小區雨水收集利用方案分析

葉春柳

摘 要：收集利用雨水是一種緩解城市水資源供需矛盾的有效措施，它具有良好的節水效能和環境效益。結合具體的工程實例，重點分析雨水收集利用方案的設計思路，闡述了雨水收集利用帶來的效益，以期為今后的工作提供參考。

關鍵詞：水資源；雨水收集；回用系統；效益

中圖分類號：TU992.24 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0154-02

近年來，隨著城市化進程的加快，水資源緊缺、環境污染、生態破壞等問題不斷加劇，雨水作為一種干凈、經濟、方便的綠色水源，受到越來越多的關注。利用小區雨水資源的做法，可以節省生活用水，減少水費和排污費，避免內澇，改善小區生態環境，具有良好的節水效能和環境效益。結合小區實例，介紹小區雨水收集回用工程的設計思路，以期為建筑雨水收集利用設計提供參考。

1 雨水收集利用的概念及其方案確定的原則

1.1 雨水收集利用的分類

按照雨水用途的不同，可將雨水收集、利用分為三種系統，即雨水入滲系統、收集回用系統、調蓄排放系統。

1.1.1 雨水入滲系統

匯水區域內的降雨，自然或經管道收集后，通過低洼綠地、透水鋪裝地面等地面滲透設施和滲透管、滲透井等地下滲透設施將雨水回灌地下，補充、涵養地下水資源，改善小區生態環境，減少小區水澇。

1.1.2 收集回用系統

將匯流面上的徑流雨水收集后，經處理加以利用。根據不同的使用要求，比如環境綠化、道路除塵、沖洗車輛、消防等，選擇相應的處理技術，達到非傳統水源最大利用的目的。

1.1.3 調蓄排放系統

利用建設用地范圍內的池塘、洼地、景觀水體或人工修建的蓄水池，來儲存、調節高峰雨水徑流量，從而消減洪峰，降低下游雨水管道設計管徑，達到節省工程造價的目的，待高峰過去再緩慢排出。

以上三種系統應用比較靈活，可以各自成為獨立體系，也可以綜合使用，例如將雨水入滲系統和收集回用系統相結合，雨水入滲系統和調蓄排放系統相結合等。

雨水收集利用的流程示意圖，見圖1.

圖1 雨水收集利用流程示意圖

1.2 小區雨水收集利用的影響因素

通過查閱資料和實際調查，總結出影響住宅小區雨水收集利用的因素主要有：①氣象資料，包括降雨量、蒸發量、設計重現期、暴雨強度等；②地質資料，包括土壤的滲透程度、自然水體狀況等；③規劃內容，包括小區規模、綠化水平、地面高差、是否有景觀水體等；④利用要求，包括綠化、消防、道路沖洗等用水定額、用水時間等。

1.3 小區雨水收集利用方案確定的原則

如果住宅小區內有景觀水體，要先利用水體進行調蓄，補充景觀水體用水量。雨水利用量需要根據項目的基礎資料、水景的模式和形式、水量平衡分析等計算確定，水景的規模和調蓄能力通過水量平衡分析確定。

如果住宅小區沒有景觀水體，要優選低洼綠地、生物景觀滯留、滲水路面、多功能調蓄設施等分散式雨水調蓄滲透技術。

對于多雨但缺水的地區，宜采用雨水直接收集利用系統，并優先考慮對徑流污染較輕的屋面雨水進行收集回用。

2 小區雨水收集利用系統工程實例

由于水資源日益緊張，充分利用雨水作為非傳統水源解決雜用水供給問題已經得到大家的認可，并逐漸將其應用到實際的工程中。

2.1 工程介紹

下面將具體介紹某住宅小區的雨水收集、利用方案設計。該住宅小區的主要規劃技術指標見表1.

2.2 確定雨水收集利用方案

通過前面的論述可以得出，小區雨水收集利用系統共有五種方式：入滲、收集回用、調蓄排放、入滲和收集回用、入滲和調蓄排放。

本小區屬于一般雨量地區，年平均降水量在510 mm，出現雨季長期洪澇災害的概率不大。本地區水資源有限，非傳統水源可以有效補充雜用水，達到節水的目的；用地條件比較緊張，修建超大型蓄水池難度較大；設施運行管理較南方發達省份有一定差距。通過經濟技術綜合比較得出，采用收集回用作為該小區的雨水收集、利用方案比較合理。

2.2.1 可收集雨水分析

在住宅小區內，可以進行雨水收集的雨水原水共有三種，即屋面匯流雨水、綠地匯流雨水和道路匯流雨水。決定采用哪種收集雨水形式，需要考慮匯流雨水污染程度、收集難易、徑流量這三個方面的特征。在它們當中，污染程度是決定性因素，它直接決定了后續處理工藝，對控制工程造價起到了決定性作用；收集的難易決定了該做法實現的難易，也對工程造價有一定的影響；徑流量的體現可以利用雨水的總量，對水量平衡起到一定作用。住宅小區內可收集雨水在以上三方面進行比較，具體詳見表2.

