趙世明--雨水收集利用

1、海綿城市之雨水資源化雨水收集利用趙世明 顧問總工程師 國務(wù)院特殊津貼專家 中國建筑設(shè)計(jì)院 2015-12，深圳目錄一、雨水資源化利用在海綿城市建設(shè)中的意義二、雨水入滲利用三、雨水收集回用四、入滲和收集回用組合系統(tǒng)海綿城市建設(shè)技術(shù)指南摘錄 海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)。低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）指在場地開發(fā)過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發(fā)前的水文特征其核心是維持場地開發(fā)前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰現(xiàn)時(shí)間等海綿城市建設(shè)技術(shù)指南摘錄 低影響開發(fā)水文原理示意圖 注意是對(duì)場次降雨控制海綿城市建設(shè)

2、技術(shù)指南摘錄 從水文循環(huán)角度，要維持徑流總量不變，就要采取滲透、儲(chǔ)存等方式，實(shí)現(xiàn)開發(fā)后一定量的徑流量不外排；要維持峰值流量不變，就要采取滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)等措施削減峰值、延緩峰值時(shí)間。 發(fā)達(dá)國家人口少，一般土地開發(fā)強(qiáng)度較低，綠化率較高，在場地源頭有充足空間來消納場地開發(fā)后徑流的增量（總量和峰值）海綿城市建設(shè)技術(shù)指南摘錄 低影響開發(fā)理念的提出，最初是強(qiáng)調(diào)從源頭控制徑流，但隨著低影響開發(fā)理念及其技術(shù)的不斷發(fā)展，加之我國城市發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中面臨的城市內(nèi)澇、徑流污染、水資源短缺、用地緊張等突出問題的復(fù)雜性，在我國，低影響開發(fā)的含義已延伸至源頭、中途和末端不同尺度的控制措施。年徑流總量控制率概念示

3、意圖 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南摘錄 海綿城市建設(shè)技術(shù)指南摘錄 低影響開發(fā)控制目標(biāo)示意圖 雨水資源化利用入滲雨水儲(chǔ)存回用雨水收集目錄一、雨水資源化利用在海綿城市建設(shè)中的意義二、雨水入滲利用三、雨水收集回用四、入滲和收集回用組合系統(tǒng)雨水資源化利用之入滲雨水入滲表面入滲埋地入滲雨水入滲 表面入滲下凹綠地透水鋪裝植被淺溝與洼地生物滯留入滲池塘綠化屋面 埋地入滲攔污雨水口泥沙分離裝置滲透管溝（渠）滲透管-排放系統(tǒng)埋地入滲池入滲井雨水入滲工程要素： 儲(chǔ)水容積 （設(shè)計(jì)日雨量） 入滲面積 （24h滲完） 入滲面和地下水位間的土壤厚度1m表面入滲-下凹綠地表面入滲-下凹綠地 6.2.1下凹綠地應(yīng)接納上游硬化面的雨水

4、，并應(yīng)符合下列要求： 1 下凹綠地應(yīng)低于周邊地面或道路，下凹深度應(yīng)為50mm100mm，下凹部分應(yīng)儲(chǔ)存雨水； 2 下凹式綠地植物應(yīng)選用耐淹品種； 3 下凹綠地的有效儲(chǔ)水容積應(yīng)按溢水排水口標(biāo)高以下的實(shí)際儲(chǔ)水容積計(jì)算。表面入滲-透水鋪裝透水鋪裝地面透水鋪裝地面儲(chǔ)存自身雨水并入滲表面入滲-透水鋪裝6.2.2透水鋪裝地面的透水性能應(yīng)滿足1h降雨45mm條件下，表面不產(chǎn)生徑流，并應(yīng)符合下列要求： 1透水鋪裝地面宜在土基上建造，自上而下設(shè)置透水面層、找平層、基層和底基層； 2 透水面層的滲透系數(shù)應(yīng)大于110-4m/s。透水面磚的有效孔隙率不應(yīng)小于8%，透水混凝土的有效孔隙率不應(yīng)小于10%。表面入滲-透水鋪

