徐圣楠 馮秋萍 余 佳 王斯海

（江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通226000）

1 概述

我國淡水資源極度欠缺,每年有將近一半地區(qū)長期處于干旱、半干旱狀態(tài),人均占有量不到世界平均水平1/4,已被認(rèn)定為十三個貧水國之一,在全國600 多個地區(qū)當(dāng)中,超過400 個存在不同程度的缺水,甚至一些城市因為過量抽汲地下水導(dǎo)致水位顯著降低[1-4]。

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快,水污染愈演愈烈,工農(nóng)業(yè)的發(fā)展使得大面積水體被污染,可用淡水量變得更少,人們越來越重視對其合理化的利用。

雨水是補給地表水體的天然水資源,對人類生活有著很大的影響。合理高效地對雨水進(jìn)行利用能夠消減暴雨時期的洪峰流量,可以降低市政管道負(fù)荷；一定程度上減小城市的面源污染；補充地下水,有效緩解城市供水緊張的局面[4]。

雨水資源有很多種可利用方式,但是現(xiàn)有的雨水收集再利用裝置大多存在一些不足之處。如裝置在使用過程中無法對水箱的水位的高低進(jìn)行檢測,就會導(dǎo)致該水箱存儲的水溢出,降低雨水收集再利用的使用效果,冬季還會導(dǎo)致水箱漲破,為用戶使用帶來了不便[3]。本文提出了一種創(chuàng)新型雨水收集再利用裝置,并將該裝置應(yīng)用到某公寓樓的排水系統(tǒng)設(shè)計中。

2 設(shè)計主要內(nèi)容

2.1 一種雨水收集再利用裝置

一種雨水收集再利用裝置,包括落水管、內(nèi)水管和滑軌,如

圖1 一種雨水收集再利用裝置

圖2 水箱內(nèi)部構(gòu)造

2.2 一種雨水收集裝置在雨水排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

該公寓樓的建筑面積為12694m2,其中地下建筑面積1114m2,地上建筑面積11581m2,屋面面積為1108m2。建筑高度為22.95m,地下1 層,地上11 層。

如圖3 所示,本公寓樓的排水設(shè)計主要包含：建筑排水系統(tǒng)設(shè)計和雨水系統(tǒng)設(shè)計。本項目為民用建筑,主要執(zhí)行的規(guī)范為《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》（GB50015-2003）、《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》（GB50400-2016）、《民用建筑節(jié)水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50555-2010）等。

圖3 一層排水、消防平面圖

2.2.1 建筑排水設(shè)計

在排水設(shè)計方面,雨污分流,污廢分流。該公寓樓的南面和北面均設(shè)有污水檢查井,生活廢水和污水分別通過廢水管和污水管排至污水檢查井中,然后通過市政污水管道排至污水處理廠。排水管的管道轉(zhuǎn)彎應(yīng)盡量少設(shè)置,使排水通暢。除此之外,排水管道應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的閉水試驗,嚴(yán)禁管道內(nèi)污水外滲和泄露。

2.2.2 雨水系統(tǒng)設(shè)計

在雨水設(shè)計中,要考慮雨水的區(qū)域匯水面積,上層屋頂與下層裙房屋頂?shù)挠晁D(zhuǎn)輸關(guān)系,同時雨水管的布置應(yīng)使排水通暢。屋面雨水采用重力流排水設(shè)計,雨水管道采用UPVC 排水塑料管。雨水先通過雨水管道排至該雨水收集再利用裝置中,當(dāng)超過水箱中的額定水位后,雨水通過徑流最后排至地下管網(wǎng)中。

一般來說,屋面可收集雨水總量取決于年降雨量及房屋的匯水面積,但也會受到自然地理條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、科技水平的影響,所以每年真正可以被有效收集利用的雨水總量需考慮徑流、季節(jié)折減及初期雨水棄流折減等因素[4]。

其計算公式為：

式中：W——可收集水量,m3；α——季節(jié)折減系數(shù),取0.85；β——初期棄流系數(shù),取0.87；

Ψ——徑流系數(shù),取0.9；H——多年平均年降雨量,m；A——匯流面積,m2；

南通市屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū),海洋性氣候特征明顯,年均降雨量在1100mm 左右。已知該公寓樓的屋面面積為1108m2,即A=1108m2,將其代入式（1）可求得本公寓樓屋面可收集雨水總量為：

上述計算該雨水收集裝置可收集雨水約811.17m3,若將該雨水合理利用,能夠有效緩解城市供水緊張的局面,降低市政管道負(fù)荷。

3 結(jié)果與討論

該雨水回收再利用裝置中設(shè)置的水位報警器和關(guān)斷閥,能夠有效避免水箱中水滿溢出,確保該水箱能夠正常儲存水；該雨水回收再利用裝置中設(shè)置的過濾網(wǎng)和排污管,可對雨水中的漂浮物及污泥進(jìn)行過濾排放,清理操作難度低,確保了收集的雨水可正常供沖水馬桶使用。

該雨水回收再利用裝置對收集的雨水經(jīng)過過濾沉淀等處理后用于家庭沖刷等日常用水,多余雨水下滲后回補地下水。該裝置將雨水回收利用不但可以緩解市政供水緊張,還可以減少降雨形成的徑流量,更可以減少排入市政管網(wǎng)的水量,從而減輕城市排水系統(tǒng)壓力。多余雨水下滲回補地下水有效改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境。