南通雨水綜合利用設計方案

/南通報業(yè)新聞傳媒中心雨水綜合利用方案說明及可行性報告北京泰寧科創(chuàng)科技有限公司2010-09-1目錄一、雨水收集利用的價值和好用性……………3二、雨水收集回用的社會及經濟效益…………3三、設計方案……………………81、項目概況………………82、南通市降雨資料………83、雨水收集利用的設計依據……………84、雨水收集利用的總體規(guī)劃及計算數據………………91）年均可利用雨水量的計算…………92）雨水收集水池容積計算…………93）雨水收集后運用……………………94）雨水回用節(jié)約的經濟價值…………95、雨水綜合利用系統的設置及用途……101）雨水利用系統的設置形式………102）初期雨水棄流系統…………………116、裝配式PP儲水池………13四、主要設備及投資概算………12五、雨水回用系統總用電量……………………14六、綜合評價……………………14一、雨水收集利用的價值和好用性城市雨洪利用技術是針對城市開發(fā)建設區(qū)域內的屋頂、道路、庭院、廣場、綠地等不同下墊面所產生的徑流，實行相應的措施，或收集利用，或滲入地下，以達到充分利用資源、改善生態(tài)環(huán)境、削減外排徑流量、減輕區(qū)域防洪壓力的目的，系寓資源利用于災難防范之中的系統工程。和缺水地區(qū)農村雨水收集利用不同，城市雨洪利用不是狹義的利用雨水資源和節(jié)約用水，它還包括減緩城區(qū)雨水洪澇，回補地下水減緩地下水位下降趨勢，限制雨水徑流污染、改善城市生態(tài)環(huán)境等廣泛的意義。因此，城市雨洪利用是一項多目標綜合性限制技術。目前，水資源的缺乏已成為世界性的問題，在傳統的水資源開發(fā)方式已無法再增加水源時，回收利用雨水成為一種既經濟又好用的水資源開發(fā)方式。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存利用，是從水文循環(huán)中獲得水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決將來水資源短缺問題做出重要貢獻。集雨用雨不僅可以大大提高水資源的利用效率，還可以有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，減輕城市河湖防洪壓力，削減需由政府投入的排洪設施資金。據統計，北京城區(qū)每年可利用的雨水量達到2.3億立方米，是一筆不容忽視的寶貴財寶。二、雨水收集利用的社會及經濟意義1、水資源方面水資源的缺乏已成為世界性的問題，在傳統的水資源開發(fā)方式已無法再增加水源時，回收利用雨水成為一種既經濟又好用的水資源開發(fā)方式。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存利用，是從水文循環(huán)中獲得水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決將來水資源的短缺問題做出重要貢獻。隨著城市化的進程，造成地面硬化（如建筑屋面、路面、廣場、停車廠等）變更了原地面的水文特性，干預了自然的水文循環(huán)。這種干預產生的效果是負面的：大量雨水流失，交通路面頻繁積水影響正常生活，雨洪峰值變大加重排水系統負荷，土壤含水量削減，熱島效應及地下水位下降現象加劇等。而和此同時，我國城市缺水問題卻越來越嚴峻，全國600多個城市中，有近400座城市缺水或嚴峻缺水，且均呈遞增趨勢，以至國家花費巨資搞城市調水工程。