5、裝 3找平層的滲透系數(shù)和有效孔隙率不應(yīng)小于面層。 4基層和底基層的滲透系數(shù)應(yīng)大于面層。 5 透水鋪裝不宜接納周圍地面雨水。表面入滲-植被淺溝與洼地儲(chǔ)存客地雨水 并入滲表面入滲-植被淺溝與洼地表面入滲-植被淺溝與洼地表面入滲-植被淺溝與洼地6.2.3植被淺溝與洼地入滲應(yīng)符合下列要求： 1 地面綠化在滿足地面景觀要求的前提下, 宜設(shè)置淺溝或洼地； 2 積水深度不宜超過300mm； 3 應(yīng)采用平溝，能儲(chǔ)存雨水。 有效儲(chǔ)水容積：按積水深度內(nèi)的容積計(jì)算。表面入滲-入滲池塘表面入滲-入滲池塘6.2.9入滲池（塘）應(yīng)符合下列要求： 1 底部應(yīng)為種植土，植物應(yīng)在接納徑流之前成型，植物應(yīng)既能抗?jié)秤帜芸购?，適應(yīng)洼

6、地內(nèi)水位變化； 2 有效儲(chǔ)水容積：按設(shè)計(jì)水位和溢流水位之間的容積計(jì)； 3 入滲面積：水平投影面積+側(cè)壁面積/2表面入滲-生物滯留（淺溝滲渠組合）表面入滲-生物滯留（淺溝滲渠組合滲透）表面入滲-生物滯留（淺溝滲渠組合滲透）6.2.4 生物滯留（淺溝滲渠組合滲透）設(shè)施： 淺溝應(yīng)能儲(chǔ)存雨水，蓄水深度不宜大于300mm； 淺溝溝底表面的土壤厚度不應(yīng)小于100mm，滲透系數(shù)不應(yīng)小于110-5m/s； 有效儲(chǔ)水容積：根據(jù)淺溝的蓄水深度計(jì)算； 入滲面積：水平投影面積+側(cè)壁面積/2表面入滲-綠化屋面綠化屋面和透水鋪裝類似，消納自身雨水雨水入滲 表面入滲下凹綠地透水鋪裝植被淺溝與洼地生物滯留入滲池塘綠化屋面 埋

7、地入滲滲透管溝（渠）滲透管-排放系統(tǒng)埋地入滲池入滲井?dāng)r污雨水口泥沙分離裝置埋地入滲埋地入滲滲透管溝埋地入滲-模塊入滲溝兩種形式，一種是穿孔管加外敷礫石，一種是鏤空塑料模塊。埋地入滲-滲透管-排放系統(tǒng)埋地入滲滲透管溝、模塊溝6.2.5 滲透管溝設(shè)置： 采用塑料模塊，也可采用穿孔塑料管、無砂混凝土管等外敷礫石。礫石外或塑料模塊外包覆透水土工布； 地面雨水進(jìn)入滲透管前宜設(shè)泥沙分離井滲透檢查井或集水滲透檢查井； 儲(chǔ)水空間：土工布包覆的容積計(jì)； 有效儲(chǔ)水容積：儲(chǔ)水空間容積與孔隙率的乘積； 滲透面積：溝底面積+側(cè)壁面積/2埋地入滲-滲透管-排放系統(tǒng)6.2.6 滲透管排放系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)符合下列要求： 設(shè)施的末端

