雨水回用系统在地铁车辆段内的应用

陈冲

摘  要：目前，我国城镇的雨水设计方案仍是收集后排放至江河湖海等水体的形式，随着我国城市化进程不断提升，城镇雨水排放的问题越来越突出。自从我国绿色建筑评估标准建立，国家及部分地区推出的对雨水资源收集利用的要求，令建筑工程中的雨水回用系统越来越得到重视。文章详细介绍了雨水回用系统在地铁车辆段内的应用。

关键词：雨水回用;地铁;给排水;车辆段

中图分类号：TV213.9       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）07-0160-02

Abstract： At present， the design scheme of rain water in cities and towns in China is still in the form of collecting the back row to rivers， lakes and seas and other waters. With the continuous improvement of urbanization in China， the problem of rain water emission from cities and towns is becoming more and more prominent. Since the establishment of green building evaluation standards in China， the national and some areas put forward the requirements for the collection and utilization of rain water resources， so that rain water reuse system in construction projects has been paid more and more attention. This paper introduces in detail the application of rain water reuse system in subway depot.

Keywords： rain water reuse; subway; water supply and drainage; depot

地铁车辆段一般占地30～50公顷，承担了地铁运营期间的列车停放、清洗、检查、维修、折返等功能。车辆段内设检修库、运用库、物资库、调机工程车库等大库房。其中检修库、运用库等单体的占地面积有可能达到6到10万m2。如此就对地铁车辆段雨水回用系统的设计提出了必要性要求。本文简单介绍下地铁车辆段中雨水回用系统设计方案。

1 雨水回用系统主要设计原则

（1）在经济可行及运营维护方便的前提下，对回用雨水充分利用。由于道路及绿地径流雨水污染物及固体杂质含量较高，故不考虑收集处理道路绿地雨水，雨水回用系统主要是收集屋面雨水。（2）雨水收集系统设置在绿化区域以下的地下空间，不占用或尽量少占用地面建筑面积;雨水收集系统主要工程设施为：雨水收集管网;沉淀过滤、紫外消毒、雨水检查井等雨水收集系统单元;雨水收集池、末端清水池等构筑物。因整个系统多处于地下，雨水收集系统各构筑物模块尽量选择抗腐蚀、可循环使用的环保非金属材料。（3）雨水回用系统设计的一个重要原则是绿色节能、环保经济，在系统设计过程中，主要能耗为雨水在系统间的径流以及雨水处理，整个雨水回用过程中，尽量采用雨水自身重力流，减少用电水泵提升。（4）雨水回用系统投产运营时，应尽量减少运营成本，维护简单、安全，运营经济、可靠。（5）设计细节方面，因整套系统处于地下，需考虑地面地下压力平衡，促使系统运行顺畅，因此需设置通气设施，可考虑采用回用口及排污口兼具通气功能。（6）雨水回用系统投资方面，应力求一次性建设投资少，运营阶段费用低的原则，让雨水回用系统真正成为一种绿色节能的水资源开发方式。（7）地面部分系统设置，应充分结合景觀设计。雨水利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施，通过对雨水的回用起到节水、水资源保护、减轻城市雨洪的负荷、改善城市生态环境的目的。

2 雨水回用系统原理、优势及雨水收集主要用途

雨水回用系统的原理：下雨时，通过管网对屋面雨水进行收集，初期雨水由于含污量比较高，应先经过弃流装置弃流后进入雨水收集池，当收集池收集满后通过溢流堰溢流至下游雨水管网。雨水回用时，将储存在收集池内的雨水通过过滤及消毒后，排至清水池进行回用。

雨水回用系统主要有以下几点优势：（1）通过雨水收集池蓄水，错开暴雨排水高峰期，合理降低城市排水负荷。（2）主要采用沉淀过滤、紫外消毒的水处理技术，不使用生化水处理技术，无生化污染物排放，合理降低运营管理费用，且绿色无污染。（3）雨水回用系统高度集成，减少了地面水渠水沟设置，且整个系统均设置于地下，大大减少了土建建设规模和占地面积，同时地下设备也简化了后期运营管理。（4）初期雨水采用弃流方式排空，降低了回用雨水的污染物浓度，减少了回用雨水的处理难度。（5）整套雨水回用系统采用PLC可编程控制，集成化、智能化程度较高，实现了一体化运行，降低运营难度，实现了科学化运营。（6）智能一体化运行，同时设计进出水水量监测，对降雨雨量监测有一定的辅助作用。

回收雨水主要用于整个车辆段厂区内绿化灌溉及道路冲洗。

3 雨水回用系统的总体规划及计算公式

（1）规划范围：将车辆段综合楼及库房屋面雨水收集，经处理后用于绿化浇洒、道路冲洗等，在雨量不充足的情况下采用自来水补水。根据相关规范《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》的规定：绿化、道路及广场浇洒、车库点冲洗、车辆冲洗、循环冷却水补水等的最高日用水量应按现行国家标准《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版本）的规定执行。（2）设计主要技术参数：屋面雨水收集与利用系统设计降雨重现期按1年计算;根据相关规范《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB 50400-2016），雨水收集利用工程的降雨设计重现期一般按1～2年计。

