雨水回用系統(tǒng)在地鐵車輛段內(nèi)的應用

陳沖

摘? 要：目前，我國城鎮(zhèn)的雨水設計方案仍是收集后排放至江河湖海等水體的形式，隨著我國城市化進程不斷提升，城鎮(zhèn)雨水排放的問題越來越突出。自從我國綠色建筑評估標準建立，國家及部分地區(qū)推出的對雨水資源收集利用的要求，令建筑工程中的雨水回用系統(tǒng)越來越得到重視。文章詳細介紹了雨水回用系統(tǒng)在地鐵車輛段內(nèi)的應用。

關鍵詞：雨水回用;地鐵;給排水;車輛段

中圖分類號：TV213.9? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）07-0160-02

Abstract： At present， the design scheme of rain water in cities and towns in China is still in the form of collecting the back row to rivers， lakes and seas and other waters. With the continuous improvement of urbanization in China， the problem of rain water emission from cities and towns is becoming more and more prominent. Since the establishment of green building evaluation standards in China， the national and some areas put forward the requirements for the collection and utilization of rain water resources， so that rain water reuse system in construction projects has been paid more and more attention. This paper introduces in detail the application of rain water reuse system in subway depot.

Keywords： rain water reuse; subway; water supply and drainage; depot

地鐵車輛段一般占地30～50公頃，承擔了地鐵運營期間的列車停放、清洗、檢查、維修、折返等功能。車輛段內(nèi)設檢修庫、運用庫、物資庫、調機工程車庫等大庫房。其中檢修庫、運用庫等單體的占地面積有可能達到6到10萬m2。如此就對地鐵車輛段雨水回用系統(tǒng)的設計提出了必要性要求。本文簡單介紹下地鐵車輛段中雨水回用系統(tǒng)設計方案。

1 雨水回用系統(tǒng)主要設計原則

（1）在經(jīng)濟可行及運營維護方便的前提下，對回用雨水充分利用。由于道路及綠地徑流雨水污染物及固體雜質含量較高，故不考慮收集處理道路綠地雨水，雨水回用系統(tǒng)主要是收集屋面雨水。（2）雨水收集系統(tǒng)設置在綠化區(qū)域以下的地下空間，不占用或盡量少占用地面建筑面積;雨水收集系統(tǒng)主要工程設施為：雨水收集管網(wǎng);沉淀過濾、紫外消毒、雨水檢查井等雨水收集系統(tǒng)單元;雨水收集池、末端清水池等構筑物。因整個系統(tǒng)多處于地下，雨水收集系統(tǒng)各構筑物模塊盡量選擇抗腐蝕、可循環(huán)使用的環(huán)保非金屬材料。（3）雨水回用系統(tǒng)設計的一個重要原則是綠色節(jié)能、環(huán)保經(jīng)濟，在系統(tǒng)設計過程中，主要能耗為雨水在系統(tǒng)間的徑流以及雨水處理，整個雨水回用過程中，盡量采用雨水自身重力流，減少用電水泵提升。（4）雨水回用系統(tǒng)投產(chǎn)運營時，應盡量減少運營成本，維護簡單、安全，運營經(jīng)濟、可靠。（5）設計細節(jié)方面，因整套系統(tǒng)處于地下，需考慮地面地下壓力平衡，促使系統(tǒng)運行順暢，因此需設置通氣設施，可考慮采用回用口及排污口兼具通氣功能。（6）雨水回用系統(tǒng)投資方面，應力求一次性建設投資少，運營階段費用低的原則，讓雨水回用系統(tǒng)真正成為一種綠色節(jié)能的水資源開發(fā)方式。（7）地面部分系統(tǒng)設置，應充分結合景觀設計。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施，通過對雨水的回用起到節(jié)水、水資源保護、減輕城市雨洪的負荷、改善城市生態(tài)環(huán)境的目的。

2 雨水回用系統(tǒng)原理、優(yōu)勢及雨水收集主要用途

雨水回用系統(tǒng)的原理：下雨時，通過管網(wǎng)對屋面雨水進行收集，初期雨水由于含污量比較高，應先經(jīng)過棄流裝置棄流后進入雨水收集池，當收集池收集滿后通過溢流堰溢流至下游雨水管網(wǎng)。雨水回用時，將儲存在收集池內(nèi)的雨水通過過濾及消毒后，排至清水池進行回用。

雨水回用系統(tǒng)主要有以下幾點優(yōu)勢：（1）通過雨水收集池蓄水，錯開暴雨排水高峰期，合理降低城市排水負荷。（2）主要采用沉淀過濾、紫外消毒的水處理技術，不使用生化水處理技術，無生化污染物排放，合理降低運營管理費用，且綠色無污染。（3）雨水回用系統(tǒng)高度集成，減少了地面水渠水溝設置，且整個系統(tǒng)均設置于地下，大大減少了土建建設規(guī)模和占地面積，同時地下設備也簡化了后期運營管理。（4）初期雨水采用棄流方式排空，降低了回用雨水的污染物濃度，減少了回用雨水的處理難度。（5）整套雨水回用系統(tǒng)采用PLC可編程控制，集成化、智能化程度較高，實現(xiàn)了一體化運行，降低運營難度，實現(xiàn)了科學化運營。（6）智能一體化運行，同時設計進出水水量監(jiān)測，對降雨雨量監(jiān)測有一定的輔助作用。

