浅析住宅小区雨水利用

摘要：随着社会的发展与进步，重视住宅小区雨水利用对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍住宅小区雨水利用的有关内容。

关键词：住宅小区；雨水回用；水量计算；回用方案

中图分类号：TU991.11+4文献标识码： A 文章编号：

引言

21 世纪是生态城市建设世纪，中国改革开放三十几年来经济发展取得了令人瞩目的成就，但在发展的同时也伴随着资源的浪费和环境的污染。在中国工程院开展的“中国可持续发展水资源战略研究”中，提出了多渠道开源的城市水资源可持续发展利用战略。雨水是城市重要的淡水资源之一，我国具有丰富的雨水资源，多年平均降水总量为 6.2×104亿 m3，可开发利用的雨水资源量很大，但从总体上看雨水利用率还是偏低。随着世界范围内干旱问题的加剧及水资源的日益紧缺，开发利用雨水资源已经成为许多国家和地区解决水危机的新途径，并受到广泛关注。

一、工程实例

杭州某新建住宅小区，其中总用地面积约为39500m2，总建筑面积约为125539 m2，由 7 栋 24 层，2栋 18 层的高层住宅楼、1栋 6层多层住宅组成。其屋面汇水面积为14329m2，小区绿地面积8768㎡，总居住人数3519人。

为响应国家“可持续发展水资源战略研究”的政策，针对本项目就节水和水资源利用方便提出了如下要求：

1） 制定水系统规划和非传统水源的利用——雨水回收利用；

2） 绿化灌溉鼓励采用喷灌、微灌、滴灌、渗灌、低压管灌等节水灌溉方式；

3）合理设计雨水收集量、利用雨水作为绿化、景观、洗车等的水源；

针对上述要求，结合该项目设计对雨水回收利用进行介绍。

二、雨水的收集处理及回收利用

杭州属于多雨城市，根据全国主要城市降雨量资料统计，杭州市年平均降雨量1431.2mm，年平均降雨次数150次，4mm以上降雨占总降雨的比例高达93.3%以上，雨水量充沛，适合做雨水回收利用。

一般住宅小区内的雨水收集主要有道路、绿地、屋面3种汇流介质。在这3种汇流介质中，地面径流雨水水量较大，但水质较差；绿地径流雨水因经过渗透而水质较好，但可收集雨量有限；屋面雨水水质较好、径流量大且便于收集利用。

根据可收集雨水与需回用雨水的情况分析，确定采用屋面雨水，该住宅小区总建筑屋面面积约为14329m2一期示范工程仅选用1~4#楼建筑屋面收集雨水，屋面雨水集水总面积F＝4474㎡。雨水经收集净化处理回用于杂用水如小区绿化、道路浇洒冲洗等，绿地考虑自然入渗，超出绿地调蓄和渗透能力的雨水排入市政排水管，道路的雨水直接排入市政排水管。

1、水质要求

该项目主要考虑收集屋面的雨水。屋面初期雨水水质一般为CODcr600mg/L～800mg/L，SS700mg/L～10000mg/L，由于初期降雨水质差，与回水水质的要求差距较大，处理困难，处理成本很高，故初期考虑不收集雨水，该部分雨水进行弃流至市政雨水管网。初期雨水弃流后收集较干净的中、后期雨水，雨水在经过初期弃流后的水质为CODcr70mg/L～100mg/L，SS20mg/L～40mg/L。雨水回收主要用于绿化浇灌、道路浇洒用，补水水质根据城市绿化及道路浇洒用水水质执行《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002），主要指标具体详见下表1：

表1 各类用水水质的主要标准

2、雨水回用工艺流程

雨水收集回用的系统一般包括：收集、弃流、雨水处理和雨水回用。系统图如下图一：

图1雨水回收利用工艺流程图

屋面雨水经屋顶雨水斗和管道系统收集后，每个雨水斗可收集200㎡左右的雨水，三个雨水立管为一组接入一个自控截流井，每组自控截流井内设置一个WFF100型雨水过滤器，每个雨水过滤器约能接受500㎡左右的屋面雨水。弃流后的初期雨水进入市政管网，清洁雨水进入雨水回用系统。

3、水量计算

1）初期雨水弃流量计算

对于初期雨水，目前还没有统一、明确的定义。初期雨水到底是多少，不同研究的初始条件结果不同，实际发生的角度、降雨发生的季节及两场降雨之间的时间间隔等很多因素会影响初期雨水的水质，进而影响初期降雨厚度或持续时间。