建設部已發(fā)布的《建設事業(yè)技術政策綱要》對加強雨水回收和利用做了明確規(guī)定，目前正組織編寫的國標《住宅性能評定技術標準GB/T》（征求看法稿）、北京市于2003年4月1日起執(zhí)行的《關于加強建設工程用地內雨水資源利用的暫行規(guī)定》及上海市頒布的《生態(tài)住宅小區(qū)技術實施細則》，都要求對雨水進行利用。由泰寧參編的《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》GB50400-2006已于2007年4月1日頒布實施。一些地方省市也制定法規(guī)和政策大力提倡、推動城市雨水利用。綜上，城市雨水利用是城市水資源綜合利用中的一種新的系統工程，具有良好的節(jié)水效能和環(huán)境生態(tài)效益。目前我國城市水慌日益嚴峻，和此同時，健康住宅、生態(tài)住區(qū)正迅猛發(fā)展，建筑區(qū)雨水利用系統，以其良好的節(jié)水效益和環(huán)境生態(tài)效益適應了城市的現狀和需求，具有廣袤的應用前景?？梢?，建筑區(qū)雨水利用系統的探討和推廣，不僅有著重要的理論價值，也有實際的工程意義。2、生態(tài)方面（1）改善生態(tài)環(huán)境，補充涵養(yǎng)地下水，削減水旱災難

雨水集蓄利用有利于水土保持，改善農村生態(tài)環(huán)境，合理開發(fā)利用水土資源，有效削減毀林開荒，推動坡改梯等生態(tài)愛惜措施。在修建小水池、小山塘等小型水利工程后，有效地攔蓄徑流，削減洪峰，削減了洪水危害。同時，就地攔蓄雨水徑流入滲，減輕了對土壤的沖刷侵蝕和水土流失，提高了農業(yè)澆灌用水的保證率、土地的運用效率和林草成活率，增加了抗旱實力，有利于復原植被，促進山區(qū)生產、生活、生態(tài)的良性循環(huán)。同時，利用城市河湖和各種人工和自然水體、沼澤、濕地等調蓄、凈化和利用城市徑流雨水，營造花草樹木，澆灌綠地，削減水澇，補充涵養(yǎng)地下水資源，可以有效降低雨污合流，削減城市街道雨水徑流量，改善水循環(huán)系統和生態(tài)環(huán)境。（2）有效緩解農村飲水困難，促進高效農業(yè)的發(fā)展和農夫增產增收

多年來，農夫群眾經過長期的實踐和探究，因地制宜地修建了小水窯、小水池、小水柜、小塘壩、小水庫等一大批雨水集流工程，攔蓄和利用雨水，使自然降水利用率由原來不足30%提高到70%，有效的解決了群眾的生活用水，為農業(yè)抗旱供應了穩(wěn)定的水源保證，調整了當地的農業(yè)種植結構和農村產業(yè)結構，提高了農作物產量，促進了農夫增產增收，推動了社會經濟的發(fā)展。截止2004年6月，全國各地共建成各類水窖、水池、小塘壩等小微型蓄水工程600萬處、蓄水容積20億m3，發(fā)展抗旱補水澆灌面積3970萬畝，年增產糧食22億kg，年增加產值28億元，解決了3600萬人的飲水問題，使1500萬人解決了溫飽問題。（3）改善人居生活條件，促進新農村建設

通過雨水集流工程的開展，變更了旱區(qū)貧困農夫的不良習慣，農村起先改水改廁，豬、牛、羊等牲畜實行圈養(yǎng)，在農戶的房前屋后栽樹種花，美化環(huán)境，村容村貌有了大的改觀。一些農戶家中還安裝了自來水、太陽能熱水器和抽水馬桶，有效地變更了農村臟、亂、差地局面，改善了人居環(huán)境，使農戶喝上了干凈衛(wèi)生的水，大大改善了農村飲水不衛(wèi)生、擔憂全的狀況，緩解了爭水搶水的沖突，降低了農夫因水致病而花費的醫(yī)藥費用，提高了農夫生活質量和健康水平，促進了新農村建設。3、地區(qū)經濟方面（1）節(jié)約用水帶來的費用若將雨水回用，則可替代自來水從而削減了自來水的運用量，若考慮用水超標加價收費和罰款，此項節(jié)約費用會更高。（2）消退污染排放而削減的社會損失據分析，為消退污染每投入1元可削減的環(huán)境資源損失是3元，即投入產出比為1：3。