城市雨水利用案例

城市雨水利用工程实例 （北京建筑工程学院，车伍，李俊奇） ◆ 雨水集蓄利用系统 A 北京某中学运动场雨水利用工程（北京市城市节水办资助项目，北京建筑工程学院设计） 该工程于2000年竣工投入使用。是北京市第一个城市雨水收集利用系统，获得市政府专项资金补助，补助资金约占投资额的三分之一。图1 是该雨水收集利用系统流程，表1列出主要工程量。

表1主要工程量 项目 数量 操场面积 17000m2 贮水池容积 245 m3 植物土壤滤池面积 80 m2 清水池容积 126 m3 潜水泵 2台 其它：溢流井、弃流井、闸等 可利用雨水量计算： 按年平均降雨量600mm计算， 年均可利用雨水量=降雨量╳汇流面积╳径流系数╳弃流系数╳季节折减系数 =0.6╳17000╳0.8╳0.87╳0.85=6034m3 根据现场条件和投资限制，设计规模适当减小。按单场降雨量20mm设计，即20mm有效降雨量可将贮水池灌满，超过设计负荷的降雨则通过设于运动场环形集水渠上的溢流口排入附近的市政管系。 按每年15场雨估算，则每年可收集雨水约4000 m3，用于冲洗操场和校园绿化。考虑操场冲洗水还可以循环利用，节约水量相应增加。

B台湾慈济技术学院雨水利用 该项目屋面雨水收集的汇水面积为1200 m2，由于技术学院地址位于山区附近，年平均降雨量2300mm以上，加上收集面积较大，每年可节约自来水达5000 m3以上。收集的雨水主要用于绿化灌溉和冲厕。 储存池容积250 m3，并有相应的管道和处理系统。考虑荷载和地震的影响，楼顶储存池用不锈钢制作，地下水池用钢筋混凝土。 该项目还考虑设计中水与雨水联合运行，提供更多的杂用水，C小学雨水利用工程（北京市城市节水办、西城区教委、西城区科委资助项目，建筑工程学院设计） （1）概况 该学校位于市中心，校园非常拥挤，绿地很少。对这样一个占地很小的校园进行改造，采用雨水收集利用系统，并不是一个十分理想的的场所。但学校从节约水资源、改善校园环境，加强学生节水和环保意识的教育等综合效益考虑，十分积极采用雨水利用技术。

可利用的屋面面积 1200m2 操场面积 3680m2 绿地面积 150m2 淋浴水 21m3/周 洗菜水 15m3/周 航模水池 10×6×0.5=30m3

（2）用水量分析 航模水池蒸发量 10×6×0.8/6=8m3/月（蒸发量按5~10月发生计算） 绿化用水量 150×0.002×30=9m3/月 冲洒操场 不定量 总计 大于 17m3/月

（3）方案分析 由于该校仅有少量绿化用水和5~11月航模水池有用水要求（因改造工程复杂，不考虑建筑内的冲厕用水），用水量较少。设计方案考虑利用雨季5~10月屋面雨水作为水源， 采用植被土壤过滤技术净化雨水。工艺流程见图2。该方案运行费用很低。表列出主要工程量。 表2 主要工程量一栏表 项目名称 数量 规格 备注

隔油沉淀池 1座 砖砌水泥砂浆抹面

雨水截污弃流井 1座 砖砌水泥砂浆抹面

调节沉淀池 1座 L11×B3×H2 m 钢筋混凝土结构

人工土壤滤池 1座 L41×B1×H1.5 m 砖砌水泥砂浆抹面

清水池 1座 L11×B3×H2 m 钢筋混凝土结构

航模水池 1座 L10×B6×H0.7 m 砖砌水泥砂浆抹面 过滤和出水加压用水泵 2台 40－QW-15-1.5

雨水收集暗沟 70m 砖砌水泥砂浆抹面 屋面雨水收集管 300m DN100－DN150 UPVC 雨水溢流管 80m DN300 水泥混凝土管 加药消毒系统 1套 工程费用总计 40万元

（4）运行情况 经过两个雨季的运行表明，该系统决策正确，主要体现在：运行管理非常简单，避免了采用方案三带来的运行复杂性和难以控制，这对一个缺少专业管理人员的学校尤其重要；增加利用厨房较清洁的洗菜水做为雨水利用系统的补充非常有效，洗菜水水量虽少，但细水长流，源源不断地补充储存池，大大提高整个系统的有效利用率，对北京降雨不均匀性起到很好的弥补作用；设计施工合理，除细小环节，基本未出现任何质量问题，雨水系统水质好，水量充沛。学校还考虑向社会提供部分富裕水量。 需要注意的问题是雨季前后应清洗储存池，厨房洗菜水必须严格和其他污水分离。 通过该工程不仅大大改善了学校的用水和环境状况，还被区教委列为环境教育示范校。 ◆ 雨水综合利用系统 A 住宅区雨水利用与人工湖水质保障（北京建筑工程学院设计）

