xx大学雨水综合处理方案

XX大学雨水综合利用方案

Xx大学雨水综合利用方案

（一）设计背景：

随着城市化进程的加快，水资源匮乏、生态环境恶化等问题的出现，城市雨水作为水资源利用迅速在世界各地得到发展。许多发达国家如日本、澳大利亚和德国都很关注雨水的利用，如日本结合已有的中水工程，在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”，在楼房中设置雨水搜集装置与中水道工程共同发挥作用；德国在八十年代末就把雨水的管理与利用列为九十年代水污染控制的三大课题之一，修建大量的雨水收集装置来载流，处理及利用雨水，并且尽可能利用天然地形地貌及人工设施来截流，渗透雨水，消减雨水地面径流，减轻城市洪涝。我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源量为世界人均占有量的1\4.而且我国水资源分布存在显著时空不均的现象，因此我国为缓解北方严重缺水问题进行南水北调工程，该项目工程量大，工期长，作为缺水地区不能坐等外源调水，应充分开发和回收利用一切可利用的水资源，其中雨水就是长期忽视的一种水资源，在传统的城市规划中一般采取的都是将污水管网和雨水管网合并，雨水直接当做污水排掉，不仅浪费了大量的水资源，而且在雨季时，往往因为一套管道无法在排污的同时又承担排雨的负荷，造成内涝。目前我国对雨水的利用率很低，与发达国家相比，可开发利用的潜力很大，总之，通过雨水的合理收集与利用，补充地下水源，消减用水洪峰流量，有效控制地面水体的污染，对改善生态环境，缓解水资源紧张的局面有重要的实施意义。

（二）设计前言

近几十年来，随着水资源供需矛盾的日益突出，越来越多的国家认识到雨水资源的价值，并采取了很多有效措施、因地制宜的进行雨水综合利用。雨水利用就是直接对天然降水进行收集、储存并加以利用。成熟的雨水利用技术一般是从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制。校园一直以来既是集中用水大户，也是浪费水的大户，主要有以下几方面问题:

①水资源浪费严重。据调查，北京大学评选出的校园八大浪费现象，其中以浪费水居首。

②校园面积广阔，尤其是绿化面积较大，不懂得利用雨水（中水），任其排入市政雨水管网。

③校园内用水以学生生活用水、食堂用水、实验室用水、浇洒道路和灌溉绿化为主，其中以

学生生活用水为主(主要为冲厕、洗衣等基本生活用水，饮用水占很少部分)。

而现今校园管网不分用水情况，统一供水，造成自来水在某些方面的严重浪费。针对校园目前的用水情况，开发第二水源：雨水。雨水是污染很小的水源，经过简单的处理就能直接利用，但是根据我们学校的具体情况（降水极不均与且相对较小），如果只建立雨水回收系统而不建立循环系统，则此方案的适用用性和经济性都大大降低。结合我校四方校区的总体规划，提出校园雨水利用措施。

（三）设计总原则

经济、适用、雨水利用率高。

（四）设计方案

对于雨水的回收利用工程可分为三个部分：雨水的收集、雨水的处理和雨水的供应。一般模式是将屋顶雨水通过雨漏管收集，通过分散或集中过滤除去径流中颗粒物质，然后将水引入蓄水池贮蓄，再通过水泵输送至用水单元。经净化的雨水一般用于学校的：水建环境，浇灌绿色林地，校园街道洒水，洗衣房用水，冲洗厕所和改善校园生态环境等。

1、雨水回收技术主要有：

( 1 )水径流收集

来自屋面等面积的降水径流初期受到轻度污染，水质较差，实测资料表明， COD 为 2000mg ／l ，SS为 1 000-3000m g /l，随着降雨时间迅速降低，降雨后期 COD (100mg/l)， SS 为 20-50m g／l，色度45度，收集雨水时，一般要经过初期弃流，将水质较差的雨水，经过初弃装置，排至校园雨水管道，初期弃流量为2mm降雨量计。

( 2 )径流传输与贮存由于降雨的随机性，间断性和地理、气候、经济条件等因素，一般就地利用，贮存池不宜过大，造成浪费，一般按 1 年的水量存贮设计。

(3 )雨水径流过滤，控制与处理经过初期弃流的雨水水质较为稳定，且悬浮固体含量较低，

经贮水池调节，沉淀后过滤，一般过滤有两种形式，一种是压力滤池过滤，一种是利用人工土壤自然净化。根据实测资料，经过这两种过滤净化后的雨水，COD去除率为 65％，SS去除率为 88％，色度去除率为 56％。水质能满足《生活杂用水水质标准》。

