區(qū)域排水系統(tǒng)整合設(shè)計實踐研究

朱彤

（杭州市綜合交通研究中心，杭州 310000）

區(qū)域排水系統(tǒng)整合設(shè)計實踐研究

朱彤

（杭州市綜合交通研究中心，杭州 310000）

杭州雨水資源化是解決杭州市生態(tài)型缺水、減少城市洪災(zāi)和控制徑流污染的有效途徑，也是改善城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。因此，房地產(chǎn)設(shè)計過程必須綜合考慮未來的雨水利用和排放問題。本文從實例研究出發(fā)，對杭州某新建小區(qū)的雨水匯集系統(tǒng)的蓄水池設(shè)計、匯水系統(tǒng)設(shè)計、配電及自動化系統(tǒng)設(shè)計等進行了研究分析，以供同行參考。

區(qū)域排水；整合設(shè)計；實踐

0 引言

在進行區(qū)域排水工程規(guī)劃和設(shè)計時，若能將雨水利用與雨水徑流污染控制、城市防洪、生態(tài)環(huán)境的改善相結(jié)合；在方案設(shè)計時能夠堅持技術(shù)和非技術(shù)措施并重，兼顧經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益，因地制宜，擇優(yōu)選用，精心設(shè)計，則雨水利用會產(chǎn)生廣泛的效益，并極大地促進城市可持續(xù)發(fā)展。

城市雨水資源化是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科，在具體實施中又涉及許多不同的技術(shù)，各有其特點和適用條件。在杭州實施雨水資源化，應(yīng)該針對杭州的特定的社會、環(huán)境及資源等條件，首先明確以減少雨水排放為主要目的；其次要構(gòu)建一個清晰的設(shè)計流程思路以及各專業(yè)技術(shù)要點。本案考慮在居民區(qū)內(nèi)建立雨水匯集池，以保證小區(qū)內(nèi)的雨水匯集和調(diào)蓄。匯集的雨水主要用于道路沖洗、消防、園林灌溉等用途。因為雨水資源化并沒有在本文項目中得到審核通過，所以，雨水入戶供應(yīng)并沒有在本文項目中得到實現(xiàn)。

1 工程案例概況

杭州某新建居民區(qū)東西長370 m，南北寬88 m，占地面積49畝，建筑面積14萬m2，為35層高層建筑群。小區(qū)內(nèi)共8棟建筑，其中南側(cè)3棟（1#～3#），北側(cè)5棟（5#～9#），呈品字形排列。居民區(qū)內(nèi)建筑物壓站面積約6.3畝，硬化路面7.6畝，綠化面積35.1畝。小區(qū)西側(cè)有占地面積約6.5畝城市公園，公園內(nèi)地下水向園區(qū)內(nèi)補給，公園內(nèi)有景觀湖2.1畝，平均水深1.5 m，容積率2 100 m3。

根據(jù)氣象局資料顯示，杭州年均降水量1 454 mm，雨熱同期，極端天氣條件下，單日降水量可達120 mm。故小區(qū)內(nèi)總匯水量可達5.4萬m3，極限日匯水量可達4 500 m3。

本案設(shè)計在小區(qū)內(nèi)設(shè)計總?cè)萘砍^極限日降水量1.6倍（7 200 m3）的雨水蓄水池，設(shè)計小區(qū)內(nèi)的專用水泵和管路，在小區(qū)內(nèi)布置專用雨水利用系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。

2 蓄水池設(shè)計

本文蓄水池設(shè)計深度為3.5 m，蓄水池總面積不小于2 058 m2，按照2 200 m2設(shè)計。為了配水方便，本案將蓄水池分4處設(shè)計，分別在南側(cè)3棟（1#～3#）居民樓兩側(cè)，北側(cè)與南側(cè)樓下停車場相鄰。其中1#蓄水池面積560 m2（長35 m、寬16 m），2#蓄水池580 m2（長35 m、寬16.6 m），3#蓄水池520 m2（長35 m、寬14.9 m），4#蓄水池540 m2（長35 m、寬15.4 m）。

因為地下車庫兼做人防設(shè)施使用，而蓄水池內(nèi)7 000余噸存水如果泄入人防設(shè)施，會給人防設(shè)施內(nèi)的避險人員帶來嚴重傷害。所以，蓄水池與地下車庫之間的凈距設(shè)定為1.8 m，其中包括兩側(cè)厚度各為0.5 m的連續(xù)墻和中央厚度0.8 m的注漿填充墻。連續(xù)墻內(nèi)鋼筋采用8#鋼筋編網(wǎng)，每個連續(xù)墻鋪設(shè)2層鋼編網(wǎng)，鋼編網(wǎng)孔徑設(shè)置為200 mm×200 mm。

相鄰蓄水池之間布置配水泵，泵水量每小時200 m3。每個水泵設(shè)置單獨的外排水泵，泵水量為每小時500 m3。外排水排入市政雨水管道。1#蓄水池設(shè)置專用排水管道至1#消防水倉。4#蓄水池設(shè)置專用排水道至2#消防水倉。每個水倉設(shè)置1個用水泵，連接園區(qū)灌溉用水系統(tǒng)，排水量為每小時200 m3。

3 匯水系統(tǒng)設(shè)計

3.1 樓宇匯水系統(tǒng)