8、必須設(shè)置檢查井和排水管，排水管連接到雨水排水管網(wǎng)； 滲透管的管徑和敷設(shè)坡度應(yīng)滿足地面雨水排放流量的要求，且滲透管直徑不小于200mm； 檢查井出水管口的標(biāo)高應(yīng)高于進(jìn)水管口標(biāo)高，確保上游管溝的有效蓄水；埋地入滲-埋地入滲池埋地入滲-埋地入滲池6.2.7埋地入滲池宜采用塑料模塊或硅砂砌塊拼裝組合： 池入水口上游宜應(yīng)設(shè)泥沙分離設(shè)施； 池體強(qiáng)度應(yīng)滿足相應(yīng)地面荷載及土壤承載力的要求； 有效儲(chǔ)水容積：入水口或溢流口以下的積水深度計(jì)算； 入滲面積：底面積+側(cè)面積/2埋地入滲-入滲井埋地入滲-入滲井埋地入滲-入滲井6.2.8入滲井： 井壁外應(yīng)配置礫石層，硅砂砌塊井壁外可不敷礫石； 入滲井礫石層外應(yīng)采用透水土工

9、布或性能相同的材料包覆； 有效儲(chǔ)水容積：入水口以下的井容積； 入滲面積：底面積+側(cè)面積/2入滲面積確定方法3.2.8 滲透設(shè)施的有效滲透面積： 水平滲透面按投影面積計(jì)算； 豎直滲透面按有效水位高度所對(duì)應(yīng)的垂直面積的1/2計(jì)算； 斜滲透面按有效水位高度的1/2所對(duì)應(yīng)的斜面實(shí)際面積計(jì)算； 地下滲透設(shè)施的頂面積不計(jì)。埋地入滲攔污雨水口為國外產(chǎn)品，國內(nèi)尚未見到 埋地入滲 攔污雨水口 泥沙分離井埋地入滲泥沙分離裝置5.2.2 雨水收集應(yīng)采用具有攔污截污功能的雨水口或雨水溝，且污物應(yīng)便于清理。6.1.8 雨水入滲系統(tǒng)宜設(shè)置溢流設(shè)施；雨水進(jìn)入埋在地下的雨水滲透設(shè)施之前應(yīng)經(jīng)沉沙和漂浮物攔截處理。雨水入滲設(shè)施的

10、計(jì)算 目前低影響開發(fā)設(shè)施的討論多停留于定性，缺少定量。 欲深入、持續(xù)發(fā)展，必須定量。 目標(biāo)：1、控制年降雨量的85%不外排； 2、控制常年最高日降雨徑流峰值；目標(biāo)2、控制常年最高日降雨徑流峰值 此目標(biāo)實(shí)現(xiàn)較難些，入滲工程用此目標(biāo)要求需攔截的雨水厚度hy，取下面大者： 海綿城市指南表格值??； 常年日降雨厚度（代表性好；控制峰值）大徑流系數(shù)c（影響徑流量）匯水面積F： 水平投影面積，不加豎墻面積 不透水硬化面 含水面 綠地不算 透水鋪裝面不算外排徑流系數(shù)限定值0： 當(dāng)?shù)卣蛞?guī)劃定，無有時(shí)按開發(fā)前目標(biāo)2、控制常年最高日降雨徑流峰值 入滲工程求解參數(shù)： 入滲面積； 雨水儲(chǔ)水量 入滲面積： As =

11、W /（ KJts） 雨水儲(chǔ)水量或容積 ： Vs = max（Wc- KJAstc）目錄一、雨水資源化利用在海綿城市建設(shè)中的意義二、雨水入滲利用三、雨水收集回用四、入滲和收集回用組合系統(tǒng)雨水資源化利用入滲雨水儲(chǔ)存回用雨水收集雨水資源化利用之收集回用收集回用工程求解參數(shù)： 雨水儲(chǔ)水量或容積 ： 雨水用量 水質(zhì)處理工藝 日處理量收集回用工程求解參數(shù) 雨水儲(chǔ)水量或容積 ：收集回用工程求解參數(shù)雨水用量3.2.1綠化、道路及廣場澆灑、車庫地面沖洗、車輛沖洗、循環(huán)冷卻水補(bǔ)水等的最高日用水量應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50015執(zhí)行，平均日用水量應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB5055

