住宅小区雨水收集利用系统设计

住宅小区雨水收集利用系统设计
发表时间：2016-06-12T17:20:40.673Z 来源：《基层建设》2016年4期作者：冯丹
[导读] 合理的收集并利用雨水是一种缓解城市水资源供需矛盾的有效措施，既经济又实用的。

中冶南方工程技术有限公司湖北武汉 430223
摘要：合理的收集并利用雨水是一种缓解城市水资源供需矛盾的有效措施，既经济又实用的，具有良好的节水效能和环境效益。

鉴于此，本文结合成功的工程实例，重点对该雨水收集利用系统的四种技术方式进行了逐一阐述，可为类似的雨水收集利用工程提供参考借鉴。

关键词：雨水收集；绿色理念；透水性；资源节约型；收集技术
雨水是一种干净、经济、方便的绿色水源，住宅小区对雨水进行收集利用对于节约用水、蓄洪排涝、修复城市水环境和改善城市生态环境、解决城市用水紧张、推动水资源可持续发展发挥有重要作用，具有良好的节水效能和环境效益。

在城市化带来的水资源短缺和生态环境恶化的情况下，加强住宅小区雨水收集利用无疑是当前建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。

下面，文章结合某住宅小区雨水收集利用工程实例，简要介绍了该工程的概况、自然地理气候，并在此基础上探讨了该雨水收集利用系统设计的方法技术。

1 工程概况
某住宅建筑项目，总建筑面积690172.72m2，建筑占地面积27545.37m2，绿地率31.13%。

该地区年降水量约1031mm，相对湿度为74%。

全年晴天较多，日照数年均2445.6小时，日照率56%。

参照所属政府相关规定，符合民用建筑占地面积与路面硬化面积之和在1500m2以上的新建、改建、扩建工程项目，建设单位应当按照节水“三同时”的要求同期配套建设雨水收集利用设施。

本项目符合必须配套建设雨水利用系统的规定。

2 雨水收集设计规模计算
根据相关规定，该市日设计降雨厚度取25.5mm，并结合工程项目内所有汇水面积，雨水收集设施的设计规模如表1。

表1 雨水收集设计规模计算
3 工艺流程
图1 雨水收集利用技术工艺流程
4 雨水利用技术方式
根据相关的规范规定以及该市节水办要求，项目区雨水可就地入渗的必须考虑就地入渗，无法实现就地入渗的，需设置雨水收集系统对雨水进行收集储存利用。

本项目区雨水采用入渗方和调蓄式进行处置，雨水收集利用主要有以下4种方式。

4.1 设置下凹式绿地
该系统由绿地、建筑、硬化路面、排水系统四大要素共同构成，绿地在其中占据核心地位。

该绿地种植土顶面下凹低于周边路面80mm，绿地内雨水口高程高于种植土顶面30mm，即可保证雨水口表面高于绿地种植土顶面而低于周边道路路面，使下凹绿地形成雨水储存容积，能够担负起对客地来的雨水进行储存入渗。

当项目区降雨量超过设计收集量时多余降雨可通过下凹式绿地内的雨水口排入市政雨水管网。

下凹式绿地雨水储水量和渗透量
根据项目区实际情况，设有5053m2的绿地为下凹式绿地，同样设置下凹式绿地种植土顶面下凹低于周边路面80mm，绿地内雨水口高程高于种植土顶面30mm，即存水厚度为30mm。

下凹式绿地储水量151.59m3
渗透量按规范公式计算：
WS=aKJAStS=0.6×5.0×10-6×1.0×5053TS≈0.015m3/s
式中：WS—渗透量（m3）；a—综合安全系数，一般取0.5～0.8，此处取0.6；K—土壤渗透系数（m/s），取土壤渗透系数为5.0×10-6（m/s）；J—水力坡降，一般取J=1.0；AS—有效渗透面积（m2），5053m2；TS—渗透时间（s）。

下凹式绿地入渗系统每秒约可以入渗0.015m3的雨水，151.59m3的雨水入渗时间为2.8h。

即2.8小时的时间内该项目的下凹式绿地雨水利用系统基本能对该部分雨水进行入渗处理。

4.2 设置透水性铺砖地面
为充分体现雨水利用的设计宗旨，小区将人行道、非机动车通行、建筑物周边铺砌广场采用透水地面，停车场采用植草砖地面，透水地面做法为3000mm×3000mm×600mm混凝土透水砖，透水垫层为180mm后无砂混凝土，实践证明该无砂混凝土具有一定的强度，相当于C15混凝土，提高了渗透地面整体的承载能力，保证正常使用的地面可靠度，可有有效避免施工期间的车辆对地面造成的损毁。

