雨水收集回用工程设计论文

雨水收集回用工程设计

【摘要】在水资源紧缺的今天，雨水回用技术研究已是一个可行的、势在必行的趋势。本文介绍了某中学天面雨水收集回用的设计和工艺流程，以供同行参考。

【关键词】降雨特征；建筑天面；雨水利用

广州市降雨充沛，是我国雨水资源最为丰富的地区之一，雨水利用具有得天独厚的优势。限制屋面清洁雨水利用的关键问题是降雨量在时间分布上不均衡，需要建造雨水存储池，使得初期投资较高。将存储池的建造成本摊入提高排水系统标准与控制城市溢流雨水污染等雨水利用的间接效益上，可以认为这是一种安全－资源－环境效益兼备的雨水管理技术。该次某中学综合利用校园雨水（包括屋面雨水和地面雨水）收集，并经过处理，达到杂用水水质要求，用于校园绿化的浇灌、体育馆冲厕等。以达到节约了水资源的目的。

1 广州市降雨特征分析

广州市多年平均降雨量在1 300～2 200 mm 之间变化（多年平均值为1 682 mm），降雨量年内分布不均，降雨通常集中于汛期，最大和最小月降雨量相差悬殊。广州市降水在空间上的分布特征是自北向南有逐步递减的趋势，广州市东北和西北部的多年平均降水分别为1 977 mm和1 953 mm，中部地区为1 695 mm，南部地区则为1 474 mm，南北地区差距十分明显，达500 mm。广州市多年月平均降雨统计数据见表1

表1 1961～1990 年广州月平均降雨情况统计表

项目1月2月3月4月5月6月7月8月

9月10月11月12月全年

平均降雨量/mm 43.2 64.8 85.3 181.9 283.6 257.7

227.6 220.6 172.4 79.3 42.1 23.5 1682

平均降雨日数/d 4.7 7.3 10 11.6 14.4 15.4 12

12.8 9.8 5 3.6 2.9 110

平均降雨强度/（mm/d）9.2 8.9 8.5 15.7 19.7

16.7 19.0 17.2 17.6 15.9 11.7 8.1 15.4

注：降雨日表示日降雨量不少于1 mm。

从表1看出，全年降雨多集中在4～9月，这段时间内的降雨占全年降雨的80 %左右，其中又以5月、6月降雨最多，约占全年降雨的40 %左右，月降雨量分别为283mm和257mm，12月最少，为23.5mm。年平均降雨日为110d，占全年总天数的30％。年均降雨强度（即每个降雨日的平均降雨量）为15.4mm/d，夏季最大，5～9月的月平均雨量约为18.0mm/d，12月最小为8.1 mm/d。

2 建筑天面收集回用分析

2.1 教学区天面雨水

经现场查勘，教学楼楼顶已建设成绿色屋顶，建有“开心农场”及水景观，不光美观，而且环保、节能。第一，能够有效缓解城市热岛效应。绿色屋顶比普通屋顶吸收直晒太阳光热量少25%，屋顶表面温度比其他建筑平均低21摄氏度，屋顶空气温度低大概9摄氏度。这样使得室内空调的用量大大减少了，还起到了节能减排的

作用。第二，绿色屋顶可以有效蓄水。夏季大量降雨之后，城市很容易会产生洪水，屋顶绿化正好有排水的能力，这样可以减少城市的排水压力，这也是雨水利用中非常重要的一项，可以作为雨水利用宣传示范的一个重要的点。第三，可以降低一些城市的噪音。

当降雨强度较大时，超过土壤下渗能力，部分雨水会通过天沟、立管等汇入雨水管道。考虑收集这部分雨水，进行初沉和过滤等简单处理后，用于教学楼附近的绿化灌溉。

2.1.1 可收集雨水量计算

该教学楼屋面总汇水面积约3100m2。设计降雨重现期为1年，多年平均降雨量为1640mm。则年均可利用用水量约为：m3

式中：—季节折减系数，取0.85；

—初期弃流系数，取0.87；

—径流系数，因为是绿色屋顶，径流系数较小，取0.40

2.1.2 年杂用水量计算

拟利用雨水进行灌溉的绿化面积约4000m2，按《室外给水设计规范》（gb50013-2006）的规定，绿地（不包含足球场草坪，共37000m2）的浇洒用水定额为1～3l/(d.m2)。广州地区降雨充沛，绿地浇水定额取2l/s。一年按300天计算。则绿化用水量约 m3。

2.1.3 雨水收集池容积

雨水的利用率雨雨水存储池容积大小有关。

按照德国雨水收集池容积计算方法，v=(年杂用水量与年雨水产

水量中的较小值)×0.06。式中v为调蓄池有效容积，0.06为储存3周杂用水量系数。

在该工程中，年杂用水量取年总用水量，即2400m3，大于年雨水产水量1504m3，因此雨水存储池的理论有效容积为v=1504×

0.06=90.2m3。

水池容积暂定为90 m3。雨水收集池占地面积45m2，有效水深2.0m。

2.2 体育馆天面雨水

收集体育馆天面雨水，这种天面水比较洁净，静置后稍作简单处理就可以进行回用，主要考虑用于体育馆内冲厕。

雨水收集利用流程图如下所示：

屋面雨水收集工艺流程

2.2.1可收集雨水量计算

体育馆屋面总汇水面积约4100m2。设计降雨重现期为1年，多年平均降雨量为1640mm。则年均可利用用水量约为：

m3

式中：—季节折减系数，取0.85；

—初期弃流系数，取0.87；

—径流系数，取0.75

2.2.2体育馆冲厕用水量计算

全校共30个班级，每个班级50人。一周每个班有两节体育课。

体育馆冲厕用水按5l/（d.学生）计算。全年（除去1月份，8月份，2个月假期）按44周计算，则冲厕用水50 30 2 0.005 44=660m3，2～7月，9～12月月平均66m3。

体育馆中的游泳馆对外开放，每天按400人算。体育馆冲厕用水按5l/（d.人）计算。游泳时间主要集中在7～10月份。则这部分冲厕用水量为400 0.005 4 30=240 m3，7～10月月平均60 m3。

当体育馆有赛事时，按容纳1600人，30l/（d.人）计算冲厕用水量。这种情况属于偶然情况，一年大约3～5次。则这部分冲厕用水量为1600 0.03 4=192 m3。

体育馆内清洁、保安等人员按10人，30l/（d.人）计算冲厕用水量。全年按330天计算。则这部分冲厕用水量为10 0.03 330=99m3，（除去1月）月平均11m3

综上体育馆内全年冲厕用水量 m3。

2.2.3 雨水收集池容积

雨水的利用率雨雨水存储池容积大小有关。

按照德国雨水收集池容积计算方法，v=(年杂用水量与年雨水产水量中的较小值)×0.06。式中v为调蓄池有效容积，0.06为储存3周杂用水量系数。

在该工程中，年杂用水量取年总用水量，即1191m3，小于年雨水产水量3729m3，因此雨水存储池的理论有效容积为v=1191×

0.06=71.5m3。水池容积暂定为72 m3。雨水收集池占地面积36m2，有效水深2.0m。