小区雨水收集利用系统

工程概况

位于江苏省南京市江宁区科学园弘景大道以东、学十二路以北片。由3栋7层、5栋9层、6栋10层住宅楼以及1栋2层会所、1栋3层幼儿园、1栋净菜市场组成，地下1层全部连通。其中住宅下部地下室为储藏室；会所下部为泳池及其机房；其余部分为自行车库，机动车停车库和设备房。小区总占地面积 9.74 hm 2。整个小区设置了地源热泵技术、新风全热回收系统、雨水收集利用系统等。处处体现了绿色环保建筑的特点。下面就小区雨水收集利用系统作一设计介绍。

雨水收集

雨水收集回用是保护绿色建筑的重要部分，对于改善小区的居住环境，体现绿色建筑的内涵具有重要的作用。雨水利用可以分为雨水收集、雨水渗透和雨水综合利用。故本项目设计时充分强调建筑、结构、给排水设计在满足设计要求的前提下尽量兼顾屋面、地面、绿化雨水经净化收集处理后的利用，具体体现在雨水管形式及走向设计应便于初期雨水的弃流处理，生态化雨水收集设施与雨水管合理衔接，滨水建筑或水景建筑中进出水，植被缓冲带和水景堤岸的合理设计来保障其良好的效果。

雨水收集途径

雨水的收集途径主要分为以下3类：

（1）路面及其公共区域汇集的雨水路面上所汇集的雨水有以下特点；污染多、污染程度

大，汇水面较分散，初期雨水水质差。

（2）绿化区域汇集的雨水

绿化区域汇集的雨水，经过绿化的表面沉积、渗滤，泥砂含量少，但是这种雨水会含有较多（绿化）的肥料、（植物腐烂形成的）腐殖质和其它可溶性物质，雨水成分也比较复杂。

（3）屋顶所汇集的雨水屋顶雨水在3种雨水中水质相对较好，主要含一些固体颗粒（降尘造成）。且屋顶雨水汇水面较集中，较易收集。

雨水收集量

根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006中4.2.1条规定雨水设计径流总量公式：

W＝10φchyF

式中 : W———雨水设计径流总量（m 3）；

φc———雨水径流系数；

hy———设计降雨厚度（mm）；取值为1300 mm

F———汇水面积（hm 2）。

可用雨水总量W′

W′=17006.1×0.85×0.87=12576m 3 /y

式中：W———雨水径流总量m3 /y

———季节折减系数，取0.85

———初期雨水弃流系数，取0.87

本项目雨水收集利用系统雨水总收集量为12576m 3 /y。

本项目其他损失水量按总用水量的10%计算。

雨水年均水量平衡计算及利用

从表2可以看出，本项目收集的雨水可满足本项目汽车库地面冲洗、道路、绿化浇洒用水和室外景观补充水供给。

其中：（1）绿化浇洒用水

按照 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）表3.1.4 规定，绿化浇洒用水定额可按浇洒面积 1.0 L/（ m 2·d ）— 3.0 L/（m 2·d）计算。由于南京属亚热带湿润性季风海洋性气候，全年雨量充沛，植物配置大部分采用耐旱性强的乡土植物，则浇洒绿地用水定额选为：2.0 L/（m 2·d ），本项目绿化包括室外绿化和镂空大于等于 50% 的植草砖，高层住宅建筑周边总计绿化面积为4 387 m 2。

每天的绿化用水量m 3 /d

本项目绿化浇洒年用水量m 3 /a

（2）道路浇洒

按照 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）表3.1.5 规定，道路、广场的浇洒用水定额可按浇洒面积2.0 L/（ m 2·d）—3.0 L/（ m 2·d）计算。根据南京气候特点和本项目实际情况，浇洒道路定额选为：2.0 L/（m 2·d），本项目高层住宅周围硬质铺装面积4721m 2。

每天的道路用水量m 3 /d

本项目道路浇洒年用水量m 3 /a

（3）景观水池补水

本项目设计景观水体，景观水面面积有185 m 2按照《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003），日蒸发量为1.3 m 3，年平均补水量为474.5 m 3。

（4）汽车库地面冲洗

按照 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）表3.1.10 规定，停车库地面冲洗水定额可按2.0 L/（m 2·次）—3.0 L/（m 2·次）计算，根据本项目实际情况，考虑定额选为：2.0 L/（m 2·次），每2 d冲洗1次，地库面积为7919 m 2。

