公建场馆雨水生态利用系统设计

史静

【摘    要】：为实现对自然水资源的高效率利用，以某公建场馆为例，从构造和工艺两方面开展雨水生态利用系统的开发与设计。通过雨水分流装置、雨水储蓄装置、雨水回收利用泵、雨水控制处理装置、雨水排污泵、辅助性构件等硬件系统的设置，实现雨水主动收集功能；通过引进智能化技术，优化雨水生态利用总控功能，为自然雨水资源化利用提帮助。

【关键词】：海绵城市；公建场馆；雨水；生态利用系统

【中图分类号】：TU992【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2023）02-78-03

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.020

Design of Rainwater Ecological Utilization System in Public Venues

SHI Jing

（China Construction Second Engineering Bureau Co. Ltd.， Nanjing  210000，China）

【Abstract】：In order to achieve high-efficiency utilization of natural water resources， this paper takes a public construction venue as an example to develop and design a rainwater ecological utilization system from both structure and technology aspects. Using hardware equipments such as rainwater diversion device， rainwater storage device， rainwater recycling pump， rainwater control and processing device， rainwater sewage pump and auxiliary components in the system，  realizes the rainwater active collection function. By introducing intelligent technology to optimize the overall control function of rainwater ecological utilization， the paper can provide some help for improving the utilization rate of natural rainwater resources.

【Key words】：sponge city; public venues; rainwater; ecological utilization system

為解决大部分城市存在的内涝问题，避免水资源匮乏对于城市居住生活造成影响，海绵城市成为现代化城市雨洪管理工作的主要建设方向。相比常规的城市，海绵城市具有水弹性优势，可实现对雨水循环利用的同时，解决由于短期或突发性强降雨导致的地面积水与洪涝问题[1]。在现代化公建场馆中设置配套设施，建立一个收集、再利用、净化的雨水主动收集、处理装置，在城市干旱时将储蓄的水资源加以利用、释放，不仅可以提高场馆的生态综合性能，也可以提高其使用价值。为了落实此项工作，有关单位投入了大量的人力与资金，但此项工作在逐步落实中仍存在整体性方面的问题，这些问题导致场馆无法在实际使用中发挥既定的效果[2]。本文以某公建场馆为例，从硬件与软件两方面，对雨水生态利用系统的开发与设计，以实现对自然雨水资源的高效利用。

1 雨水生态利用系统构造设计

为确保系统在实际应用中达到既定使用效果，需要在开展相关设计研究前，对公建场馆所在地区的降雨与生态环境进行汇总[3]。根据地方气象台反馈的大量数据，发现场馆所在地的降雨量大约为1 854.23 mm/a，雨季主要集中在每年的4—9月，其中每年的6—8月降雨最密集，当年10月至转年2月为少雨期；不同阶段的降雨量差距较大且经常出现局部突发性降雨事件。通过对地方气象数据的整理与统计，设计场馆雨水生态利用系统的。见图1和表1。

系统整体为顺流循环式。为确保泵内水体的清洁度，在设置净化器与过滤器对污染物进行处理，实现对收集雨水的初步净化。系统运行过程中，需要在水池中加入适量的絮凝试剂，用于溶解或处理水体中存在的大量悬浮物质，保证水体的清澈。紫外线光照设备对水体进一步消毒并在系统运行末端根据水质情况，增加pH调节试剂，确保水体中的pH值处于一个相对稳定的状态。净化后的水继续循环使用，不仅可以实现对雨水的全自动化净化，确保一个按键就可以控制整个净化过程以及支持手机远程遥控检测的功能，还可以实现基于整套水处理设备的水质监控、臭氧监控、设备运行状态、故障报警等。

系统外壳全部采用UPVC高强塑料生产制造，确保整体材料的不腐蚀、无维修。

2 雨水生态利用系统工艺设计

2.1 雨水主动收集

基于海绵城市理念进行雨水主动收集设计。将公建场馆屋顶与硬质表面上设置呈敞开状态的集水渠，使用集水渠对雨水进行收集。下落的雨水沿屋顶流入集水装置，在集水渠终端控制程序中设置水流延迟速度，进行收集速度的综合调整。为满足水体净化要求，可在集水渠中种植小规模的水生植被，进行收集雨水的初步净化。在公建场馆边缘设置水池、水盘，用于收集和净化雨水并与雨水生态利用系统进行连接。

将雨水生态利用系统与地下导水管进行连通设计，使用水泵对净化后的水体进行抽取用于灌溉。当净化后的雨水储蓄达到一定量后，将其导入附近的河流与湖泊。

2.2 雨水生态利用总控设计

可使用智能恒压技术对雨水生态利用系统进行控制。设置一个主控制装置，在此装置上集成智能化技术、AR技术、可视化技术，操作并控制系统整体运行。针对系统中的每个结构，设置独立手动控制及自动控制，在控制终端安装声光报警，当控制过程出现异常行为时，电控装置的信号将通过传输接口主动采集报警信号。雨水生态利用系统的水泵可根据公建场馆的水位需求，设置6个液位。见表2。

按照预设参数进行系统运行监控，以便于出现异常时可以及时进行系统预警。

采用一泵一用的联动作业模式，由变频恒压装置进行控制，先使用雨水进行补充，当水池中没有储备的雨水后，可自动开启电动阀进行补水。按照上述方式，可实现对雨水的高效率使用。

3 工程应用

为证明设计系统在实际应用中的可行性，以江北新区市民中心项目为例，检验本文提出设计成果的可行性。见表3。

根据天气预报，在某次降雨日期开展试验，记录该系统在降雨天气下，收集的雨水、有效储备的雨水与有效利用的雨水。相关信息均由集成在系统各个装置中的传感器获取。见图2。

由图2可以看出，有效储备雨水与有效利用雨水的总和，与雨水收集量基本一致，说明本文设计的系统可以在保证雨水充分利用的前提下，实现了对剩余雨水的储备，提高了對自然雨水资源的利用率。

4 结语

雨天将室外雨水通过排水管网收集、贮存到系统中，经过过滤、净化和消毒，晴天用于花卉树木的浇灌，通过此种方式以期为有效利用自然雨水资源，改善生态环境提供一定帮助。

参考文献：

[1]张晓瑶，张    潇，李冬花，等. 城市土地利用变化对生态系统服务价值影响的多情景模拟——以深圳市为例[J]. 生态学报，2022，42（6）：2086-2097.

[2]安国强，黄海浩，刘    沼，等. 中国土地利用与生态系统服务价值评估研究进展[J]. 济南大学学报（自然科学版），2022，36（1）：28-37.

[3]王功明，于淑会，尚国琲，等. 基于土地利用变化的山区县域生态系统服务价值研究——以河北省易县为例[J]. 农村经济与科技，2021，32（21）：7-12.