屋面雨水径流总量的计算公式如下：

W=10ΨchyF

式中：W-雨水设计径流总量（m3）;Ψc-雨量径流系数，径流时取0.8;hy-设计降雨厚度（mm）;F-汇水面积（hm2）。

4 雨水回用系统的主要工艺流程

（1）雨水回用系统主要工艺流程如图1。

初期径流雨水因污染较重，应采用“弃流法”排除，后期径流雨水收集后，采用“分（弃）流+过滤+消毒”水处理工艺，由于处理后雨水用于绿化灌溉和道路冲洗，因此经过过滤消毒后即可满足用水要求，工艺简单。相应详细处理流程如下：

场地屋面雨水——雨水收集管网——初期雨水弃流——雨水储存——过滤器——紫外线消毒器——清水池——变频压力供水系统——回用于绿化喷灌、道路浇洒等。

（2）主要工艺流程说明

雨水收集：市政管道原雨水经初期雨水弃流井，通过配水管流入雨水收集池、经过滤器过滤、紫外线在线杀菌消毒后达到《建筑与小区雨水控制及利用技术规范GB 50400-2016》雨水回用水标准。

弃流：初期雨水由于存在污染物浓度较高，处理难度和成本较大，汇雨量又不大的特点，一般是将初期降雨径流直接弃除。采用溢流堰式初期雨水分（弃）流井，内设置弃流槽，初期雨水通过弃流槽排走，雨量逐渐增大时，此时雨水通过配水管直接进入雨水收集池。

紫外线消毒器：由于紫外线消毒不额外产生二次污染，且消毒效率高，几乎对所有细菌、病毒都具有消杀作用，且紫外线消毒运行较为安全、节能、可靠、可控，设备及运行费用均较低。具有以上优点，成为消毒首选。紫外线消毒器选用高效率的UV-C（LL或LH）紫外灯，选用高透光率的套管，保证紫外线透光率在90%以上。

收集池：雨水回用系统收集池采用模块化组合池，可极大的适应场地限制，能根据空间、场地要求，形成各种形状。模块池内表面要求光滑，不易滋生藻类，保证地下储存水体能较长时间保持稳定。模块池要求有较大承载力，每块单体尺寸为1000*500*400（h），内部采用10根φ160支撑柱支撑，承压≥0.45N/mm2，侧向承压≥0.10N/mm2，层间采用承插圆管的形式进行连接，列间采用连接卡进行连接。收集池可设置于绿地下方，不占用建设场地。

清水池：雨水回用系统清水池采用模块化组合池，可极大的适应场地限制，能根据空间、场地要求，形成各种形状。模块池内表面要求光滑，不易滋生藻类，保证地下储存水体能较长时间保持稳定。清水池可设置于绿地下方，不占用建设场地。

过滤：利用沉淀过滤的物理式水处理技术，初步去除回用水体内的悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质。尽量采用重力流的方式过滤，以减少系统运行整体能耗，达到绿色节能标准要求。

溢流、水位控制：如果雨水流量过大，水位过高，部分雨水经溢流口流入下一级市政雨水管道。当模块组合式水池满后，雨水通过分流井内的溢流堰溢流排走，在雨量不充足的情况下，清水池通过液位控制采用自来水补水，以满足用水要求。

排污：PP模块收集池设有自动反冲洗系统。

管材：采用波纹管、PE管、PVC管等管材。

控制系统：采用变频控制，设置手自动控制，配备智能GPRS无线控制终端，结合现场情况进行系统控制设定，确保系统出水水质。

5 水质保障措施

（1）雨水回用系统各个设计阶段均需有防倒流措施，区分不同水质，低水质雨水不得直接流入高水质水系统中。（2）雨水回用系统各个池、管、井均需有明显涂色标识，防止误饮误用。应当设有龙头等取水部位，除设置明显标识外，还应增设锁具。（3）雨水回用于浇洒绿地时，避免影响行人，采用夜间灌溉及滴灌、微灌等措施。（4）整个系统水管选材应遵循设计年限内不得造成二次污染，严禁选用非镀锌钢管，并且管材及借款应满足国家标准的相关要求。

6 结束语

地铁车辆段占地面积大，绿化用水和道路冲洗用水占整个车辆段用水权重大，雨水回用能很好解決这一块用水量问题。作为地铁设计者，我们应注重雨水回用系统的运用，大力倡导绿色地铁设计。

参考文献：

[1]GB50157-2013.地铁设计规范[S].

[2]GB50400-2016.建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范[S].

[3]GB50015-2003.建筑给水排水设计规范（2009年版）[S].

[4]GB50318-2017.城市排水工程规划规范[S].

[5]GB50014-2006.室外排水设计规范（2016年版）[S].

[6]GB50400-2016.建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范[S].

[7]建筑与小区雨水利用工程技术规范实施指南[Z].