（1）小区概况 北京某住宅小区一期工程包括多栋住宅及一处会所。住宅楼地上为2.5～4.5层，地下为-1～0层。地下水位深3.40～4.80米，场地土层15米内以潮白河冲积形成的砂层为主，渗透性好（见表1）。 该小区周围无市政雨、污水管线，生活污水经中水处理后排入人工湖，雨水亦排入人工湖。然后从人工湖中抽水用于小区绿地灌溉和高尔夫球场喷灌。小区一期总面积29ha, 其中：住宅用地3.9ha，道路（含广场和绿化停车场）用地6.0 ha，绿化用地15.30 ha，人工湖占地3.8 ha。另外，该小区二期还建有高尔夫球场，面积66.7 ha，球场喷灌用水也可从一期人工湖中取水。 原设计存在的主要问题包括： 1）雨水收集排放系统没有充分利用自然地形、地势，采用传统的管道系统造价高、施工量大，入湖管道高程受限制，排水不通畅；同时大量的雨水资源流失，对大环境造成不利影响，小区内部水源又不足。 2）中水里的污染物和雨水径流带来的污染物对湖水构成威胁，尤其水中的氮、磷对景观湖的水质有很大威胁，水质恶化在所难免。 3）雨水、中水、景观水体缺乏有机的结合；景观湖水缺乏流动和循环，缺少水生动植物赖以生存的条件，因而没有足够的抗污染能力和净化能力，在水体建成的当年就发生严重的水华现象，水景也缺乏美感。 4）小区地处河岸滩地，排洪压力大。规划设计对排洪问题考虑不周，有隐患。 针对上述问题，并考虑到是一个复杂的系统工程，提出综合性技术改造措施。 （2） 设计要点 1）利用人工土壤植物净化技术对中水进一步处理，去除残余的N.P等污染物,提高景观湖水质标准和景观功能。 2）利用地形地貌，采用低势绿地、浅沟等对雨水径流进行截流、截污后输送排放。 3）部分堤岸进行修整改造，并结合一些小景观设计，使湖水循环，强化湖体的净化功能，同时改善湖体和小区的自然景观效果。 4）考虑与二、三期工程的关系，增加雨水的就地消纳，削减雨水峰流量，合理设计湖体溢洪口和排洪渠。由于一期工程建筑物最低点高程为来访中心楼，控制标高为25.20m。一期湖设计常水位24.8，设计洪水位为25.15m。即人工湖可利用的调蓄容积约13000 m3，加上绿地渗透及其调蓄量，则对重现期P=1的两小时降雨量，可实现小区雨水零排放。 为提高小区的排洪标准，在景观湖东侧设置溢洪口，按重现期P=5.0设计。排洪渠总长500m，与二期水体相接，再由二期的总排洪口进入外界的排洪系统。 即以景观湖为核心，以截污、截流、循环、生态修复、"自然净化"和"自然排放"为关键技术手段进行综合性设计，实现景观湖水质保障、雨污水资源综合利用、排洪、景观效果等目标。

B 柏林某生态住宅区雨水利用(德国专业设计公司设计) 建造时间1992年 屋面面积8325m2 雨水塘面积800 m2；雨水塘汇水面积4760 m2；循环水道186 m2；收集输送径流循环泵由太阳能和风能驱动连续，由植物根部区净化。 植物净化区100 m2，雨水用于灌溉。 多余雨水进入渗透设施，整个小区几乎为雨水零排放。

特点分析： 将160栋建筑物的屋顶雨水通过收集系统进入三个容积为650m3的贮水池中，主要用于浇灌。溢流雨水和绿地、步行道汇集的雨水进入一个仿自然水道，水道用砂和碎石铺设，并种有多种植物。然后进入面积为800m2、容积为1500m3的水塘（最大深度3m）。水塘中有芦苇为主的多种水生植物，同时利用太阳能和风能使雨水在水道和水塘间循环，连续净化，水塘内的水质优良，清澈见底，形成植物鱼类等生物共存的生态系统。遇暴雨时多余的水通过渗透系统回灌地下，整个小区基本实现雨水零排放，是一个成功的生态住宅区雨水综合利用的典范。

◆ 公园雨水利用与景观湖水质改善工程（北京市城市节水办资助项目，北京建筑工程学院设计） 该公园地面面积10.87ha，湖面面积6.11ha，绿地面积7.6ha。 湖北岸雨水基本通过地面或雨水口进入湖内，湖南岸区域面积约5ha的雨水径流则通过雨水管道排入市政雨水管系。由于城市的发展建设，湖的原有水源被切断，近年来公园内修建了游泳池和水上乐园，用湖水作水源。另一方面，该湖还受到园内非点源和少量污水的污染，夏季容易发?quot;水华"现象。因此，该公园湖面临水源不足和水质恶化双重压力。 考虑利用湖的容量来调蓄利用南岸区域的雨水。综合径流系数0.69，按北京市年均降雨量600mm计，则南区年均雨水径流量为50000×0.69×0.6=20400m3, 湖的总面积6.11×104 m3, 若不考虑蒸发、渗漏损失，湖中水位可提高20400/61100=0.34m。 故设计方案将湖的溢流闸板加高0.3m，并对部分堤岸进行修整加