麗水市某居住小區(qū)雨水收集利用方案設(shè)計分析

施佳男

(麗水學(xué)院藝術(shù)學(xué)院，浙江麗水 323000)

城市降雨具有利害兩重性。近年來麗水市城市的發(fā)展，不透水地面面積的增加和建筑密度的提高等因素造成了雨水利害關(guān)系的失衡，負面作用加大。如果能將流失的雨水進行利用，實現(xiàn)城市雨水資源化，不但能夠節(jié)約有限的水資源，緩解暴雨期間甌江的負荷，還能改善城市水環(huán)境和水循環(huán)，收到良好的經(jīng)濟效益和社會效益。就目前麗水市的實際情況而言，對小區(qū)尤其對新建住宅小區(qū)設(shè)計雨水進行回用，經(jīng)處理后的雨水可用于生活雜用水是一條直接可行的途徑。本文結(jié)合某一新建住宅小區(qū)設(shè)計了雨水利用工程方案，并對該方案進行了技術(shù)經(jīng)濟分析。

1 工程概況

該住宅小區(qū)位于麗水市蓮都區(qū)西南面，區(qū)域地勢北高南低，坡度不大于2°。項目規(guī)劃占地面積30 710m2，總建筑面積50 671．5m2，容積率為1．65，總建筑占地面積4 956 m2，綠化率為31%，道路占總用地面積的13%。小區(qū)主入口在東側(cè)，入口廣場處設(shè)計有跌水及模紋花壇，水景面積約27m2;內(nèi)有水景兩處，水域面積788．56 m2。設(shè)計該小區(qū)雨水主要用于綠地澆灌、道路沖洗和水景補充。

2 雨水利用方案

2．1 雨水利用基礎(chǔ)資料分析

麗水市地處浙江省西南浙閩兩省結(jié)合部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全市多年平均降水量1 733．5 mm。受季風(fēng)氣候影響，雨量年內(nèi)分布極不均勻，雨季降雨量集中，占全年的70%;而且降水量年際變化大，豐枯年降水量相差懸殊，加上蓄水工程嚴重不足，攔蓄能力有限，容易出現(xiàn)干旱，季節(jié)性和工程性缺水并存現(xiàn)象。

2．2 水量平衡分析

2．2．1 雨水量計算

按可收集雨水量計算公式［1］:Q= ΨαβA(H ×10－3)，年降雨量按1 733．5 mm計，可得出建筑屋頂雨水量4 610．4 m3;路面雨量 3 713．9 m3;綠地雨量 1 660．5 m3，則雨水總量 9 984．8 m3。

2．2．2 用水量估算

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，最高日澆灑綠地用水定額選為 2．0 L/(m2·d)，最高日噴灑道路用水定額選為1．0 L/(m2·d)，年均蒸發(fā)量按1 477．9 mm，則綠化用水年澆灑量為2 132．5m3;道路年澆灑量為156．8m3;年蒸發(fā)量100．4m3。計算結(jié)果表明，該小區(qū)可利用收集的雨水量完全可以滿足小區(qū)耗水需求。

2．3 小區(qū)雨水綜合利用總體規(guī)劃

從經(jīng)濟的原則出發(fā)，根據(jù)可收集雨水與需回用雨水的情況分析，采用調(diào)蓄減排與回收利用相結(jié)合的雨水系統(tǒng)設(shè)計方案。該小區(qū)北高南低，對雨水的收集極為有利。雖然小區(qū)內(nèi)設(shè)有雨水儲存池，但容積較小，因而小區(qū)內(nèi)的景觀湖就作為雨水的主要受納體和中轉(zhuǎn)庫之用，儲存大部分的降雨和收集的雨水。具體方法見圖1。圖1中虛線文本框表示該處具有雨水下滲功能，主要的收集雨水流程用箭線連接表示。

圖1 小區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)圖

3 主要雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)計

3．1 雨水收集系統(tǒng)

3．1．1 初期棄流裝置

由于麗水市區(qū)月季降雨分布不均衡，本實驗小區(qū)選用雨水棄流池設(shè)計。根據(jù)小區(qū)住宅規(guī)劃情況設(shè)計，在每棟建筑四面各增設(shè)D100 mm的雨落管，然后將相應(yīng)樓房的雨水管合并到一條雨水干管，交匯處設(shè)置棄流池。根據(jù)收集屋面的面積，確定棄流裝置和儲存池的容積。棄流池頂部進行綠化，美化景觀。這種做法減少了棄流雨水池的數(shù)量，減少土建工程量，節(jié)約了初期投資成本。

3．1．2 雨水儲存池

經(jīng)初期棄流后雨水直接進入雨水儲存池。合理的容積規(guī)模是關(guān)系到整個系統(tǒng)集流效率和投資效益的核心設(shè)施，該小區(qū)內(nèi)景觀湖也可以起到儲水的作用，因而儲存池容積可以相對較小，這樣可以減少投資和管理維護的工作量，是相對經(jīng)濟合理的設(shè)計方案。設(shè)計采用地下封閉式雨水儲存池，頂面覆蓋適當厚度的土層種植植物。既能作為集雨設(shè)施，又不妨礙景觀功能的實現(xiàn)。地下雨水儲存池主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3．1．3 收集和輸送管道