2、我校工程概况

我校校人员密集,用水人流相对集中,教学楼、实验楼、图书馆、浴室、食堂、宿舍、锅炉房、绿化、运动场等为主要用水场所,非饮用水用水量很大,这使得我校校园设计大规模雨水收集利用系统具有可行性。

我校占地600亩，校舍面积78万平方米，学校有全日制在校生2.9万余人，其中研究生5000余人。设有60个本科专业，学科涵盖理、工、文、经、管、医、法、艺等8个门类，拥有3个一级学科博士点，16个二级学科博士点，4个博士后流动站，20个硕士学位授权一级学科，112个硕士点；拥有1个国家工程实验室，1个国家工程技术研究中心，1个国家重点实验室培育基地，2个教育部重点实验室，1个教育部工程研究中心，18个省级重点学科、重点实验室，5个省级工程技术研究中心，工程技术研究中心和行业中心；学校有国家级教学团队2个，省级教学团队5个；拥有国家级特色专业5个，国家级人才培养模式创新实验区1个，11个省级品牌专业、特色

专业；学校获得国家级教学成果奖2项，国家级精品课程2门，国家级双语教学示范课程1门，国家级实验教学示范中心1个。

3、雨水收集技术：通过以下技术方案来实现

（1）本雨水收集系统包括初级雨水收集器和初级水管，其特征在于：所述初级雨水收集器入口设置过滤器，初级雨水收集器的出口连接雨水管，初级水管连通二级水管，二级水管中串入二级雨水收集器，二级水管穿过墙连入室内，二级水管的末端连接水龙头（控制雨水的开关）；二级雨水收集器内设置浮球阀（控制水量）；二级雨水收集器的出口设置二级过滤器；初级雨水收集器通过固定块于建筑物或墙连接。二级雨水收集器设置在建筑物的阳台上（或其他人能接触到的地方）；（2）初级和二级水管的内壁设置为螺旋形（能避免水自流而下，降低噪音）

图面说明：1 初级雨水收集器2 初级过滤器3 二级雨水收集器21二级过滤器22 浮球阀3 初级水管

4 二级水管41 水龙头

5 建筑物

6 墙

7 地板8固定块。

4 、雨水处理工艺流程

（1）将雨水运到雨水处理中心

（2）将雨水从处理中心运到使用地：校园内的建筑物面、道路、操场、下沉广场等为主要水处。

途径：屋面雨水没用完的由收集管道汇集到奔流口，经初期奔流后由排水管引至贮水池，运动场的面积比较大，在椭圆型跑道的内侧沿周边设计了宽度为300mm 的排水沟，经初期弃流井弃流后由排水管引至贮水池。下沉广场的雨水由周边排水沟排至集水坑，在由设在集水坑潜水泵提升至贮水池。考虑到周围环境及安全性，集水坑的有效容积按P=5 设计。在处理中心建立专用供水站与已有的部分供水系统（如浇灌供水系统和厕所供水系统）恰当连接，有利于节约资金。

5、雨水运输（主要构筑物的设计）

雨水处理中心包括：贮水池、清水池，过滤池

（1）贮水池不仅有收集雨水的作用，同时也起调节、沉淀的作用。但雨水又有其不均匀性和稳定性，同时考虑到运行安全和经济实用性，贮水池应根据学校的具体情况进行选址和建设。贮水池容积按1年重现期设计，250m贮存池1座，100m 清水池1座，超过1年重现期的雨水通过贮水池溢流排至街道雨水管道。贮水池顶标高-2米，为了让超过贮存能力的雨水能够排入学校的

排水管网，本工程利用高到地面的入孔部分作溢流水位，从而保证一定的排洪能力。贮水池和清水池水位的控制，两个水池均为高水位开泵低水位停泵，清水池到溢流水位时贮水池停泵。（2）贮水池的雨水由泵提升至人工土壤滤池净化，滤池设在绿地下面，滤池面积为100m，覆土厚度2米，在深1.7~2.0m期间铺设土工布、烁石过滤层及收集管道，烁石直径为10mm~15mm,土工布规格为200g/m3~300g/m3。雨水采用全透性排水管收集。根据实测资料，渗透深度达1m 时，人工土的COD 去除率为65％，SS去除率为88％，色度的去除率为56％，经过人工土壤滤池净化后，其出水水质能满足《生活杂用水水质标准》。绿化和水景用水可通过系统循环使用，经净化的雨水通过全透型排水管收集，自流入清水池备用。