由于在本項目中接受了源頭治理的方案如截污和棄流，以及過濾和消毒的處理措施，大大削減了污染雨水排入水體，也削減了因雨水的污染而帶來的水體環(huán)境的污染。（3）節(jié)約城市排水設施的運行費用雨水利用工程實施后，每年可削減向市政管網排放的雨水量（包括綠地滲透設施削減的排水量）。這樣會減輕市政管網的壓力，也削減市政管網的建設維護費用。（4）節(jié)水可增加的國家財政收入這一部分收入指目前由于缺水造成的國家財政收入損失。據了解，目前全國六百多個城市日平均缺水1000萬m3，造成國家財政收入年削減200億元，相當于每缺水1m3，要損失5.48元，即節(jié)約1m3水意味著創(chuàng)建了5.48元的收益。此外，還包括的間接效益有：提高防洪標準而削減的經濟損失，城市和住宅開發(fā)使不透水面積大幅度增加，使洪水在較短時間內快速形成，洪峰流量明顯增加，使城市面臨巨大的防洪壓力，洪災風險加大，水澇災難損失增加。雨水滲透、回用等措施可緩解這一沖突，延緩洪峰徑流形成的時間，削減洪峰流量，從而減小雨水管道系統的防洪壓力，提高設計區(qū)域的防洪標準，削減洪災造成的損失。（5）改善城市生態(tài)環(huán)境帶來的收益假如雨水集蓄利用工程能在整個城市推廣，有利于改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，能增加親水環(huán)境，會使城市河湖周邊地價增值；增進人民健康，削減醫(yī)療費用；增加旅游收入等。削減地面沉降帶來的災難很多城市為滿足用水量須要而大量超采地下水，造成了地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等地下水環(huán)境問題。由于超采而形成的地下水漏斗有時還會變更地下水原有的流向，導致地表污水滲入地下含水層，污染了作為生活和工業(yè)主要水源的地下水。實施雨水滲透方案后，可從確定程度上緩解地下水位下降和地面沉降的問題。據測算，上海市地面每沉降1mm，就會造成經濟損失1000萬元。三、設計方案1、項目概況南通報業(yè)新聞傳媒中心位于江蘇省南通市，項目區(qū)域雨水下墊面總面積為17400㎡，收集區(qū)域內的雨水處理后用于小區(qū)內的綠地澆灑用水。2、南通市降雨資料1）、全市多年平均降水量1060.0mm，產水量約96.7億m3。南通市年均水資源總量為69.1億m3，其中年地表水資源量為25.6億m3，淺層地下水資源可利用量為5.9億m3，引用長江過境水多年平均為37.6億m3。2）、全市年均降雨次數為114.3次，其中4mm以上的降雨降雨量占總降雨的的比例為92.5%。3）、設計重現期1年一遇日降雨量為79mm。水池容積計算取33.1mm，相當于重現期0.15年的降雨強度，此時雨水限制率為84.5%。3、雨水收集利用的設計依據GB50400-2006建筑和小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范GB50015-2003建筑給水排水設計規(guī)范GB500336-2002建筑中水設計規(guī)范GB50318-2000城市排水工程規(guī)劃規(guī)范GB50014-2006室外排水設計規(guī)范GB/T50085-2007噴灌工程技術規(guī)范《建筑和小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范實施指南》《北京泰寧科創(chuàng)科技有限公司雨水利用資料匯編》《城市生活雜用水水質標準》4、雨水收集利用的總體規(guī)劃及計算數據1）、年均可利用雨水量的計算收集小區(qū)總匯水面積為17400㎡，綜合雨量徑流系數為0.45。