系統(tǒng)

雨水中污染物主要以無(wú)機(jī)物為主，并含有大量泥砂[6]。雨水的可生化性較差，因此雨水處理一般采用物理或者化學(xué)的處理方法，同時(shí)便于適應(yīng)季節(jié)間斷運(yùn)行的技術(shù)要求。本項(xiàng)目雨水經(jīng)過(guò)雨水截留井后進(jìn)入雨水處理設(shè)備的蓄水池中，采用“混凝—過(guò)濾”工藝，具體工藝流程如圖2。

圖2 雨水處理工藝流程

該工藝中混凝劑采用聚合氯化鋁（PAC），雨水中的懸浮物質(zhì)經(jīng)混凝后在石英砂過(guò)濾器中過(guò)濾，最后采用次氯酸鈉對(duì)水體進(jìn)行消毒。消毒后的水儲(chǔ)存在清水池中，以供園區(qū)內(nèi)道路沖洗及綠化灌溉使用。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）西安市某綠色工業(yè)園區(qū)內(nèi)，屋面雨水、道路廣場(chǎng)雨水及綠地雨水采用暗溝收集，經(jīng)雨水截留井棄流初期雨水后，進(jìn)入雨水調(diào)蓄池中，調(diào)蓄池中的部分雨水處理后作用園區(qū)內(nèi)綠化灌溉及道路沖洗使用。

（2）雨水全部入池不僅可作為回用水的水源，同時(shí)在暴雨時(shí)能起到錯(cuò)峰排放的作用，減少了市政管網(wǎng)的運(yùn)行壓力。