通過比較，結合實際情況，決定采用屋面匯流雨水作為收集雨水。一期工程先選用2棟建筑（共計8幢建筑）屋面收集雨水（匯水面積F=720 m2），經過管道匯入整流井。

2.2.2 回用雨水用途分析

回用雨水主要可以用于景觀用水、綠化用水、循環冷卻系統補水、汽車沖洗用水、路面沖洗用水、沖廁用水和消防用水?？紤]到本小區的實際情況和所處地域條件，決定回用水主要用于綠化和道路沖洗。

2.2.3 水量平衡

2.2.3.1 雨水徑流總量

根據《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（以下簡稱“規范”）雨水徑流量計算公式為：

W=10ψchyF. （1）

上式（1）中：ψc——雨量徑流系數，取0.9；

hy——設計降雨厚度，以日為單位計算，查雨量等值線圖可知，低區約為75 mm；

F——匯水面積，720 m2。

經計算，徑流總量W=48.60 m3/d。

2.2.3.2 需回用雨水量

綠化和道路占地面積為19 744.52 m2，綠化和澆灑用水定額為1.5 L/m2·d，每日最大需水量為29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系統的最高日設計水量為29.62 m3，集水面積設計徑流量為48.60 m3/d，回用水量與集水徑流總量的比值約為61%，滿足規范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水處理工藝流程

根據所選擇的雨水利用方案，其工藝流程包括雨水收集系統、雨水積蓄系統、雨水處理系統、雨水回用系統。屋面雨水先經過收集管收集后進入整流井，并將初期雨水進行棄流，同時，整流井還用于雨水回用系統蓄滿時的溢流，以充分利用水資源；雨水經整流井進入保證水量均衡的雨水調蓄池，經提升泵提升后進行雨水處理；處理達標后，清水將存入清水池；最后通過變頻給水設備，將清潔雨水用于綠化和沖洗道路。

在上述工藝流程的四個系統中，雨水收集系統屬于管網常規設計，雨水處理系統一般由設備廠家根據具體情況進行設計，這兩個系統的計算就不介紹了。下面介紹一下雨水積蓄、回用系統的計算。

2.2.4.1 雨水積蓄系統有效水容積計算

日雨水徑流量：根據2.2.3.1中介紹可知，日雨水徑流量為W=48.60 m3。

徑流棄流量：由于雨水水質的不同，對于棄流量的計算存在很大分歧。

根據規范計算公式，徑流棄流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期徑流厚度，厚度為2 mm。

這樣算得的棄流總量為Wi =1.44 m3。

雨水積蓄系統有效水容積Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系統計算

清水池容積計算。根據規范，清水池容積取雨水回用系統最高日設計水量的35%，本工程最高日設計用水量為29.62 m3/d，所以，清水池容積計算值為29.62 m3/d×35%=10.37 m3?？紤]到無雨或少雨季節的存在，適當擴大清水池的容積，可以滿足更大的水量要求，取清水池的容積為20 m3。

雨水回用設施。清水池內的清潔雨水要先由二級泵提升至變頻給水設備，通過給水管線供應至需要綠化和沖洗的部位。

2.3 效益分析

通過以上理論分析和實際工程介紹，我們可以得出雨水收集利用系統的應用具有以下效益。

2.3.1 環保效益

城市發展是“雙刃劍”，它在促進社會發展的同時也破壞了城市環境。雨水收集利用系統使“天賜之水”變廢為寶，避免了雨水積蓄后破壞環境、威脅安全的缺點，這對城市的環境保護和改善大有裨益。

2.3.2 經濟效益

水資源日益減少，如果將雨水處理后用作傳統水源的有效補充，對節約用水開支有重要的作用。當然，雨水收集利用系統需要前期投資，但隨著使用雨水回用系統帶來的經濟效益，在建筑物有效使用期內投資成本也能回收。

