绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术研究

卢凤忠

（安顺黄果树建筑规划设计院 贵州安顺 561000）

绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术研究

卢凤忠

（安顺黄果树建筑规划设计院 贵州安顺 561000）

雨水利用越来越为我国各个城市所重视，雨水资源化是解决内涝问题的重要措施之一，但是现在雨水利用在我国属于探索阶段。本文主要阐述了绿色建筑小区雨水资源化综合利用技术，并提出一些较为常见的工程措施，仅供参考。

资源化；综合利用；雨水利用

引言

近年来，随着城市化的进程，城市工业化进程加快，工业用水量增加，城市地面硬化（如建筑屋面、路面、广场、停车场等）改变了原地面的水文特性，大量雨水流失，雨洪峰值变大加重排水系统负荷，极易形成内涝。土壤含水量减少，热岛效应及地下水位下降现象加剧。随着城市缺水问题的日益严重和城市水生态的日趋恶化，城市的治水思路发生了战略性改变。雨水资源综合利用是水资源综合利用中的一种新的系统工程，具有良好的节水效能和环境生态效益-城市雨水处理工程的建设正在以前所未有的速度向前逐步推进。

1 雨水利用理念及必要性

所谓的雨水利用，是指对自然的降雨资源进行收集和调配、综合利用。城市雨水利用包括雨水的收集、储存、控制并高效利用等过程。目前雨水用途包括：补充地下水、绿化用水、景观用水、城市杂用（洗车、冲洗道路及建筑物、消防等）、居民杂用、工业用水，深度处理后甚至还可以用作饮用。水是人类赖以生存的基础，是人类社会发展的重要资源之一。我国淡水资源严重短缺，淡水资源人均占有量仅为世界人均占有量的1/4，是世界13个人均淡水资源最贫乏的国家之一。我国可利用的淡水资源量只有11000亿m3左右，并且分布不均衡。在我国大部分地区，雨季时大量雨水都随径流排放，这部分可作为资源的雨水在北方缺水城市没有得到合理利用，大部分雨水经过管网系统直接排走。一方面可供使用的水资源极度紧缺，另一方面又未能有效利用宝贵的雨水资源，造成了水资源的浪费。因此城市雨水资源化利用成为可能，雨水利用以其处理成本经济、处理方法简单等优点，成为一种新的可利用水资源。

2 小区雨水利用规划

建筑面积大于2.5万m2的建筑小区，宜设置屋面雨水收集系统及小区雨水利用设施。

2.1 屋顶集雨系统

屋面雨水的利用以单体建筑物为单位，采取就地收集、就地处理、就地利用的原则。屋面雨水经过收集系统初期弃流、沉淀、过滤后进入储水罐，然后回用于小区的市政杂用。初期弃流进入市政雨水收集系统。根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》规定以两年一遇日降雨量确定系统蓄水体积，根据公式：

W=Ψ×Chy×F（1）

式中：Chy为两年一遇日降雨量，m；F为地块屋面的总面积2663.5m2；Ψ为屋面雨量径流系数，取0.95；W为蓄水体积，m3。

2.2 绿色屋顶

应积极推广绿色屋顶的应用。绿化屋面以绿色植物为主要覆盖物，配以植物生存所需要的营养土层、蓄水层以及屋面所需要的植物根阻拦层、排水层、防水层等所共同组成的整个屋面系统。它是改善城市生态环璄、调节小气候、减少径流、净化空气、降低室温、丰富城市景观的一项重要措施。

2.3 雨水花园

雨水花园等生物滞蓄设施是指利用浅的洼地（深约3～45cm），种植当地的喜水植物，通过吸附、渗透和过滤等原理，对降落在不透水表面，如屋顶、车道、巷弄或街道等的雨水进行控制，削减其产生的雨水径流，改善雨水水质，尽量减少其对受纳水体的负面影响。

2.4 植被浅沟

植被浅沟是指在地表沟渠中种有植被的一种工程性措施，该技术主要功能是用重力流收集雨水并通过植被截流和土壤过滤处理雨水径流。植被浅沟可以用作收集、输送雨水的生态措施，能够增强雨水下渗，降低流速，有利于污染的沉淀去除，并且浅沟内的植被能够吸附降解污染物，同时节约管道建设费用。

2.5 渗透铺装

渗透铺装有两种：①材料本身具有渗透性能，如透水混凝土、透水砖等；②采用透水的制作与铺装形式，使铺面能够透水，如草坪砖、碎石卵石铺面等。这些铺面完全能够取代传统的不透水铺面，而成本并不高。透水铺装能够有效促进雨水入渗，减少了对硬化铺装区的冲刷，污染物流失量得到控制。

3 实例分析绿色小区雨水资源化综合利用技术

该项目位于城市上风向、上游，与市行政中心一水相隔，具有优良的自然生态及很强的生态优势，为城市新地标，是该市最具开发潜力的城市区域。居住区总规划面积96636m（2含公共绿地小区级面积4231m2，宅间公共绿地32365m2），人均公共绿地1.11m2，绿地率大于35%。住宅用地面积为6.49hm2、公建用地面积1.20hm2。小区规划设计中产生大量硬化铺装，导致雨水峰流量明显增大，雨水径流的污染也相对增加，对小区内部的景观水体及其水环境构成了一定威胁。另一方面，小区内产生较大的雨水排放量，使其内部排水工程设施费用增高。因此，利用居住小区内部的雨水资源补充日常绿化用水，同时结合景观设计，可削弱雨水径流，避免内涝现象。道路、绿地、屋顶是居住区内部雨水收集的主要源头，根据雨水利用途径的不同，该居住区采用雨水综合利用系统来实现雨水资源化的目标与功能，可以视为从雨水直接回收利用与间接渗透利用两个方面的综合应用系统。

