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别墅区雨水利用工程设计

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别墅区雨水利用工程设计

别墅区雨水利用工程设计

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2018-04-10 00:00
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    摘要:海绵雨水收集公司对从减轻市政排水压力、削减洪峰雨量及节约用水的角度,将雨水收集回用及调蓄排放的理念应用于工程设计实例,以减少外排雨量,满足小区绿化浇灌及景观水体水源补充,并降低景观水系水源补充运行成本。对同类型小区雨水利用系统的设计具有一定的借鉴作用。
 
    随着城市地面硬质化程度加剧,雨水地表径流量也随之增加,雨水直接排放加大了城市排水设施的负担。雨水的调蓄排放及综合利用,可有效地消减雨季洪峰流量,缓解城市供水压力;降低雨水管网的工程造价;维持景观水体的水量、增加水分蒸发、涵养地下水,改善生态环境,产生巨大的环境生态效益和社会效益。目前节能、节水等许多环保理念深受市场欢迎,在小区内利用雨水缓解水资源紧张符合未来发展趋势,而且随着水价的增长,其具有更大的发展潜力。
 
    1、工程概况
 
    今日小篇为您介绍海绵雨水公司是如何做别墅雨水回收利用系统,该小区总占地面积360×103m2,内设8×103m2景观水系,共分3期建设。其中,一期占地面积约74260m2,总建筑面积37898m2,绿化率45.4%。
 
    我们根据业主单位意在打造生态别墅区,提出收集雨水回用于补充景观水系及灌溉绿地的要求,将屋面雨水经有效处理后优先回用作别墅区的景观补充水,即减少自来水的消耗量,节约维护成本,又能降低雨水排入河道所造成的污染。
    海绵雨水针对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:入渗,收集回用,调蓄排放,入渗+收集回用,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,决定采用调蓄排放+收集回用方式作为该小区的雨水利用方式。
 
    2、雨水收集来源
 
    小区内可收集的雨水主要来源于屋面雨水、道路雨水及绿地。从雨水水质及收集量2方面必选,选择收集含杂质较少屋面雨水。为保证雨水质量,用以小区内可收集的雨水主要来源于屋面雨水、道路雨水及绿地。从雨水水质及收集量2方面必选,选择收集含杂质较少屋面雨水。为保证雨水质量,用以收集雨水的公建屋面采用金属、粘土和混凝土材料。
 
    日雨水径流总量
 
    由于小区内一期除公建外,其余均为独栋别墅,考虑到场地有限,为避免管线太多造成布置困难,故选取北侧3栋公建用房作为收集源,公建总占地面积约为2240m2。
 
    根据规范雨水径流计算公式W=10ψchyF(W为雨水径流总量;ψc为雨量径流系数为0.9;hy为设计降雨厚度,以日为单位计算查降雨量等值线图,查出江苏地区约为100mm;F为汇水面积),算得日径流总量W=201.6m3。
 
    设计初期径流弃流量
 
    参考规范图3中弃流总量的计算公式Wi=10δF(Wi为设计初期径流弃流量;δ为初期径流厚度,考虑2mm初期径流;F为流水面积),算得Wi=4.48m3。
 
    回用水量
 
    本项目雨水主要回用于绿化浇灌及景观水体的补充水。小区一期绿化面积约33686m2,绿化用水量标准按照3L/(m2.次)、浇水次数按0.3次/d计,则绿化用水量为约30.3m3/d[3];景观用水及小区水系损失量按小区水系总水量的5%计算,则景观用水体积流量约为80m3/d,则小区每日杂用水量为110.3m。
 
    小区日杂用水量为110.3m3,集水面日雨水设计径流总量为201.6m3。110.3/201.6=54.7%,满足规范[3]不小于40%的要求。
 
    调蓄、回用系统设计
 
    雨水的调蓄容积计算按照以下2种方式:
 