2.3.3 技術效益

雨水收集利用系統代表了廢水回收利用在民用建筑中的發展方向。它打破傳統，勇于創新，不斷為傳統水資源另辟蹊徑，為給排水技術不斷進步提供發展平臺，同時也給設計者帶來機遇與挑戰。

3 結束語

總之，雨水收集利用系統是一種既經濟又實用的水資源開發方式。在日益短缺的水資源形勢下，加強小區雨水收集、利用無疑是當前建設資源節約型、環境友好型社會的必然要求。雖然現階段還面臨很多實際問題，但由于綠色建筑和節能環保概念的推廣，勢必將掀起一場雨水等非傳統水源大量使用的水工業革命。

參考文獻

[1]高興勝.淺談住宅小區雨水的收集及利用[J].科技咨詢導報，2007（18）.

[2]王嵐，張其成，陳星.住宅小區雨水收集利用方案及其效益分析[J].水資源保護，2013（02）.

〔編輯：白潔〕

2.2.3.2 需回用雨水量

綠化和道路占地面積為19 744.52 m2，綠化和澆灑用水定額為1.5 L/m2·d，每日最大需水量為29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系統的最高日設計水量為29.62 m3，集水面積設計徑流量為48.60 m3/d，回用水量與集水徑流總量的比值約為61%，滿足規范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水處理工藝流程

根據所選擇的雨水利用方案，其工藝流程包括雨水收集系統、雨水積蓄系統、雨水處理系統、雨水回用系統。屋面雨水先經過收集管收集后進入整流井，并將初期雨水進行棄流，同時，整流井還用于雨水回用系統蓄滿時的溢流，以充分利用水資源；雨水經整流井進入保證水量均衡的雨水調蓄池，經提升泵提升后進行雨水處理；處理達標后，清水將存入清水池；最后通過變頻給水設備，將清潔雨水用于綠化和沖洗道路。

在上述工藝流程的四個系統中，雨水收集系統屬于管網常規設計，雨水處理系統一般由設備廠家根據具體情況進行設計，這兩個系統的計算就不介紹了。下面介紹一下雨水積蓄、回用系統的計算。

2.2.4.1 雨水積蓄系統有效水容積計算

日雨水徑流量：根據2.2.3.1中介紹可知，日雨水徑流量為W=48.60 m3。

徑流棄流量：由于雨水水質的不同，對于棄流量的計算存在很大分歧。

根據規范計算公式，徑流棄流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期徑流厚度，厚度為2 mm。

這樣算得的棄流總量為Wi =1.44 m3。

雨水積蓄系統有效水容積Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系統計算

清水池容積計算。根據規范，清水池容積取雨水回用系統最高日設計水量的35%，本工程最高日設計用水量為29.62 m3/d，所以，清水池容積計算值為29.62 m3/d×35%=10.37 m3?？紤]到無雨或少雨季節的存在，適當擴大清水池的容積，可以滿足更大的水量要求，取清水池的容積為20 m3。

雨水回用設施。清水池內的清潔雨水要先由二級泵提升至變頻給水設備，通過給水管線供應至需要綠化和沖洗的部位。

2.3 效益分析

通過以上理論分析和實際工程介紹，我們可以得出雨水收集利用系統的應用具有以下效益。

2.3.1 環保效益

城市發展是“雙刃劍”，它在促進社會發展的同時也破壞了城市環境。雨水收集利用系統使“天賜之水”變廢為寶，避免了雨水積蓄后破壞環境、威脅安全的缺點，這對城市的環境保護和改善大有裨益。

2.3.2 經濟效益

水資源日益減少，如果將雨水處理后用作傳統水源的有效補充，對節約用水開支有重要的作用。當然，雨水收集利用系統需要前期投資，但隨著使用雨水回用系統帶來的經濟效益，在建筑物有效使用期內投資成本也能回收。

2.3.3 技術效益

雨水收集利用系統代表了廢水回收利用在民用建筑中的發展方向。它打破傳統，勇于創新，不斷為傳統水資源另辟蹊徑，為給排水技術不斷進步提供發展平臺，同時也給設計者帶來機遇與挑戰。

3 結束語

總之，雨水收集利用系統是一種既經濟又實用的水資源開發方式。在日益短缺的水資源形勢下，加強小區雨水收集、利用無疑是當前建設資源節約型、環境友好型社會的必然要求。雖然現階段還面臨很多實際問題，但由于綠色建筑和節能環保概念的推廣，勢必將掀起一場雨水等非傳統水源大量使用的水工業革命。

參考文獻

[1]高興勝.淺談住宅小區雨水的收集及利用[J].科技咨詢導報，2007（18）.