回收雨水主要用于整個車輛段廠區(qū)內(nèi)綠化灌溉及道路沖洗。

3 雨水回用系統(tǒng)的總體規(guī)劃及計算公式

（1）規(guī)劃范圍：將車輛段綜合樓及庫房屋面雨水收集，經(jīng)處理后用于綠化澆灑、道路沖洗等，在雨量不充足的情況下采用自來水補水。根據(jù)相關規(guī)范《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術規(guī)范》的規(guī)定：綠化、道路及廣場澆灑、車庫點沖洗、車輛沖洗、循環(huán)冷卻水補水等的最高日用水量應按現(xiàn)行國家標準《建筑給水排水設計規(guī)范》GB50015-2003（2009年版本）的規(guī)定執(zhí)行。（2）設計主要技術參數(shù)：屋面雨水收集與利用系統(tǒng)設計降雨重現(xiàn)期按1年計算;根據(jù)相關規(guī)范《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術規(guī)范》（GB 50400-2016），雨水收集利用工程的降雨設計重現(xiàn)期一般按1～2年計。

屋面雨水徑流總量的計算公式如下：

W=10ΨchyF

式中：W-雨水設計徑流總量（m3）;Ψc-雨量徑流系數(shù)，徑流時取0.8;hy-設計降雨厚度（mm）;F-匯水面積（hm2）。

4 雨水回用系統(tǒng)的主要工藝流程

（1）雨水回用系統(tǒng)主要工藝流程如圖1。

初期徑流雨水因污染較重，應采用“棄流法”排除，后期徑流雨水收集后，采用“分（棄）流+過濾+消毒”水處理工藝，由于處理后雨水用于綠化灌溉和道路沖洗，因此經(jīng)過過濾消毒后即可滿足用水要求，工藝簡單。相應詳細處理流程如下：

場地屋面雨水——雨水收集管網(wǎng)——初期雨水棄流——雨水儲存——過濾器——紫外線消毒器——清水池——變頻壓力供水系統(tǒng)——回用于綠化噴灌、道路澆灑等。

（2）主要工藝流程說明

雨水收集：市政管道原雨水經(jīng)初期雨水棄流井，通過配水管流入雨水收集池、經(jīng)過濾器過濾、紫外線在線殺菌消毒后達到《建筑與小區(qū)雨水控制及利用技術規(guī)范GB 50400-2016》雨水回用水標準。

棄流：初期雨水由于存在污染物濃度較高，處理難度和成本較大，匯雨量又不大的特點，一般是將初期降雨徑流直接棄除。采用溢流堰式初期雨水分（棄）流井，內(nèi)設置棄流槽，初期雨水通過棄流槽排走，雨量逐漸增大時，此時雨水通過配水管直接進入雨水收集池。

紫外線消毒器：由于紫外線消毒不額外產(chǎn)生二次污染，且消毒效率高，幾乎對所有細菌、病毒都具有消殺作用，且紫外線消毒運行較為安全、節(jié)能、可靠、可控，設備及運行費用均較低。具有以上優(yōu)點，成為消毒首選。紫外線消毒器選用高效率的UV-C（LL或LH）紫外燈，選用高透光率的套管，保證紫外線透光率在90%以上。

收集池：雨水回用系統(tǒng)收集池采用模塊化組合池，可極大的適應場地限制，能根據(jù)空間、場地要求，形成各種形狀。模塊池內(nèi)表面要求光滑，不易滋生藻類，保證地下儲存水體能較長時間保持穩(wěn)定。模塊池要求有較大承載力，每塊單體尺寸為1000*500*400（h），內(nèi)部采用10根φ160支撐柱支撐，承壓≥0.45N/mm2，側向承壓≥0.10N/mm2，層間采用承插圓管的形式進行連接，列間采用連接卡進行連接。收集池可設置于綠地下方，不占用建設場地。

清水池：雨水回用系統(tǒng)清水池采用模塊化組合池，可極大的適應場地限制，能根據(jù)空間、場地要求，形成各種形狀。模塊池內(nèi)表面要求光滑，不易滋生藻類，保證地下儲存水體能較長時間保持穩(wěn)定。清水池可設置于綠地下方，不占用建設場地。

過濾：利用沉淀過濾的物理式水處理技術，初步去除回用水體內(nèi)的懸浮物、顆粒物，降低濁度，凈化水質。盡量采用重力流的方式過濾，以減少系統(tǒng)運行整體能耗，達到綠色節(jié)能標準要求。

溢流、水位控制：如果雨水流量過大，水位過高，部分雨水經(jīng)溢流口流入下一級市政雨水管道。當模塊組合式水池滿后，雨水通過分流井內(nèi)的溢流堰溢流排走，在雨量不充足的情況下，清水池通過液位控制采用自來水補水，以滿足用水要求。

排污：PP模塊收集池設有自動反沖洗系統(tǒng)。

管材：采用波紋管、PE管、PVC管等管材。

控制系統(tǒng)：采用變頻控制，設置手自動控制，配備智能GPRS無線控制終端，結合現(xiàn)場情況進行系統(tǒng)控制設定，確保系統(tǒng)出水水質。

5 水質保障措施

（1）雨水回用系統(tǒng)各個設計階段均需有防倒流措施，區(qū)分不同水質，低水質雨水不得直接流入高水質水系統(tǒng)中。（2）雨水回用系統(tǒng)各個池、管、井均需有明顯涂色標識，防止誤飲誤用。應當設有龍頭等取水部位，除設置明顯標識外，還應增設鎖具。（3）雨水回用于澆灑綠地時，避免影響行人，采用夜間灌溉及滴灌、微灌等措施。（4）整個系統(tǒng)水管選材應遵循設計年限內(nèi)不得造成二次污染，嚴禁選用非鍍鋅鋼管，并且管材及借款應滿足國家標準的相關要求。

6 結束語

地鐵車輛段占地面積大，綠化用水和道路沖洗用水占整個車輛段用水權重大，雨水回用能很好解決這一塊用水量問題。作為地鐵設計者，我們應注重雨水回用系統(tǒng)的運用，大力倡導綠色地鐵設計。

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