每次冲洗用水量m3

本项目汽车库年用水量m 3 /a

雨水处理工艺流程

雨水调蓄考虑到实际降雨频率及持续干旱时间的间隔，根据逐月平衡降雨量、雨水收集量和雨水用量，以及构筑雨水调蓄设备的经济性考虑，取雨水日用水量的3倍，雨水最高日用水量为 164.18 m 3，则雨水调蓄总 容积设计503 m 3，蓄水池设计容积为 225 m 3，确保了技术经济的可行性，并同时结合景观水池的溢流容积贮存调蓄雨水。本项目采取二个措施进行雨水水量调节，其一，设置了一个储水容积为 225 m 3的调节池，处理：其二，充分利用下沉广场景观水面面积及溢流水位空间作为调节构筑物，降低工程造价，同时，减少占地空间。 具体流程如下；

住宅屋面雨水、路面雨水以及景观池水回流雨水进入沉砂池，经过沉砂后自流进入调节池。调节池内储存的雨水经雨水提升泵提升至沉淀池，经过初步沉淀后流入吸水池，最终由过滤提升泵提升至泵房内的精滤设备，过滤并消毒后补充清水池。由供水泵从清水池吸水经加压后供小区地下室汽车库地面冲洗，室外道路、广场和绿化浇洒，景观水池补水。整个系统周期地由反冲洗水泵加压供水对精滤设备进行冲洗，冲洗后水经过管道就近排入污水井。同时考虑，自来水进行补充和反冲洗。

（1）初期雨水弃流

在人们的生活和工业生产过程中，排放出的某些污染物会吸附沉降在屋面，降雨时，这些污染物会受到降雨的冲刷，随降雨形成的径流进入雨水中，综合表现为 COD 、PH、或重金属的影响，初期雨水往往比城市污水中污染物的浓度要高，但其可生化性很低，很难处理。为了避免小区道路及屋面初期雨水进入雨水处理系统，需要对形成径流的可能污染重的初期雨水实施弃流：通过初期弃流装置将初期较脏的雨水排入小区污水管道，进入城市污水处理厂处理后排放，可以去除径流污染对环境的影响。另外，雨水弃流排入污水管道时应确保污水不会倒灌回弃流装置内。 本设计中在蓄水沉淀池前设计弃流池1座，有效容积为V=15 m 3。

（2）沉砂池

沉砂池的目的是为了沉淀雨水中的无机颗粒物质，降低对后续处理设备的影响，延长系统的使用寿命，沉砂池的容积往往与蓄水调节综合考虑，本工程设计沉砂容积62 m 3。

（3）蓄水调节池

降雨过程的水量往往是很不均匀的，而雨水处理设备只能以选定的水量运行，中间的水量差用蓄水调节池来存储，当需要利用雨水时直接从蓄水调节池中抽取适量的雨水，处理后应用。蓄水沉淀池的容积根据全年平衡用水量及弃流量等计算，经计算，本项目的蓄水调节池容积 225 m 3。

（4）沉淀池

用于去除雨水中的 SS ，延长精密过滤的运行时间，减少过滤器的反冲洗次数，节省运行费用。采用斜管沉淀池，容积63 m 3。

（5）精密过滤器

进一步去除水中的SS，使水质满足用水要求。设计滤速约为19.3 m/s，处理能力约30 m 3 /h。

（6）清水池

用于存储处理后的雨水，设计容积90 m 3。

（7）消毒

杀灭雨水中病原微生物，满足安全要求。设计采用二氧化氯消毒，二氧化氯产生量为 150 g/h 。处理后的雨水经过水泵加压，送至用水点。

综上所述，本工程采用的工艺流程，可以使处理后的出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水质》（GB/T18920-2002）和《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）的标准。

雨水收集利用效益

该住宅区雨水收集利用工程概算投资总额约为70万元，收集利用雨水运行成本约为0.36元 /t 根据南京市自来水水费标准，大约7-8 年可收回成本。所以，小区采用雨水收集利用系统可有效节约水资源，且可以在不长的时间内收回投资。

雨水作为住宅小区较为干净的水资源，加强雨水利用，是缓解水资源紧张比较有效的方法之一。新建生活小区应将雨水充分利用，但是目前南京乃至江苏地区住宅小区使用雨水收集的单位还不多，主要有政策原因也有开发商的社会意识及重视度不够，更重要的是该收集系统前期投资成本、后期维护不确定因素。通过该住宅区雨水收集系统设计探讨，为今后拟建其他新建小区使用该系统起到示范借鉴作用。相信随着人们对绿色环保建筑的重视、渴望和需求，将会越来越得到大家的认可，也将具有更好的社会效益和经济效益。