住宅小区雨水利用设计分析
摘 要:雨水利用可以节约用水、蓄洪滞洪、修复城市水环境和
改善城市生态环境、部分解决城市水资源短缺、推动水资源的可持
续发展。结合某住宅小区雨水利用工程具体情况,仅就地收集较清
洁的屋面雨水,以满足小区绿化、浇洒道路用水,处理效果好,占
地面积小,维护方便。
关键词:住宅小区雨水利用设计
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:
1工程概况
某住宅小区,总占地面积为100925m2;地上总建筑面积为282200
m2。
1雨水利用方案
2.1雨水利用方式
小区雨水利用系统应采用雨水入渗、收集回用和调蓄排放系统之
一或其组合。一般有以下5种组合方案:①入渗;②收集回用;③
调蓄排放;④入渗+收集回用;⑤入渗+调蓄排放。经综合技术经
济比选,考虑到土壤渗透性、年降雨量特征、用地条件、运行管理
和实际工程案例等因素,采用收集回用作为该小区的雨水利用方
式。
2.2雨水收集回用方案的选择
雨水利用方案的选择应根据可收集雨水情况和需回用雨水情况进
行水量水质分析后确定。
2.2.1可收集雨水情况
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。该住宅小区总建筑屋面面
积约为25800m2,由于小区管网已基本建成,雨水利用主要用于
浇洒道路和绿化用水,为减少开挖,保护原有管网,一期示范工程
仅选用2栋建筑屋面收集雨水(f=887m2),经管道汇入整流井。
2.2.2需回用雨水情况
回用雨水主要可用于景观用水、绿化用水、循环冷却系统补水、
汽车冲洗用水、路面冲洗用水、冲厕用水以及消防用水。考虑到可
收集雨水量、回用用途、投资和水质需求,拟主要用于绿化和道路
路面冲洗。
2.3雨水收集回用方案的确定
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,
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。
3水量平衡分析
3.1日雨水径流总量
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》雨水径流计算4.2.1
-1公式:w=10ψchyf(w:雨水径流总量;ψc:雨量径
流系数取0.9;hy:设计降雨厚度,以日为单位计算查降雨量等
值线图,查出某地区约为100mm;f:汇水面积),算得径流总量
w=79.83m3/d。
3.2需回用水量
绿化及道路占地面积29300m2,一般绿化和浇洒用水按1.5l/
(m2·d)。夏季每日需水量按全额考虑为43.95m3/d;春秋
季每日需水量按全额的2/3考虑为29.30m3/d;冬季每日需水
量按全额的1/3考虑为14.65m3/d;则全年需水量为10700m
3/a。
3.3平衡分析
回用系统的最高日设计用水量为43.95m3/d,集水面雨水设计
径流总量为79.83m3/d。43.95/79.83=55%,满足规范不小
于40%的要求。
4工艺流程
根据所选择的雨水利用方案,工艺流程包括收集及预处理单元、
储存单元、净化处理单元和回用单元4部分。屋面雨水先经收集管
收集后进入整流井,整流井内设置格栅以阻挡与雨水同时进入落水
管的树叶、树枝等粗大杂物并将初期雨水进行弃流。同时,整流井
还可用于雨水回用系统蓄满时的溢流以充分利用雨水资源。经过整
流井的雨水自流进入雨水调蓄池用于调节雨量的不均衡性。调蓄池
内的雨水经一级提升泵提升后进入雨水处理系统,通过过滤进一步
去除水中的杂质达到出水水质要求后至清水池。最后采用变频供水
系统加压配送,用于绿化和冲洗用水。定期运行反冲洗水泵,对雨
水处理单元进行反冲洗,反冲洗水就近排入污水井。
5各单元工艺设计
5.1雨水收集系统
5.1.1雨水设计流量
根据规范中雨水设计流量计算4.5.1-2公式,取重现期p=2a,