3.1 小区雨水渗透回灌系统

雨水间接利用也是小区雨水资源化综合利用的主要组成部分，可将雨水下渗回灌地下，补充涵养地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降和海水入侵、减少水涝等。雨水渗透回灌技术可以分为两大类：分散式渗透技术和集中式回灌技术。分散式渗透可应用于各种规模的住宅小区，设施简单，可减轻对雨水收集、输送系统的压力，补充地下水，还可以充分利用表层植被和土攘的净化功能减少径流带入水体的污染物。但一般渗透速率较慢，而且在地下水位高、土攘渗透能力差或雨水水质污染严重等条件下，其应用受到限制。集中式深井回灌容量大，可直接向地下深层回灌雨水，但对地下水位、雨水水质有更高的要求。中原经济区大约有70%地表被建设成广场、道路、停车场和绿地，大多数铺平地区建造使用不透水材料，运用雨水渗透收集技术可以降低建筑物四周表面温度。可经过地表面将水过滤，不再需要修建地面排水渠。具体做法是低洼绿地、湿地及部分透水面层就地入渗回灌。

3.2 雨水收集

屋顶雨水利用本项目中屋顶雨水回收利用方式以“屋顶雨水收集利用典型模式”为依据，参考借鉴“屋顶花园”设计理念，综合两者提出“花坛雨水收集利用模式”：利用地面花坛作为屋顶雨水的净化装置。花坛构造模拟屋顶花园基础构造，但对防渗透性要求较低。花坛构造依次为植被层、种植覆土层、隔离过滤层、排水层及普通防水层（图1）。居住区花坛雨水利用模式系统流程（图2）：集水区（屋顶）→输水系统（落水管、排水管）→过滤系统（花坛、二次过滤池）→蓄水系统（蓄水池）→配水系统。在居住区每栋单元住宅建筑背面独立设置花坛，每个花坛之间由花坛底部的外排水管相连通，使相近花坛成“串连”形式，雨水顺沿排水管流至过滤池，进行过滤净化处理后，雨水流入蓄水池，蓄水池大小根据所对应住宅建筑屋面雨径流水量大小设置。当降雨强度较大，雨量大小超过蓄水池的承受容量时，雨水会排入市政排水系统中。

图1花坛结构图

图2花坛雨水收集回用模式流程图

本案例利用溪水植物和鹅卵石打造旱溪景观（图3），在多雨季节，旱溪可作为明沟、明渠，收集、疏散雨水，应用旱溪收集雨水回流绿地，并在绿地内设计收集雨水池，雨水收集后经过滤再循环用于绿化灌溉，大大节省了绿化灌溉用水量，同时将雨水收集系统与居住小区景观相融合。

图3旱溪结构剖面图

3.3 雨水一体化净化装置

雨水一体化净化装置用于去除雨水水体中的SS，CODcr，以及去除色度。雨水一体化净化装置主要由3个主要设备组成：雨水石英砂过滤器、雨水活性炭吸附器以及杀菌消毒装置。雨水石英砂过滤器用于去除水体中的SS含量，SS去除率髙达90%，通过自动反冲顶装式阀门的时间控制，定时定期进行反冲来维持雨水石英砂过滤器的工作效能；雨水活性炭吸附器用于去除水体中的CODcr含量以及色度含量，CODcr去除量可达70%，色度去除率可达75%；杀菌消毒装置用于去除水体的细菌病毒保持水体中的余氯含量。

3.4 雨水清水箱

经过雨水一体化净化装置处理后的清水汇集至雨水清水箱中。水箱内部设有五球式连杆浮球作为液位控制器，分别用于高液位停止，中液位自来水补水，低液位给水泵保护。雨水清水箱的侧面以及底部分别设有雨水溢流管、客水补水管以及雨水排污管，以防电控系统发生紧急故障不能工作的情况。

3.5 雨水稳压供水设备

雨水稳压供水设备通过压力传感器的上限值与下限值的调节使得整套设备的输出压力恒定在某一个值，随着用水量的增大减小，给水泵的频率会做出与之相对应的变化。

3.6 雨水综合利用

通过清水箱的水源，必要时同时接入自来水客水水源，用来做绿地绿化和墙面垂直绿化。

4 结束语

随着雨水利用的推广，工程措施也将层出不穷，本文中的工程措施为现阶段广泛应用的总结，相信随着工程技术手段不断的进步，雨水利用的新工艺会越来越多、越具备可操作性。

[1]陈小华.水景社区的雨水收集与综合利用设计[J].水资源保护，2010（5）：78～81.

[2]杨劲松，彭湃，赵芳.国内外城市雨水资源化利用与管理体系比较[J].山西建筑，2012（11）：123～125.

[3]梁建宽，李学强，殷明刚.杭州延安路综合整治工程雨水利用的设想[J].浙江建筑，2012（2）：58～61.

TU823.6

A

1673-0038（2015）35-0098-02

2015-8-1

卢凤忠（1981-），男，工程师，本科，主要从事建筑给排水及市政给排水管网工作。