屋面雨水收集系統(tǒng)設(shè)計的雨水配管系統(tǒng)應(yīng)注意下列問題:1)雨水集水管獨立設(shè)置配管，并采用PVC雨水管道以減少污染;2)屋面雨水斗外設(shè)網(wǎng)罩用來篩除較大的污染物;3)地面橫向集水管的轉(zhuǎn)彎處，設(shè)置清除口方便清潔維修。

3．2 排滲系統(tǒng)

3．2．1 植草淺溝

出于經(jīng)濟預(yù)算，在本項目中，我們擬采用植草淺溝對雨水進行被動處理。通過對場地本身的設(shè)計減少人工干預(yù)的痕跡和降低每月的處理成本。綜合考慮淺溝的水力計算方法［2］和凈化功能，在該小區(qū)內(nèi)設(shè)計了兩段植草淺溝，淺溝坡度順應(yīng)小區(qū)總地形。淺溝表層種植苔草、青茅草及其他耐淹的禾本科草本植物，濾溝以多種粒徑的礫石為主要結(jié)構(gòu)，前段填充粗礫石，后部為細礫石。在流動過程中通過碎石層的滲濾起到過濾雨水和降解污染物的作用，最終收集的雨水經(jīng)管道進入景觀湖內(nèi)。

3．2．2 道路鋪裝

小區(qū)中主要道路采用城市道路雨水生態(tài)技術(shù)，透水瀝青鋪面，通過地下填加碎石、煤礦渣等過濾層提高土壤的滲透性，并在地下增設(shè)排水溝，溝周圍用多孔隙材料填充，將道路表面形成的雨水徑流匯集入溝內(nèi)進行蓄滲，以增大雨水就地入滲量，削減雨水徑流污染負荷，超過儲蓄容量的徑流雨水從雨水溢流口外排。

3．3 景觀水體設(shè)計

小區(qū)規(guī)劃設(shè)計景觀水體中的水用在綠化澆灌和道路噴灑上。初期雨水棄流以后，雨水的主要水質(zhì)指標COD僅有40 mg/L～100 mg/L［3］，根據(jù)我國《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》標準［4］，處理后的雨水可用作人造水景用水。具體設(shè)計方案如下。

3．3．1 堤岸設(shè)計

小區(qū)景觀湖堤岸設(shè)計成有一定的邊坡的生態(tài)堤岸。湖底采用防滲膜;水體設(shè)計成常水位與最高水位兩個部分，常水位部分的底層即湖底做成弱透水基質(zhì)，減少水體下滲;高水位部分采用堆石堤岸設(shè)計，大小不同的石塊組成的堆石具有良好的透水性，水量大時雨水向四周土壤滲透;且堆石間空隙大，適于植物生長，微生物不易流失，從而提高了水體中污染物降解去除效率，也能增強與泊岸交錯帶的生態(tài)效應(yīng)，有助于水質(zhì)改善。

3．3．2 景觀湖生態(tài)設(shè)計

景觀湖的生態(tài)設(shè)計、強化湖水的自然凈化系統(tǒng)是保持水質(zhì)的有效措施。一個健康完整的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)包含物質(zhì)環(huán)境和種類及數(shù)量恰當?shù)纳a(chǎn)者、消費者和分解者，生物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有合理的組織結(jié)構(gòu)和良好的運轉(zhuǎn)功能。設(shè)計在湖內(nèi)主要投放雜食性魚類鯉魚和鯽魚，兼顧觀賞性;底棲水生動物主要投放螺絲為主。初期嚴格控制放養(yǎng)量，后期維護通過定期打撈來防止其過量繁殖造成的內(nèi)源污染。

表1 住宅小區(qū)的雨水利用系統(tǒng)主要設(shè)備、構(gòu)筑物及造價

4 技術(shù)經(jīng)濟分析

根據(jù)工程措施分析，該住宅小區(qū)的雨水利用系統(tǒng)主要設(shè)備、構(gòu)筑物及造價如表1所示。

雨水經(jīng)處理后供小區(qū)綠化和道路沖洗，小區(qū)綠地和道路沖洗年用水量為9 040．2 m3。若用水量全由自來水提供，自來水按3．0元/m3計，則可節(jié)約費用約27 120．6元/年。

5 結(jié)語

目前，房地產(chǎn)業(yè)中生態(tài)小區(qū)建設(shè)中的節(jié)能、節(jié)水、親水性等環(huán)保理念方興未艾，在小區(qū)內(nèi)進行雨水利用不但是緩解城市水資源的短缺、減輕城市市政雨水管道的負荷，降低了污水處理的成本的重要舉措，符合未來的發(fā)展趨勢，而且隨著自來水價格的不斷增長，它具有更大的發(fā)展?jié)摿?。綜合考慮生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展理念的住宅小區(qū)雨水的回收與利用工程必將是今后未來住宅建設(shè)的發(fā)展模式，具有廣泛的應(yīng)用前景。

［1］曹秀芹，車 武．城市屋面雨水收集利用系統(tǒng)方案設(shè)計分析［J］．給水排水，2002，28(1):13-15．

［2］林 川，周 瑩，房志勇．小區(qū)場地雨水露天排滲系統(tǒng)設(shè)計［J］．中華建設(shè)，2011(3):105-107．

［3］章才能，陳友林．僑香村雨水收集與利用系統(tǒng)的設(shè)計［J］．山西建筑，2006，32(12):167-168．

［4］GB/T 18921-2002，城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)［S］．