年均可干脆利用雨水總量：Qp＝17400×0.596×0.5＝8299.8m32）、雨水收集水池容積計算考慮雨水回用用途對水質要求，將雨水通過雨水收集系統進行收集，再經過初期棄流后進入PP模塊組合水池進行儲存，經雨水過濾板過濾后即可回用。南通24小時降雨量為33.1mm（0.15年重現期）。按設計規(guī)范要求，屋面雨水初期棄流可接受1-3mm徑流厚度，路面雨水初期棄流可接受3-5mm徑流厚度，本設計綜合取4mm，水池計算容積已拋去棄流雨水量，即實際可收集雨水量為29.1mm。一次降雨可干脆收集下墊面雨水：Qy＝17400×0.45×0.0291＝227.85m3結合實際用水量及水池的實際占地狀況，本方案在小區(qū)內東北角落小區(qū)雨水管網末端設置1座218.4m3雨水收集池，余量雨水以溢流形勢排放至市政雨水管網。一次降雨可供回用總水量為210.0m3?？紤]到雨水的保質周期及南通地區(qū)兩場降雨間隔時間，本次設計用水周期取為3天，則每天的雨水回用量為：Qd=70.0m3/d3）、雨水收集后運用依據用途不同接受不同的處理方式，本項目的雨水主要用于綠化、道路澆灑及景觀補水，考慮雨水的水質，以及對用水水質的要求，本項目所收集的雨水經雨水過濾體統后，可滿足以上用水水質要求。雨水在經過初期棄流后的水質為：CODcr70~100mg/L；SS20~40mg/L。所以雨水在經過簡潔的處理后即可達到相應的水質標準。雨水收集利用工藝流程如下圖：雨水收集利用工藝流程圖4）、雨水回用節(jié)約的經濟價值1）通過限制地表雨水徑流，緩解地表雨水對景觀水體的污染初期雨水中夾雜著大量的泥沙和地表污染物，通過系統對地面徑流的限制可以有效的緩解景觀水體的面源污染。2）通過有效的截留和限制雨水，可大幅減室外雨水排水管網的規(guī)模（約20%左右），同時可降低末端雨水提升泵站的投資。3）和中水回用項目相比，雨水收集利用系統更適合在居民小區(qū)發(fā)揮作用。雨水收集系統建設較簡潔，在小區(qū)房屋基建時，在屋頂增設排放雨水的管道，地下建一個蓄水池就行了，其后期的運行管理也不困難。收集的雨水可用于小區(qū)綠化、景觀，既環(huán)保又經濟（雨水回用設備運行維護費用約為0.16-0.19元/立方米）。5、雨水綜合利用系統的設置及用途1）、雨水利用系統的設置形式雨水利用系統布置如下，在圖紙制定的位置和空間內將雨水儲水池設置在此位置內，全部構筑單元均在地面以下。雨水收集利用利用系統布置如下圖雨水收集利用利用系統布置圖2）、初期雨水棄流系統初期雨水水質檢測表自然雨水屋面雨水路面雨水平均值平均值變更系數平均值變更系數瀝青油氈屋面瓦屋面COD(mg/L)25～2007002000.5~412200.5~3SS(mg/L)<108008000.5~319340.5~3合成洗滌劑(mg/L)3.930.5~23.500.5~2NH3-N(mg/L)7.90.8~1.5Pb(mg/L)<0.050.690.230.5~20.30.2~2酚(mg/L)0.0020.0540.5~20.0570.5~2TP(mg/L)4.10.8~15.60.5~2TN(mg/L)9.80.8~4130.5~5通過以上測試結果可以看出在雨水的收集利用過程中，初期降雨水質較差，應當將初期降雨的雨水予以解除，收集較為干凈的中、后期降雨的雨水。能夠實現這一功能的設備稱之為雨水初期棄流裝置。初期雨水棄流井室屋面雨水的棄流接受棄流井，內置LQL-200A型初期雨水棄流裝置。棄流雨水進入路面雨水排放管線，中、后的干凈雨水進入屋面雨水收集管線，流向雨水儲水池。6、裝配式PP儲水池用于收集雨水的儲存裝置，接受成品裝配式P