[2]王嵐，張其成，陳星.住宅小區雨水收集利用方案及其效益分析[J].水資源保護，2013（02）.

〔編輯：白潔〕

2.2.3.2 需回用雨水量

綠化和道路占地面積為19 744.52 m2，綠化和澆灑用水定額為1.5 L/m2·d，每日最大需水量為29.62 m3。

2.2.3.3 平衡分析

回用系統的最高日設計水量為29.62 m3，集水面積設計徑流量為48.60 m3/d，回用水量與集水徑流總量的比值約為61%，滿足規范不小于40%的要求。

2.2.4 雨水處理工藝流程

根據所選擇的雨水利用方案，其工藝流程包括雨水收集系統、雨水積蓄系統、雨水處理系統、雨水回用系統。屋面雨水先經過收集管收集后進入整流井，并將初期雨水進行棄流，同時，整流井還用于雨水回用系統蓄滿時的溢流，以充分利用水資源；雨水經整流井進入保證水量均衡的雨水調蓄池，經提升泵提升后進行雨水處理；處理達標后，清水將存入清水池；最后通過變頻給水設備，將清潔雨水用于綠化和沖洗道路。

在上述工藝流程的四個系統中，雨水收集系統屬于管網常規設計，雨水處理系統一般由設備廠家根據具體情況進行設計，這兩個系統的計算就不介紹了。下面介紹一下雨水積蓄、回用系統的計算。

2.2.4.1 雨水積蓄系統有效水容積計算

日雨水徑流量：根據2.2.3.1中介紹可知，日雨水徑流量為W=48.60 m3。

徑流棄流量：由于雨水水質的不同，對于棄流量的計算存在很大分歧。

根據規范計算公式，徑流棄流量：

Wi =10 δF. （2）

上式（2）中：δ——初期徑流厚度，厚度為2 mm。

這樣算得的棄流總量為Wi =1.44 m3。

雨水積蓄系統有效水容積Ws=W-Wi，算得Ws=48.60 m3-1.44 m3=47.16 m3。

2.2.4.2 雨水回用系統計算

清水池容積計算。根據規范，清水池容積取雨水回用系統最高日設計水量的35%，本工程最高日設計用水量為29.62 m3/d，所以，清水池容積計算值為29.62 m3/d×35%=10.37 m3。考慮到無雨或少雨季節的存在，適當擴大清水池的容積，可以滿足更大的水量要求，取清水池的容積為20 m3。

雨水回用設施。清水池內的清潔雨水要先由二級泵提升至變頻給水設備，通過給水管線供應至需要綠化和沖洗的部位。

2.3 效益分析

通過以上理論分析和實際工程介紹，我們可以得出雨水收集利用系統的應用具有以下效益。

2.3.1 環保效益

城市發展是“雙刃劍”，它在促進社會發展的同時也破壞了城市環境。雨水收集利用系統使“天賜之水”變廢為寶，避免了雨水積蓄后破壞環境、威脅安全的缺點，這對城市的環境保護和改善大有裨益。

2.3.2 經濟效益

水資源日益減少，如果將雨水處理后用作傳統水源的有效補充，對節約用水開支有重要的作用。當然，雨水收集利用系統需要前期投資，但隨著使用雨水回用系統帶來的經濟效益，在建筑物有效使用期內投資成本也能回收。

2.3.3 技術效益

雨水收集利用系統代表了廢水回收利用在民用建筑中的發展方向。它打破傳統，勇于創新，不斷為傳統水資源另辟蹊徑，為給排水技術不斷進步提供發展平臺，同時也給設計者帶來機遇與挑戰。

3 結束語

總之，雨水收集利用系統是一種既經濟又實用的水資源開發方式。在日益短缺的水資源形勢下，加強小區雨水收集、利用無疑是當前建設資源節約型、環境友好型社會的必然要求。雖然現階段還面臨很多實際問題，但由于綠色建筑和節能環保概念的推廣，勢必將掀起一場雨水等非傳統水源大量使用的水工業革命。

參考文獻

[1]高興勝.淺談住宅小區雨水的收集及利用[J].科技咨詢導報，2007（18）.

[2]王嵐，張其成，陳星.住宅小區雨水收集利用方案及其效益分析[J].水資源保護，2013（02）.

〔編輯：白潔〕