降雨历时t=5min,取1.5的安全系数,计算雨水设计流量q
=0.02135m3/s×1.5=0.032m3/s。
5.1.2雨水收集管
根据雨水流量选用管径,采用hdpe双壁波纹管,管径为dn
300,长155m,坡度i为0.004。
5.1.3格栅
在整流井进水处设置格栅拦截雨水中的漂浮物,采用不锈钢提篮
格栅,规格400mm×400mm×300mm,栅条间隙5mm,栅渣
外运处理。
5.1.4整流井
雨水经收集管网收集后首先进入整流井,整流井内可以截留、沉
淀雨水中的大颗粒杂质、防止后续提升泵堵塞,为全地下式钢混结
构,设计尺寸为2m×1.8m×1.9m。
5.2雨水积蓄系统
来水水量是随时间变化的,为保证后续处理系统的正常运行,降
低运行负荷,需要对雨水的水量进行调节,因此在雨水处理装置系
统前设置调蓄池。调蓄池的主要作用是调节水量,其设计有效储水
容积不低于集水面日雨水径流总量扣除设计初期径流弃流量。
5.2.1雨水积蓄系统有效储水容积
5.2.1.1日雨水径流总量
根据3.1节知日雨水径流总量w =79.83m3。
5.2.1.2设计初期径流弃流量
由于初期雨水径流水质受多种因素影响,弃流量的大小很难控制。
参考规范中的计算公式wi=10δf(wi:设计初期径流弃流量;
δ:初期径流厚度,考虑2mm初期径流;f:汇水面积),算得弃
流总量wi=1.77m3。
5.2.1.3有效储水容积
ws=w -wi(ws:雨水积蓄系统有效储水容积;w :集
水面日雨水径流总量;wi:设计初期径流弃流量),算得有效储
水容积ws=78.06m3。
5.2.2调蓄池
采用全地下式钢筋混凝土结构,设计平面尺寸为6m×6m,池深
3.6m,有效调节水深3.0m,有效储水容积=108m3。内设提升
水泵吸水管、溢流管和通气管。
5.3雨水处理系统
雨水处理系统设计规模为8m3/h,设计工作时间为5.5h/d,
采用精细过滤工艺进行处理。一级提升泵将调蓄池内雨水提升至雨
水处理装置,经精滤处理,达到绿化浇灌水质后进入清水池,反冲
洗水泵从清水池吸水定期对雨水处理装置进行反冲洗,反冲洗水就
近排入小区内污水井。雨水处理装置及配套的设备放置于建筑单体
地下室内,占地面积约20m2,设一级提升泵2台,1用1备,单
台q=8m3/h,h=6m,n=0.55kw;反冲洗泵2台,1用
1备,q=30m3/h,h=8m,n=1.1kw;pac投加系统
1套,其中加药泵1台,q=0.5l/h,h=7m,n=0.04kw,
储罐1只,有效容积v=50l,工作压力1.0mpa;精细过滤采
用 1400一体化的精细过滤器,滤速为5.2m3/(h·m2),
反冲洗强度为19.5m3/(h·m2)。
5.4雨水回用系统
5.4.1清水池
按规范要求,清水池容积取雨水回用系统最高日设计用水量35%,
其中,最高日设计用水量q=43.95m3/d,v=43.95×0.35=
15.38(m3),考虑无雨或少雨季节时,能蓄存较多的处理后雨水
供给回用,将清水池容积适当放大,取20m3。采用钢制成品水池,
设计尺寸为4m×2.5m×2m,放置于建筑单体地下室内,占地面
积约13.5m2。
5.4.2雨水回用设施
雨水回用设施主要包括二级提升泵、变频供水系统及回用管线等。
绿化、浇洒道路用水的增压方式采用变频恒压供水系统,使用水过
程不受处理系统工作时间限制,管理更加方便,节电效果显著。设
二级提升泵2台,1用1备,单台q=8m3/h,h=25m,n=
0.75kw;气压罐1套,v=800l,回用管采用pp-r管,d
n32~50管共564m;绿地及道路冲洗采用埋地式快速连接阀给水
栓,尽可能靠近人行道或绿化内小路敷设以便于操作,共设dn32
给水栓12套。
6结 语
本工程立足于住宅小区的具体情况,采用只收集较清洁的屋面雨
水的工艺流程,就地收集利用,以满足小区绿化、浇洒道路用水,