透水垫层与面层之间铺设中砂层，充分利用该复合垫层（砾石层和砂层等）截污、过滤、储存的作用，保证重现期雨水充分入渗地下。

透水性地面铺砖储水量和渗透量
透水性铺砖地面的3392m2硬质道路在设计重现期范围内的降雨不产生地表径流，透水性铺砖地面的存水厚度取25.5mm，径流系数0.8，本项目透水性地面可容纳水量69.2m3。

透水性铺砖土壤渗透系数取1.0×10-4（m/s）。

透水性铺砖地面的渗透量为WS=0.6×1.0×10-4×1.0×3392TS，渗透速率为0.2m3/s。

透水铺砖地面入渗系统每秒约可以入渗0.2m3的雨水，该透水铺砖地面所受纳的雨水汇水量主要来自自身的雨水汇水量，69.2m3的雨水入渗时间为7min，即7min的时间内该透水铺砖可消耗完雨水汇水量，起到减小雨水地面径流量、削减洪峰的作用。

4.3 设置渗排一体化系统
采用渗排排放一体系统或渗透管，可以减少或少设传统雨水系统。

该系统做法核心是将井间雨水渗透管的坡度与系统排水水力坡度区别开来，中间管道井间的渗透管采用1%～2%的坡度，可将雨水的杂质、沉淀物等快速排到渗透检查井内，最大限度地将雨水贮存在系统内，以保证雨水最大化地渗透于地下土壤中，减少雨水的外排。

结合项目情况，拟将雨水收集管线设置为渗排一体化管线，渗透检查井设0.3m沉砂室，目的室将雨水中悬浮物在检查井内暂存，并通过自然沉淀将悬浮物沉积在检查井内，便于清掏。

渗排一体化系统储水量和渗透量
单个渗透检查井储水容积约为0.38m3，渗透井共设有115座，渗透井储水量约为43.7m3。

渗透管按照DN400计，共设置渗透管592m，渗透管储水容为74.36m3，渗透有效渗透面积为743.552m2，渗透管渗透量WS=0.6×5.0×10-6×1.0×743.552TS，渗透速率为0.002m3/s，渗透时间为10.32h。

4.4 景观水体调蓄
本项目立足小区的具体情况，采用收集屋面较清洁的屋面雨水，初期雨水弃流后，就地收集到景观水体，以满足景观水景要求。

弃流量的大小很难控制，弃流量参考规范公式W=10&F（径流厚度&=2mm，F=2.75hm2），算得弃流量为55.09m3。

景观水体面积1381.88m2，不考虑中水的补充水量、水面蒸发量，从景观、建筑设计角度，景观水体水深允许在0.4-0.8m之间波动，两者之间有0.4m的贮水容积储备，景观水体雨水调蓄容积为552.752m3。

景观水体设计时充分考虑水位波动景观效果，雨水有效储水容积可加大到约600m3，超出容积部分溢流流入市政雨水管。

设溢流管排出雨水，溢流管设计按重现期5年设计，保证小区的排水安全。

渗透管终端与小区雨水排水管连接，渗透管内不能及时渗透的雨水排入雨水管道。

5 结语
总之，雨水收集利用是一种既是经济又实用的水资源开发方式，在日益短缺的水资源形势下，加强小区雨水收集利用无疑是当前建设资源节约型、环境友好型社会的必然要求。

虽然现阶段还面临很多实际问题，但伴随着绿色建筑、节能环保概念及技术的推广，住宅小区雨水收集利用将更为广泛和有效。

实践结果表明，文中住宅小区建立的雨水收集利用工程在遵循相关的规范规定前提上，采用入渗方和调蓄式进行处置是可行的，减少了城市雨水管网的排水量负荷，节省了人力物力以及运营成本，效益较为可观，并体现出了绿色设计理念，值得在类似的雨水收集利用工程中推广。

参考文献：
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[2]张天琪.居住区雨水收集利用设计方案[J].城市建设理论研究：电子版.2015（09）
[3]熊峰；唐小虎；张东.随州某小区雨水收集利用设计方案探讨[C].国际绿色建筑与建筑节能大会.2013。