假定前5min的降雨为屋面雨水的降雨量初期雨水水量。根据杭州市新暴雨强度公式计算

q=167×（57.694+53.476lgP）/(t+31.546)1.008

q——暴雨强度，（L/S·ha）；

P——重现期（取2年）；

t——屋面集雨时间（取5min）；

计算的q=327L/S·ha

Q=ψ·F·q

Q——初期雨水流量（L/S）；

ψ——屋面径流系数，取0.9；

F——汇水面积（ha）；

经计算，1~4#号楼初期雨水流量约为39.5m³。该部分初期雨水经自动过滤器分流后，排入市政雨水管网。

2）雨水回用量计算

本项目绿化面积约为8767㎡，道路面积约3945㎡，绿地和道路浇洒用水量根据《室外给水设计规范》考虑1.5L/(m2/d)。将雨水处理后用于绿化和道路浇洒用水。

计算参数

（1）技术参数：

表2 雨水回用主要参数

（2）可收集雨水量：

根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》（GB50400-2006），杭州市年均降雨量1431.2mm。

q为杭州每月平均降雨量；

Q1为每月降雨雨水量；

Q2为初期雨水量

Q3为可收集水量

表3 月均可收集雨水量表

（3）回用需水量Q3

绿化用水：绿化8767㎡，11月~次年4月按平均每四天浇灌一次，用水量按平均1.5L/m2.次，则每月用水量50.9 m3；5~10月按平均每天浇灌1次，用水量按平均1.5L/m2·次，则每月用水量203.6 m3。

道路浇洒用水：根据小区道路面积计算平均每月需用水量约为100 m3。

表4 月绿化和浇洒需水量表

按上表分析全年雨水回用需水量为4123m³。

根据理论分析，每月的降雨量均高于每月用水需求的总量，理论上可以满足常年绿化和道路浇洒用水的需求，但是，由于降雨条件不规律，极有可能碰到长时间干旱或长时间处于阴雨季节的可能，为了避免长时间不下雨，蓄水池内水量用完，需要增加补充水源。补充水源可通过小区生活水源备用供给。

4、雨水回用设施

1）截污井和弃流装置

以三个雨水立管为一组接入截流井，截流井内放置旋流过滤器。旋流过滤器是利用离心式原理过滤雨水，管道的内部设有一圆周滤网，雨水进入管道之后，通过离心力的作用，清洁雨水透过滤网进入集水管道，树叶等杂质则阻隔在滤网之内，通过另一个废水出流管接出，实现雨水的过滤。如下图 2：

图2 WFF100型旋流过滤器 图3 安全分流井

2）安全分流井

在安全分流井内增设安全超越管，将多余的雨水排入市政雨水管网。安全分流井内安装有自控截流装置，避免过量的雨水进入后续工艺。如图 3

3）蓄水池：

蓄水池采用清洁雨水和市政供水管双重供水。雨水进入蓄水池，蓄水池的蓄水量按照枯水期月用水量的50%考虑。负责小区绿化和道路浇洒用水存储，同时，需要考虑备用水源（市政供水管）的接入，以满足长时间不下雨时，绿化和道路的用水需求。

4）、消毒

收集处理后的雨水采用加氯消毒，设计在蓄水池前增加氯片投加器。

5、年节约用水量

本项目小区绿化面积约为8767㎡，道路面积约3945㎡，绿地和道路浇洒用水量根据《室外给水设计规范》考虑1.5L/(m2/d)。根据计算年总需水量为4123.2m³。本次设计绿化和道路浇洒用水量采用雨水回用直接供给，理论上，年节约自来水水量4123.2m³。

结束语

城市雨水是城市可利用水资源重要的一部分，我国雨水资源丰富，杂用水需求量较大，雨水利用的潜力巨大。就地充分利用雨水，采取各种有效措施提高雨水利用能力和效率，是传统水力发展的不可缺少的补充和延伸，是解决水资源危机的重要途径。因此，开展生态小区的雨水利用对构建环保节约型社会具有重大意义。

参考文献：

[1] 《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006).

[2] 《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）

[3] 中国建筑设计研究院. 建筑给水排水设计手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[4] 刘鹏 赵昕 初期雨水弃流量的理论分析. 给水排水.Vol.30No.122004;

[5] 《绿色建筑评价标准》 GBT50378-2006