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行業(yè)動態(tài)論小區(qū)雨水回收與利用系統(tǒng)的設計
發(fā)布日期：2017年04月11日
在我國城市水資源日益短缺的今天，必須采取開源與節(jié)流并舉，科學合理的利用一切可回收、再利用的水資源，非傳統(tǒng)水源--雨水的回收與利用越來越受到社會各界重視。
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深圳市是一個雨水充沛、臺風暴雨頻繁的城市，降雨時空分布極為不均，年降雨量85%集中在每年的4-9月份。由于降水季節(jié)不均，深圳一方面常年缺水，一方面暴雨洪澇災害常有發(fā)生。雨水利用工程不但可以有效地減少雨洪、營造地表水文景觀、改善小區(qū)周邊環(huán)境，也有利于增強居民愛水節(jié)水意識，而且還可以改善室內(nèi)的局部熱島效應。這樣可以使經(jīng)濟效益實現(xiàn)大化的目的，保持經(jīng)濟和社會效益的可持續(xù)發(fā)展。
一、雨水的回收方式
來自小區(qū)不同集水面的降雨徑流水質有較大差異，一般建議采用如下的雨水利用策略：
1. 屋面雨水污染較少，集水效率高，是收集利用的優(yōu)選；
2. 廣場、路面特別是機動車道的雨水相對較臟，不宜收集；
3. 綠地上的雨水收集效率低，不經(jīng)濟。
對于考慮雨水收集利用的小區(qū)，在設計時室外應設置兩套雨水排水管網(wǎng)，一套為雨水收集利用管網(wǎng)，一套為雨水收集排放管網(wǎng)。屋面雨水由雨水管道收集后排入雨水收集利用管網(wǎng)，收集后回用。場地雨水經(jīng)滲排雨水口收集后排入收集排放管網(wǎng)，收集利用管網(wǎng)的溢流排水、初期棄流排水均排至收集排放管網(wǎng)，終排至市政雨水管。
二、雨水的初期棄流
在降雨的過程中由于降雨對大氣的淋洗作用，地面徑流對下墊面表面沉積物及表面建筑材料的分解析出物的沖刷作用，致使初期雨水污染程度較高，隨著降雨的延續(xù)，雨水徑流中污染物含量逐漸減少并趨于穩(wěn)定，雨水徑流的水質明顯提高。利用雨水降水過程的這個規(guī)律，在雨水利用系統(tǒng)中對污染濃度較高的初期雨水棄之不用，而把中后期雨水收集起來的做法稱之為雨水的初期棄流；初期棄流是為了有效的收集到水質良好的雨水，減輕后續(xù)處理構筑物的負擔，節(jié)約投資，減少運行費用。
初期徑流棄流量應按照下墊面實測收集雨水的COD、SS、色度等污染物濃度確定。當無資料時，規(guī)范以初期2~3mm降雨徑流為界，將屋面降雨區(qū)分為初期徑流和持續(xù)徑流。從規(guī)范對棄流的規(guī)定中可以得出以下的結論：
1. 雨水的棄流發(fā)生在降雨初期；
2. 連續(xù)幾場降雨，只需要在場降雨完成棄流，這個間隔期視情況一般為3至7天；
3. 雨水棄流主要是為了降低后續(xù)雨水處理系統(tǒng)的難度和成本，后續(xù)有完善的處理系統(tǒng)的情況下，可以不做棄流；
4. 經(jīng)棄流的雨水其水質也好過污廢水，可直接排至市政雨水系統(tǒng)，不建議排到污水系統(tǒng)。
初期徑流棄流量Wi=10×δ×F
式中：Wi：設計初期徑流棄流量，m3；
δ：初期棄流厚度，mm；
F：匯水面積，hm2；
1.雨水棄流設施的分類及原理
從市場上主要的棄流設施使用情況來看，按工作原理來區(qū)分可分為五大類：
1.1容積型
容積型雨水初期棄流裝置的工作原理是利用雨水徑流的沖刷規(guī)律，降雨時初期雨水儲存在雨水初期棄流池中，當水池中的儲水量等于雨水初期棄流量時，收集管開始收集雨水。
優(yōu)點：方式簡單有效，維護管理方便，可以準確的按設計要求控制初期雨水量。
缺點：連續(xù)幾場降雨時，無法有效的控制棄流，影響回收利用率；當匯水面較大時需要比較大容積的棄流池；初期雨水同時在棄流池中完成沉淀作用，維護管理較為復雜；純?nèi)莘e式棄流池需專項設計。