因地制宜,投资少、见效快,符合高效低耗的要求。
住宅小区雨水利用设计分析
摘 要:雨水利用可以节约用水、蓄洪滞洪、修复城市水环境和
改善城市生态环境、部分解决城市水资源短缺、推动水资源的可持
续发展。结合某住宅小区雨水利用工程具体情况,仅就地收集较清
洁的屋面雨水,以满足小区绿化、浇洒道路用水,处理效果好,占
地面积小,维护方便。
关键词:住宅小区雨水利用设计
中图分类号:s611 文献标识码:a 文章编号:
1工程概况
某住宅小区,总占地面积为100925m2;地上总建筑面积为282200
m2。
1雨水利用方案
2.1雨水利用方式
小区雨水利用系统应采用雨水入渗、收集回用和调蓄排放系统之
一或其组合。一般有以下5种组合方案:①入渗;②收集回用;③
调蓄排放;④入渗+收集回用;⑤入渗+调蓄排放。经综合技术经
济比选,考虑到土壤渗透性、年降雨量特征、用地条件、运行管理
和实际工程案例等因素,采用收集回用作为该小区的雨水利用方
式。
2.2雨水收集回用方案的选择
雨水利用方案的选择应根据可收集雨水情况和需回用雨水情况进
行水量水质分析后确定。
2.2.1可收集雨水情况
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。该住宅小区总建筑屋面面
积约为25800m2,由于小区管网已基本建成,雨水利用主要用于
浇洒道路和绿化用水,为减少开挖,保护原有管网,一期示范工程
仅选用2栋建筑屋面收集雨水(f=887m2),经管道汇入整流井。
2.2.2需回用雨水情况
回用雨水主要可用于景观用水、绿化用水、循环冷却系统补水、
汽车冲洗用水、路面冲洗用水、冲厕用水以及消防用水。考虑到可
收集雨水量、回用用途、投资和水质需求,拟主要用于绿化和道路
路面冲洗。
2.3雨水收集回用方案的确定
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,
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。
3水量平衡分析
3.1日雨水径流总量
根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》雨水径流计算4.2.1
-1公式:w=10ψchyf(w:雨水径流总量;ψc:雨量径
流系数取0.9;hy:设计降雨厚度,以日为单位计算查降雨量等
值线图,查出某地区约为100mm;f:汇水面积),算得径流总量
w=79.83m3/d。
3.2需回用水量
绿化及道路占地面积29300m2,一般绿化和浇洒用水按1.5l/
(m2·d)。夏季每日需水量按全额考虑为43.95m3/d;春秋
季每日需水量按全额的2/3考虑为29.30m3/d;冬季每日需水
量按全额的1/3考虑为14.65m3/d;则全年需水量为10700m
3/a。
3.3平衡分析
回用系统的最高日设计用水量为43.95m3/d,集水面雨水设计
径流总量为79.83m3/d。43.95/79.83=55%,满足规范不小
于40%的要求。
4工艺流程
根据所选择的雨水利用方案,工艺流程包括收集及预处理单元、
储存单元、净化处理单元和回用单元4部分。屋面雨水先经收集管
收集后进入整流井,整流井内设置格栅以阻挡与雨水同时进入落水
管的树叶、树枝等粗大杂物并将初期雨水进行弃流。同时,整流井
还可用于雨水回用系统蓄满时的溢流以充分利用雨水资源。经过整
流井的雨水自流进入雨水调蓄池用于调节雨量的不均衡性。调蓄池
内的雨水经一级提升泵提升后进入雨水处理系统,通过过滤进一步
去除水中的杂质达到出水水质要求后至清水池。最后采用变频供水
系统加压配送,用于绿化和冲洗用水。定期运行反冲洗水泵,对雨
水处理单元进行反冲洗,反冲洗水就近排入污水井。
5各单元工艺设计
5.1雨水收集系统
5.1.1雨水设计流量
根据规范中雨水设计流量计算4.5.1-2公式,取重现期p=2a,