因為本小區(qū)樓房結(jié)構(gòu)較為簡單，多為板式單元設(shè)計，不存在樓頂錯層和其他可能影響匯水的結(jié)構(gòu)。所以在樓頂設(shè)置匯水溝，使用Φ120 mmPVC下水管直接向樓下雨水窨井匯集。按照全年降水量1 454 mm計算，樓頂全年匯水量為6 400 m3，日最大匯水量為500 m3，窨井深度按照3.5 m設(shè)計，其日最大匯水面積不大于142 m2，平均每樓下布置雨水匯水窨井18 m2。窨井向雨水回水池的匯水方式采用地下雨水管網(wǎng)直接重力流匯水，雨水管道使用內(nèi)徑Φ500 mm的鋼筋混凝土管道布置。

3.2 地面匯水系統(tǒng)

地面沿硬化道路兩側(cè)布置沿地面開挖的500 mm×500 mm的排水明渠，使用重力自流的方式向蓄水池就近匯集。排水明渠兩側(cè)用紅磚壘砌，紅磚外抹水泥砂漿處理。基層水泥砂漿采用水泥比砂1∶3的比例配置，表層水泥砂漿按照水泥比砂1∶2的比例配置。砂漿厚度按照基層20 mm，表層5 mm布置。

4 用水系統(tǒng)設(shè)計

4.1 消防用水系統(tǒng)

消防用水系統(tǒng)是本案設(shè)計的雨水系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，1#蓄水池和4#蓄水池可以直接通過泵機向消防泵蓄水池配水。基于雨水消防用水管道與正常的消防用水管道是同一套系統(tǒng)，并沒有特殊鋪設(shè)專用的消防用水管道。為了防止雨水中的雜質(zhì)毀壞消防管道系統(tǒng)，在雨水蓄水池進入消防蓄水池之前，通過一個承壓PP棉濾芯。消防泵吸水口布置5層網(wǎng)狀過濾器。

4.2 物業(yè)用水系統(tǒng)

本文系統(tǒng)在小區(qū)花園內(nèi)布置了14個半自動水動噴嘴，用于對小區(qū)內(nèi)草坪的灌溉。與此同時，在小區(qū)路邊布置了16個水龍頭，用于對小區(qū)地面的沖洗。該系統(tǒng)在雨水蓄水池放空后，還可以通過橋接閥門在自來水水源直接取水。

4.3 樓宇內(nèi)用水系統(tǒng)

在樓宇內(nèi)每個單元布置一個縱向管道，使用專用分層加壓裝置進行加壓，加壓系統(tǒng)按需開啟，用水球閥使用20 mm通用螺口布置在管道中間，必要時可以根據(jù)水壓感應(yīng)系統(tǒng)直接開啟。

5 配電及自動化系統(tǒng)設(shè)計

5.1 配電系統(tǒng)

本文配電系統(tǒng)使用了半自動化的配電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)使用8051系列SCM作為前端比較器，使用PLC作為核心處理單元。而本文系統(tǒng)使用的可控硅繼電器是長期以來自動化工程中與PLC配合較多的控制設(shè)備。配線系統(tǒng)負責(zé)使用空氣開關(guān)和電控可控硅繼電器對本文使用的3個配水水泵、4個外排水泵、2個消防配水水泵、4個灌溉用水水泵進行配電。

1）本文使用了較多的獨立管道，最大限度的減少了電控閥門的使用。配水水泵因為要手動球閥控制配水方向，所以其不納入集控范圍，而需要工作人員到近端對水泵進行啟動和關(guān)閉。

2）消防水泵配水遙控端布置在消防配電柜，同時將1路電接點水位計的信號引到消防配電柜。

3）排水泵根據(jù)各個蓄水池的電接點水位計情況自動啟動，采用模糊控制矩陣進行控制。控制器使用三菱PLC實現(xiàn)。執(zhí)行機構(gòu)使用可控硅繼電器執(zhí)行。

4）灌溉水泵采用無塔供水壓力控制模式，根據(jù)供水壓力自動啟動?？刂破魇褂萌釶LC實現(xiàn)，執(zhí)行機構(gòu)使用可控硅繼電器執(zhí)行。

5.2 中心控制系統(tǒng)

5.2.1 流速計控制SCM

SCM-C8051-F340是目前最新的8位處理器，用戶簡單系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變換擁有較高的性價比，系統(tǒng)冗余較小。使用該處理器配合LM393DR貼片進行電壓比較后直接輸出。

5.2.2 排水PLC

排水PLC使用MITSUBI FX1N-40MR結(jié)合每個蓄水池水位進行統(tǒng)一安排。PLC輸入端為水池電接點水位計的度數(shù)，輸出端決定是否啟動該水池的排水水泵。模糊控制矩陣如表1。

5.2.3 水壓PLC

PLC使用MITSUBI FX1N-40MR結(jié)合無塔供水系統(tǒng)信號控制可控硅啟動器。當(dāng)無塔供水系統(tǒng)水壓高于0.5 MPa時，停止泵水；當(dāng)無塔供水系統(tǒng)水壓低于0.3 MPa時，開始泵水。

TU82

A

1673-1093（2015）03-0084-03

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.03.021

2014-12-27；

2015-01-02