1.2流量型
流量型雨水初期棄流裝置，是使用智能流量計測得雨水徑流量，通過控制器控制電動閥的啟閉，達到雨水初期棄流的要求。為市面上廣泛使用的類型。
優(yōu)點：準確地按設計要求控制初期雨水量；連續(xù)幾場降雨時，可有效的控制棄流量，有較高的回收利用率。
缺點：需通過流量信號和時間信號來控制電動閥的啟閉來完成棄流，控制較為復雜，成本較高。
1.3雨量型
雨量型雨水初期棄流裝置與流量型雨水初期棄流裝置的主要區(qū)別，是棄流裝置的信號不再是降雨初期下墊面的徑流量，而是雨量計檢測到的降雨量，棄流裝置的控制只與降雨量有關。通過降雨量值（降雨厚度）控制雨水初期棄流量。
優(yōu)缺點同流量型雨水初期棄流裝置。
1.4滲透棄流井
通過滲透式棄流井截留初期雨水并下滲來達到對初期雨水的棄流的目的。
優(yōu)點：方式簡單有效，可以準確的按設計要求控制初期雨水量。
缺點：連續(xù)幾場降雨時，無法有效的控制棄流，影響回收利用率；維護管理較為復雜，常年使用，會因濾水層截污太多，而降低效率甚至失效。
1.5室外雨水檢查井大小管棄流方式
利用降雨過程表現(xiàn)出初期水質差而流量小的特點，在室外雨水檢查井底部設置一根初期雨水棄流小管，在檢查井溢流水位設置一根溢流雨水的排水管。水質差的初期小流量的雨水首先通過小管排走，超過小管排水能力的后期徑流進入雨水收集系統(tǒng)，超過雨水收集系統(tǒng)能力的雨水通過溢流管排至小區(qū)雨水排水管內(nèi)，雨水收集區(qū)域的排水安全。
優(yōu)點：該法的特點是自動棄流，可以減少切換帶來的運行和操作的不便。
確定：棄流量難以合理控制，尤其是在降雨強度較小而降雨量很大時可能會使棄流量加大，減少收集水量甚至收集不到雨水。
三、雨水的儲存
雨水儲存設施的有效儲水容積不宜小于集水面重現(xiàn)期1至2年的日雨水設計徑流總量，扣除設計初期棄流流量。
W=10×0.9×δ×F
式中：Wi：設計初期徑流棄流量，m3；
0.9：雨水可回用量宜按雨水設計徑流總量的90%計；
δ：初期棄流厚度，mm；
F：匯水面積，hm2；
雨水儲存設施
1.優(yōu)選利用景觀水池。
2.鋼筋混凝土水池。
優(yōu)點：成本較低，壽命長；
缺點：儲水集中放置，占地面積大；施工不方便；只能一次性使用，一旦系統(tǒng)有改動，或地塊功能變化，不再合適放置時，只有作廢；
3.聚丙烯模塊組成的雨水收集箱
優(yōu)點：適合集中回收系統(tǒng)；可組合成不同的容積；較混凝土池而言，施工方便；
缺點：由于模塊不具備儲水功能，要儲水必須外包防水膜，防水膜的質量和施工都會影響到收集箱的使用。
四、雨水的處理
雨水處理工藝的原則是力求簡單，一方面經(jīng)棄流處理的雨水水質比較潔凈，另一方面是降雨隨意性大，回收水源不穩(wěn)定，處理設施經(jīng)常閑置。
雨水收集利用系統(tǒng)的推薦流程：
屋面雨水→棄流沉沙池→雨水蓄水模塊→過濾井過濾→取水井→消毒→回用綠化及澆灑道路
五、雨水的回用
雨水收集回用系統(tǒng)，適合回用于綠化和澆灑、水景補水。雨水回用系統(tǒng)宜與中水系統(tǒng)共用清水池，但中水清水池要預留出雨水的儲存容積，并有可靠的溢流系統(tǒng)。
六、結語
雨水收集利用技術是節(jié)水、節(jié)能技術的重要組成部分。目前，我國城市化的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)進入到了一個飛速發(fā)展的階段，這必然面臨著將有更多的土地變成建筑用地。結合實際情況來考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃作出多個設計方案，進行技術經(jīng)濟的對比，后選擇佳的方案進行建設，盡量降低建設費用。并且回用雨水應該是政府支持、群眾參與共同完成的。總之，推動水資源的可持續(xù)發(fā)展，還有許多工作要做，其任重而道遠！
