雨水利用实例

1、雨水利用实例1水量平衡分析1.1水量平衡分析的原理水量平衡分析的基本公式如下：输入量-输出量=水量差 （1）其中：输入量=汇集雨水量+补水量输出量=蒸发量+用水量+损失量水量差为正值时，水量在水体内蓄积，达到溢流水位为止，为负值时，水体水量亏损，水位下降至低于常水位。1.2水量平衡分析流程将水量平衡分析应用到园区设计中，可按图（）流程进行。1.3水量平衡分析具体操作1.3.1资料的收集与分析（1）园区基础资料园区基础资料包括总建筑面积、用地规划、土质条件（土壤类型、土质渗透速率等）等。根据园区的总建筑面积及用地规划可以计算出该园区的综合径流系数（表 ）：园区的综合径流系数依据下式计算：1

2、05;B1+2ÍB2+nÍBn其中：i不同性质用地的径流系数Bi不同性质用地占总汇水面积的比例表1 园区汇水区域用地及径流系数计算表注：用地性质分类及其径流系数建议值参考建筑与小区雨水利用工程技术规范（2）园区所在地多年气象统计资料的收集与分析气象统计资料包括多年（至少10年以上）的月平均降雨量、月平均蒸发量、当地的暴雨强度公式、一定设计重现期（P1、5、10）下的最大24小时降雨量等。对月降雨量的分析统计方法有多种，可按不同要求进行选择。初步水量平衡分析可采用多年月平均降雨量，特殊年份分析可按丰水年、平水年、枯水年统计各月份的降雨量进行分析。对蒸发量的分析一般取多年平均值

3、（表 ）1.3.2确定园区的规划方案根据园区规划资料，确定水面面积、调蓄高度、补水方案及水量、用水方案及水量、水体渗漏情况等。1.3.3水量平衡计算水量平衡可按月份进行计算（表 ）根据当地气象资料和用地规划、径流系数等可计算出该月内汇流雨水量和蒸发量。补水量指较为固定的水源（如再生水）每月进入九龙湖的水量，该值可能为0。回用水可用于绿化或喷洒道路等，依据各地用水定额而定。渗漏量为水体的渗漏损失，可依据实际条件计算，也可按定值估算。确定完以上水量后，可以填写（表 ）中的内容。根据上述几项数值，由水量平衡计算公式（1）可得水量差，根据水量差可计算出水体水深、水体剩余调蓄高度，以及为保障安全和水景运

4、行而必须的外排雨水量或增加的补水量。由此可填写（表 ）全部内容。134水量平衡分析根据(表3)可以得出在确定的规划方案下的每月水量差、年水量差、外排水量、水位变化等参数。依据计算结果并结合景观布置、地面高程、场地要求等因素分析初步方案的合理性。规划方案的合理性也即水量平衡结果检验标准，可以从以下几个方面考虑：(1) 外排水量的大小，与【1】一【4】项数值相比较；表2 降雨量与蒸发量数据统计月份多年平均降雨量mm多年平均蒸发量mm丰水年降雨量mm)平水年降雨量mm)枯水年降雨量mm)(2)额外补水量的大小，与【1】【4】项数值相比较；(3)Ej余调蓄高度的大小，验算园区的防洪排涝标准。参考(1)

5、、(2)项的比较结果可知雨水收集量与水景设计参数的相宜程度，如外排水量与汇流雨水量(【1】项)的比值越大，说明雨水收集利用率越低；外排雨水量与补水量(【2】项)的差值为正，说明依赖收集的雨水量足以弥补该月份内的水量损失，可考虑该月不补水等。由(3)可知水体的蓄洪能力，如将水景作为园区的蓄洪设施，则水景的雨水利用与园区的防洪安全应统一考虑。根据以上分析结果的满意程度可确定水景方案的合理性。14分析成果与方案调整根据水量平衡分析结果，可明确不同雨水利用方案与水景规划方案下水景的运行状况、节水效果、蓄洪能力等指标，可估算不同方案下的投资和运行成本。判断初步规划方案的合理性，确定是否对初步规划方案进行

6、必要的调整。如需调整，则需要将新的规划方案重新进行水量平衡分析：如不需调整，则可确定规划方案，进行下一步工作。在水景规划方案不是惟一的情况下，也可以用水量平衡分析结果进行比较。水景方案的确定除了水量外还需要考虑其他许多因素，水量平衡分析结果可作为决策依据之一，避免目前常见的水景设计的盲目性和后遗问题。此外，以上主要介绍的是根据多年月平均降雨景和蒸发量按月进行的水量平衡分析方法，也可按其他时间段和不同的降雨资料进行计算分析，如蓄洪排涝就需要用不同重现期的暴雨强度或24小时最大降雨量数据验算：由于降雨的随机性，水景的运行也需要根据实际的降雨条件进行调整。4 应用实例东南大学九龙湖校区位于江宁经济技

7、术开发区南部、清水亭路以东、宁溧路以西、城南大道以南、南京市二环路以北的范围内，总面积 3700余亩。交通便利，环境优美，地域平坦，土地利用率高，同时周边的配套基础设施已全部完成，是理想的校园建设用地。新校区建设计划至 2010 年全部完成，规划总用地面积250.3万m2，规划总建筑面积112万m2。其中包括的建设项目为：教学、行政区 52.5 万m2、学生生活区 32.5 万m2、教师生活区 6.5 万m2、外事活动区 3 万m2、科研区 6 万m2，后勤保卫区 3.3 万m2以及体育设施和基础设施建设，合计总建筑面积约 103.8 万m2。其中一期工程 03 年 -06 年，总建筑面积约5