图1 校园循环水系统的实现途径

6、水量分析

（1）年降水量

夏季雨水集中,变化率较大。本市雨季(也称汛期)从6月下旬开始进入,历时80天,于9月上旬结束,本市雨季降水量计为414.7毫米,占全年平均总降水量的60.3%。据1899～1987年计89年气象降水记录统计,本市累年平均降水量为687.3mm;以1911年降水量为最多,达到1 272.7mm;1981年降水量最少,仅为308.3mm。降水量年变化呈“单峰”型,以7月份降水量最多,1月份降水量最少,

本市全年降水量大部分集中在夏季,6～8月的降水量约占全年总降水量的58%;其次为秋季,以9月份降水量较多,约占全年总降水量的23%;春季降水量较少,约占全年总降水量的14%;冬季降水量为最少,仅占全年总降水量的5%。

本市降水量月际分配极不均匀,变率较大。降水量的年平均相对变率为23%,夏季变率较小,冬季变率较大。 本市年平均有降水日数(≥0.1毫米)86.3天,7月份最多,达14.0天,1月份最少,仅3.5天;平均降水强度为8.0毫米/日,全年降水强度以8月份最大,达13.8毫米/日,2月份最小,仅2.4毫米/日;累年一日内最大降水量为269.6毫米,出现在1956年9月5日。

( 2) 校园主要用水情况如下表，由于雨水基本能满足冲厕用水和冲洗地面杂用水，4一l0 月分要补充大量的自来水，以供绿化、水景、道路、运动场洒水及水景用水。在7—8月假期时，中水很少时，该学校将回收的雨水补充到中水系统中。

(2 )可回收利用的雨水量

可回收利用的雨水量按下式计算

Q =ψ·α·β·Α﹙Η·103﹚

式中：Q 一屋面年平均可利用雨量，m3；

ψ一径流系数，取0.90 ；

α一季节折减系数，0.85 ；

β一初期弃流系数，取0.87 ；

A 一收集雨水水平投影面积, m 2；

H 一年平均降雨量，m m 。

7、校园雨水资源化利用的效益分析

（1）经济效益分析

○1基建投资

基建投资包括蓄水池和汇水管道的建设等。

根据本市的降水雨强度和本校园的汇水面积，依据贮水池的计算方法，可计算出本校收集雨水所需要的蓄水池容积为960 立方米 (可分2个建设)

○2环境效益

校园雨水的利用可以加强校园绿化，减少校园内封闭路面，增加校园内土壤水分的相对含量，使校园内树木、草坪生长良好，调节气温，改善气候，进而达到净化校园空气、吸纳校园噪声、逐步美化校园生态环境的目的。校园雨水的利用还可以解决暴雨时校园内的积水问题，减少地面径流和洪水量，降低排水系统的压力，对暴雨起到汇集和调蓄作用。此外，还可在雨水贮留池附近设置雨水利用景观(如音乐喷泉等)，采用循环水，充分地利用收集的雨水资源，既解决用水问题，又美化校园环境。

○3社会效益

目前国内大学校园内进行雨水利用的很少，如果在该校进行雨水的资源化利用能起到较好的示范作用，带动其他校园进行雨水的利用，从而节约大量水资源。校园雨水的利用可形成校园产业，

减少校园的财政支出，同时可吸纳一部分贫困学生勤工助学。由此可见，校园雨水资源化利用的经济、环境和社会效益非常明显，校园雨水利用是行得通的。此外，中国校园雨水资源化利用还具有以下有利条件：

a.校园雨水水质较好。游春丽对西安建筑科技大学校园内道路雨水和市内道路雨水的径流水质进行了对比分析，发现校园内雨水的水质明显优于市内雨水水质，经简单处理即可满足校园杂用水的要求；

b.校园内草地、广场、道路面积大，有利于雨的汇集和蓄水设施的建设；

c.国外城市雨水利用的蓬勃发展，已经形成了先进的技术和理论，为中国校园雨水资源化利用奠定了基础；

d.国内许多高校都在建设新校区。校园雨水的资源化利用涉及许多工程措施，需要和校园建设同步进行，目前随着高校招生规模的扩大，许多学校都在建设新的校区，为校园雨水资源化利用提供了前提条件。

8、雨水利用系统运行后至少应做到以下几点：

（1）应定期对系统运行状态进行观察，发现异常情况及时处理。

（2）注意及时清理漂浮物和沉淀物。

（3）保持汇流管，溢流管的通畅。

（4）雨水利用设施必须按照操作规程和要求使用与维护，一般设专人管理。

雨水利用系统的后期评论也很重要，应建立和完善后评价系统。