    (1)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。雨水调蓄池的容量取决于雨水径流总量和弃流量。由2.3节及2.4节可知,日雨水径流总量为201.6m3,初期雨水弃流量为4.48m3,按规范[3]要求,最小有效储水容积Ws=W-Wi(W为集水面日雨水径流总量,Wi为设计初期径流弃流量),经计算,最小有效储水容积为197.12m3。
 
    (2)根据规范[3]雨水利用系统的规模应满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前得水平或规定的值。地块开发前部分为厂房建设用地,其余为草坪绿地,综合径流系数按0.5计算,降雨历时按20min计,则地块雨水设计体积流量为770L/s;地块开发为别墅区后其综合径流系数增至0.6,地块雨水设计体积流量为924.8L/s。
 
    调蓄池设计
 
    考虑到初期雨水弃流管未设阀门易造成弃流量增大的情况,调蓄池有效容积按200m3设计,在满足一次降雨量储水量的同时又能满足小区日杂用水2d的用水量。调蓄池设计平面尺寸8m×8m,有效水深3.2m,为全地下式钢混结构。
 
    回用系统初期雨水的弃流方式比选
 
    因雨水径流有明显的冲刷作用,初期雨水水质较差,处理难度较大,小区雨水回用系统对于初期雨水一般采用弃流的处理方式,以控制收集雨水的水质。
 
    初期雨水的弃流装置有多种设计型式,带浮球阀的弃流池、切换式或小管弃流井、旋流分离式初雨弃流设备及自动翻板式初雨分离器。其各自优缺点详见表2。
 
    结合本工程公建汇水面较大、且靠近污水主管网末端(避免污水经连通管倒灌至弃流井内)的特点,为简化弃流装置的操作,选取小管弃流井的型式。
 
    工艺流程
 
    如图1,屋面雨水经落水管收集后,先进入弃流井,经格栅拦截树枝等大块杂物,初期雨水由小管径沟通管排至污水井,雨量增大后,超过小管排水能力的后期径流再进入雨水调蓄池。调蓄池内雨水通过泵提升进入雨水处理装置内,经过滤处理后由抽吸泵送至清水池,加压后供小区绿化浇灌及景观水系补水。反冲洗水泵对雨水处理装置进行反冲洗,反冲洗排水与各装置溢流水就近排至污水井。
 
    主要构筑物设计
 
    (1) 弃流井。弃流井设计尺寸1500mm×1000mm×1900mm,为全地下式钢混结构。弃流井进水管DN300,井内设置格栅,用以拦截树叶等漂浮物,格栅规格400mm×400mm,栅条间隙5mm,栅渣定期清掏后外运处理。出水管DN300接至调蓄池,管材均采用HDPE塑料管。
 
    初期雨水弃流量应按照下垫面实测收集雨水的COD、SS含量及色度等污染物指标确定。按规范[3]要求,缺乏资料时初期雨水弃流量可采用2mm径流厚度考虑,弃流量为4.48m3,弃流管管径DN50,就近接至污水井。
 
    (2) 清水池。按规范[3]要求,清水池容积可按雨水回用系统最高日设计用水量的25%~35%计,本设计取35%,算的清水池有效容积38.5m3,设计平面尺寸4m×4m,有效水深2.5m,为钢制成品,由设备厂家安装于地下室内。
 
    雨水处理系统
 
    雨水处理系统设计规模为体积流量15m3/h、工作时间为7.4h/d。调蓄池收集雨水经潜水泵提升至主体处理设施,经处理后可达到绿化浇灌水质,出水自流至清水池,清水池内置提升泵将处理后的水提升后用于绿化及补充景观水体。清水池内设置反冲洗泵,定期对主体处理设施进行反冲洗,反冲洗出水与调蓄池溢流管及清水池溢流管一并就近接入污水井。
 
    主要设备及技术参数
 
    雨水收集回用及调蓄排放是雨水综合利用的一种方式,本设计工程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、景观水系补水,处理效果好、占地面积小、维护方便。经测算,本项目设计雨水回用水量为111m3/d,能满足绿化浇灌及景观水系补水1天的用水量,若降雨日按80d/a计,则每年可节约自来水用水量约为8880m3。