8、6万m2，估算总投资约 13 亿元。东大党政机关和15000名学生已入驻九龙湖校区。汇流雨水量的计算暴雨强度公式：其中：q暴雨强度（L/（s·104m2） P重现期（年） t降雨历时（min） A1，c，b，n地方参数，此处为南京参数，分别为2989.3，0.671，13.3，0.8重现期P取1年时，q5为2.92L/（100m2）。汇流雨水量公式：Q=·q·F其中：Q汇流雨水量（L/s） 综合径流系数 F汇水面积（100m2） q设计暴雨强度（L/（s·100m2）表4 项目用地情况及径流系数计算表汇水区域地面性质面积A（万m2）比例（）径流系数硬屋面

9、30.03 12.00%0.8路面25.64 10.25%0.8绿地149.66 59.80%0.15未铺砌路面26.68 10.66%0.3水面18.25 7.29%1总计250.26 100.00%0.37 定额面积日用水量年用水量L/(m2·次）m2m3/dm3/年（按180天）道路浇洒用水1.5256400384.669228绿化用水1.514966002244.9404082总用水量473310水量平衡计算表项目汇流雨水量蒸发量渗漏量降水量用水量单位m3/年m3/年m3/年m3/年m3/年编号【1】【2】【3】【5】【4】1946742.51 182500638633.09

10、2767876473310湖水水面面积为18.25万m2，平均水深1.5m，纳水量约为91250m3。年收集雨水量为1946742.51m3，平均日收集量为5407 m3。园区水体基本能够接纳汇集雨水量。南京机关团体和事业单位自来水水价现为2.8元/吨，如果道路浇洒和绿化用水全部利用雨水，年节省1325万元自来水费。若雨水利用的工程采用屋面雨水旋流分离及道路雨水渗透，小区屋面雨水汇集后，在雨水落水立管上安装筛网过滤器，雨水经筛网过滤，由旁通管出水，再经设置在横干管上的旋流分离器分离，入滤沉贮水池贮存，池内安装多孔混凝土滤板，可起到进一步过滤的作用。道路雨水通过绿地自然或强化渗透，为增大渗透系数

11、，将小区部分绿地10 m厚的自然表土层换成煤渣与自然土按1：1比例拌和而成的人工土，通常自然原土渗透系数 =267×10rns，1：1人工土的渗透系数 =356×10。rns，渗透能力比原土提高了很多。同时设置一套雨水管道系统，与市政雨水管道相连，排除渗透后的溢流水，通过渗透净化。屋面雨水处理工艺如图2。图 屋面雨水旋流分离及道路雨水渗透方案示意图则该雨水利用工程投入费用约为800多万元，年运行费用较低，以工程投入的10计算，也远远低于年用自来水的费用。经济上是合算的。同时也取得了良好的环境效益和社会效益。 表5 某小区人工湖年运行水量情况 单位：m。图2 某小区人工湖水位

12、变化分析图分三期建设。项目总体的综合用地情况及径流系数见表4)。经过初步规划设计确定人工湖底标高0500m，人工湖常水位2 000m，溢流水位2450m。该小区雨水全部进入人工湖，不考虑平B,-tI,水和从湖中取水。根据北方地区气候条件，以3月初一次性补水至常水位为初始条件。根据该地区的气象资料对小区水景进行水量平衡分析，为了更全面掌握水体的运行状况，按照当地平水年、丰水年、枯水年降雨统计资料进行具体计算。在现有规划方案下计算分析结果，每月末的水位变化如(图2)所示。由图2)可知：在平水年份，可不补水且不需外排水，只需要在每年3月初一次性补水21 5 535m。至常水位2000m；年收集雨水7

13、87 066m。，雨水利用率100。在枯水年份，根据水深考虑，如保证水位最低为1 500m(P水深1 000m)，需补水307 698m3；最高水位2 000m，收集雨水426906m3，不发生外排雨水，雨水利用率1 00。存丰水年份，水位超过2 450m 时发生溢流，年收集雨水1 496 644m3，外排雨水约292 042m3，雨水利用率为80 ；最低水位1 833m，可不补水表5)。根据分析结果可知，因小区汇水面积和人工湖调蓄能力较大，每年可收集利用大量雨水资源，弥补水体的大部分水量损失，大量节约其他水资源的消耗。除枯水年份外，依靠雨水基本能够维持水景正常运行，如想减少枯水年份的额外补水量，可以考虑适当减小水体面积，对规划设计作适当调整，再重新进行水量平衡分析。5 结论水量平衡分析是用科学的理论分析指导实践中的水景设计和用水规划，利用水量平衡分析可清晰地模拟雨水利用效果和水景建成后的运行状况，指导水景方案的合理设计，对节约用水、提高雨水资源利用率、降低投资和运行成本等具有重要意义。该分析方法也可用于已建成的水景，通过水量平衡分析了解水景整体的运行状况，有利于调整水景的运