降雨历时t=5min,取1.5的安全系数,计算雨水设计流量q
=0.02135m3/s×1.5=0.032m3/s。
5.1.2雨水收集管
根据雨水流量选用管径,采用hdpe双壁波纹管,管径为dn
300,长155m,坡度i为0.004。
5.1.3格栅
在整流井进水处设置格栅拦截雨水中的漂浮物,采用不锈钢提篮
格栅,规格400mm×400mm×300mm,栅条间隙5mm,栅渣
外运处理。
5.1.4整流井
雨水经收集管网收集后首先进入整流井,整流井内可以截留、沉
淀雨水中的大颗粒杂质、防止后续提升泵堵塞,为全地下式钢混结
构,设计尺寸为2m×1.8m×1.9m。
5.2雨水积蓄系统
来水水量是随时间变化的,为保证后续处理系统的正常运行,降
低运行负荷,需要对雨水的水量进行调节,因此在雨水处理装置系
统前设置调蓄池。调蓄池的主要作用是调节水量,其设计有效储水
容积不低于集水面日雨水径流总量扣除设计初期径流弃流量。
5.2.1雨水积蓄系统有效储水容积
5.2.1.1日雨水径流总量
根据3.1节知日雨水径流总量w =79.83m3。
5.2.1.2设计初期径流弃流量
由于初期雨水径流水质受多种因素影响,弃流量的大小很难控制。
参考规范中的计算公式wi=10δf(wi:设计初期径流弃流量;
δ:初期径流厚度,考虑2mm初期径流;f:汇水面积),算得弃
流总量wi=1.77m3。
5.2.1.3有效储水容积
ws=w -wi(ws:雨水积蓄系统有效储水容积;w :集
水面日雨水径流总量;wi:设计初期径流弃流量),算得有效储
水容积ws=78.06m3。
5.2.2调蓄池
采用全地下式钢筋混凝土结构,设计平面尺寸为6m×6m,池深
3.6m,有效调节水深3.0m,有效储水容积=108m3。内设提升
水泵吸水管、溢流管和通气管。
5.3雨水处理系统
雨水处理系统设计规模为8m3/h,设计工作时间为5.5h/d,
采用精细过滤工艺进行处理。一级提升泵将调蓄池内雨水提升至雨
水处理装置,经精滤处理,达到绿化浇灌水质后进入清水池,反冲
洗水泵从清水池吸水定期对雨水处理装置进行反冲洗,反冲洗水就
近排入小区内污水井。雨水处理装置及配套的设备放置于建筑单体
地下室内,占地面积约20m2,设一级提升泵2台,1用1备,单
台q=8m3/h,h=6m,n=0.55kw;反冲洗泵2台,1用
1备,q=30m3/h,h=8m,n=1.1kw;pac投加系统
1套,其中加药泵1台,q=0.5l/h,h=7m,n=0.04kw,
储罐1只,有效容积v=50l,工作压力1.0mpa;精细过滤采
用 1400一体化的精细过滤器,滤速为5.2m3/(h·m2),
反冲洗强度为19.5m3/(h·m2)。
5.4雨水回用系统
5.4.1清水池
按规范要求,清水池容积取雨水回用系统最高日设计用水量35%,
其中,最高日设计用水量q=43.95m3/d,v=43.95×0.35=
15.38(m3),考虑无雨或少雨季节时,能蓄存较多的处理后雨水
供给回用,将清水池容积适当放大,取20m3。采用钢制成品水池,
设计尺寸为4m×2.5m×2m,放置于建筑单体地下室内,占地面
积约13.5m2。
5.4.2雨水回用设施
雨水回用设施主要包括二级提升泵、变频供水系统及回用管线等。
绿化、浇洒道路用水的增压方式采用变频恒压供水系统,使用水过
程不受处理系统工作时间限制,管理更加方便,节电效果显著。设
二级提升泵2台,1用1备,单台q=8m3/h,h=25m,n=
0.75kw;气压罐1套,v=800l,回用管采用pp-r管,d
n32~50管共564m;绿地及道路冲洗采用埋地式快速连接阀给水
栓,尽可能靠近人行道或绿化内小路敷设以便于操作,共设dn32
给水栓12套。
6结 语
本工程立足于住宅小区的具体情况,采用只收集较清洁的屋面雨
水的工艺流程,就地收集利用,以满足小区绿化、浇洒道路用水,
因地制宜,投资少、见效快,符合高效低耗的要求。