12、5執(zhí)行。3.2.2各類建筑物最高日沖廁用水量按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑中水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50336執(zhí)行。3.2.3景觀水體補(bǔ)水量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮嬲舭l(fā)量和水體滲透量、水處理自用水量等綜合確定。替代部分自來水 成本低于遠(yuǎn)距離調(diào)水 高水價(jià)城市效益明顯 節(jié)節(jié)水水過濾器過濾器 VRW 200 處理后用于： 水體補(bǔ)水；水體補(bǔ)水； 綠地灌溉、綠地灌溉、 洗車、沖廁、洗車、沖廁、 路面澆灑等；路面澆灑等； 冷卻水補(bǔ)水冷卻水補(bǔ)水收集回用 reusecool tower雨水資源化利用之收集回用收集回用工程求解參數(shù)： 雨水儲(chǔ)水量或容積 ： 雨水用量 水質(zhì)處理工藝 日處理量棄流水質(zhì)處理工藝 雨水進(jìn)入蓄水儲(chǔ)存設(shè)施之前宜利用植草溝、

13、卵石溝、綠地等生態(tài)凈化設(shè)施進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)采用生態(tài)凈化設(shè)施預(yù)處理時(shí)，雨水收集回用系統(tǒng)可不設(shè)初期徑流棄流設(shè)施。 泥沙分離井預(yù)處理水質(zhì)處理工藝 雨水用于景觀水體時(shí)，宜采用下列工藝流程。景觀水體或濕塘宜配置水生植物凈化水質(zhì)。 雨水初期徑流棄流景觀水體或濕塘水質(zhì)處理工藝 屋面雨水用于綠地和道路澆灑 雨水初期徑流棄流雨水蓄水池沉淀管道過濾器澆灑 屋面雨水與路面混合的雨水用于綠地和道路澆灑 雨水初期徑流棄流沉砂雨水蓄水池沉淀過濾消毒澆灑水質(zhì)處理工藝 屋面雨水或其與路面混合的雨水用于空調(diào)冷卻塔補(bǔ)水、運(yùn)動(dòng)草坪澆灑、沖廁或相似用途雨水初期徑流棄流沉砂雨水蓄水池沉淀絮凝過濾或氣浮過濾消毒雨水清水池雨水資源化利用之收

14、集回用收集回用工程求解參數(shù)： 雨水儲(chǔ)水量或容積 ： 雨水用量 水質(zhì)處理工藝 日處理量日處理量 1 當(dāng)設(shè)有雨水清水池時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算： Qy設(shè)施處理能力（m3/h）； Wy回用系統(tǒng)的最高日用水量（m3）； T雨水處理設(shè)施的日運(yùn)行時(shí)間（h）。 2 當(dāng)無雨水清水池和高位水箱時(shí)，應(yīng)按回用雨水的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算。TWQyy目錄一、雨水資源化利用在海綿城市建設(shè)中的意義二、雨水入滲利用三、雨水收集回用四、入滲和收集回用組合系統(tǒng)入滲和收集回用組合系統(tǒng) 下列情況需要同時(shí)設(shè)置入滲和收集回用兩種系統(tǒng) 當(dāng)源頭條件所限，配置的入滲面積As 少無法滿足： As = W /（ KJts） 當(dāng)源頭條件所限，入滲設(shè)施的儲(chǔ)水量少無法滿足： Vs = max（Wc- KJAstc） 源頭有雨水回用需求目標(biāo)2、控制常年最高日降雨徑流峰值 入滲工程求解參數(shù)： 入滲面積； 雨水儲(chǔ)水量 入滲面積： As = W /（ KJts） 雨水儲(chǔ)水量或容積 ： Vs = max（Wc- KJAstc）入滲和收集回用組合系統(tǒng)1. 應(yīng)控制利用的設(shè)計(jì)徑流量2. 儲(chǔ)水容積 入滲蓄水容積 回用蓄水池容積3. 雨水利用量配置 配置雨水回用量 配置入滲面積雨水收集雨水儲(chǔ)存雨水資源化 儲(chǔ)水容積雨水資源化利用工程的蓄水容積應(yīng)為： （VsVs+ + WWx1x1）+ +V V hhWW V Vs s 、V