赵世明--雨水收集利用

1、海绵城市之雨水资源化雨水收集利用赵世明 顾问总工程师 国务院特殊津贴专家 中国建筑设计院 2015-12，深圳目录一、雨水资源化利用在海绵城市建设中的意义二、雨水入渗利用三、雨水收集回用四、入渗和收集回用组合系统海绵城市建设技术指南摘录 海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。低影响开发（Low Impact Development，LID）指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等海绵城市建设技术指南摘录 低影响开发水文原理示意图 注意是对场次降雨控制海绵城市建设

2、技术指南摘录 从水文循环角度，要维持径流总量不变，就要采取渗透、储存等方式，实现开发后一定量的径流量不外排；要维持峰值流量不变，就要采取渗透、储存、调节等措施削减峰值、延缓峰值时间。 发达国家人口少，一般土地开发强度较低，绿化率较高，在场地源头有充足空间来消纳场地开发后径流的增量（总量和峰值）海绵城市建设技术指南摘录 低影响开发理念的提出，最初是强调从源头控制径流，但随着低影响开发理念及其技术的不断发展，加之我国城市发展和基础设施建设过程中面临的城市内涝、径流污染、水资源短缺、用地紧张等突出问题的复杂性，在我国，低影响开发的含义已延伸至源头、中途和末端不同尺度的控制措施。年径流总量控制率概念示

3、意图 海绵城市建设技术指南摘录 海绵城市建设技术指南摘录 低影响开发控制目标示意图 雨水资源化利用入渗雨水储存回用雨水收集目录一、雨水资源化利用在海绵城市建设中的意义二、雨水入渗利用三、雨水收集回用四、入渗和收集回用组合系统雨水资源化利用之入渗雨水入渗表面入渗埋地入渗雨水入渗 表面入渗下凹绿地透水铺装植被浅沟与洼地生物滞留入渗池塘绿化屋面 埋地入渗拦污雨水口泥沙分离装置渗透管沟（渠）渗透管-排放系统埋地入渗池入渗井雨水入渗工程要素： 储水容积 （设计日雨量） 入渗面积 （24h渗完） 入渗面和地下水位间的土壤厚度1m表面入渗-下凹绿地表面入渗-下凹绿地 6.2.1下凹绿地应接纳上游硬化面的雨水

4、，并应符合下列要求： 1 下凹绿地应低于周边地面或道路，下凹深度应为50mm100mm，下凹部分应储存雨水； 2 下凹式绿地植物应选用耐淹品种； 3 下凹绿地的有效储水容积应按溢水排水口标高以下的实际储水容积计算。表面入渗-透水铺装透水铺装地面透水铺装地面储存自身雨水并入渗表面入渗-透水铺装6.2.2透水铺装地面的透水性能应满足1h降雨45mm条件下，表面不产生径流，并应符合下列要求： 1透水铺装地面宜在土基上建造，自上而下设置透水面层、找平层、基层和底基层； 2 透水面层的渗透系数应大于110-4m/s。透水面砖的有效孔隙率不应小于8%，透水混凝土的有效孔隙率不应小于10%。表面入渗-透水铺

5、装 3找平层的渗透系数和有效孔隙率不应小于面层。 4基层和底基层的渗透系数应大于面层。 5 透水铺装不宜接纳周围地面雨水。表面入渗-植被浅沟与洼地储存客地雨水 并入渗表面入渗-植被浅沟与洼地表面入渗-植被浅沟与洼地表面入渗-植被浅沟与洼地6.2.3植被浅沟与洼地入渗应符合下列要求： 1 地面绿化在满足地面景观要求的前提下, 宜设置浅沟或洼地； 2 积水深度不宜超过300mm； 3 应采用平沟，能储存雨水。 有效储水容积：按积水深度内的容积计算。表面入渗-入渗池塘表面入渗-入渗池塘6.2.9入渗池（塘）应符合下列要求： 1 底部应为种植土，植物应在接纳径流之前成型，植物应既能抗涝又能抗旱，适应洼

6、地内水位变化； 2 有效储水容积：按设计水位和溢流水位之间的容积计； 3 入渗面积：水平投影面积+侧壁面积/2表面入渗-生物滞留（浅沟渗渠组合）表面入渗-生物滞留（浅沟渗渠组合渗透）表面入渗-生物滞留（浅沟渗渠组合渗透）6.2.4 生物滞留（浅沟渗渠组合渗透）设施： 浅沟应能储存雨水，蓄水深度不宜大于300mm； 浅沟沟底表面的土壤厚度不应小于100mm，渗透系数不应小于110-5m/s； 有效储水容积：根据浅沟的蓄水深度计算； 入渗面积：水平投影面积+侧壁面积/2表面入渗-绿化屋面绿化屋面和透水铺装类似，消纳自身雨水雨水入渗 表面入渗下凹绿地透水铺装植被浅沟与洼地生物滞留入渗池塘绿化屋面 埋

7、地入渗渗透管沟（渠）渗透管-排放系统埋地入渗池入渗井拦污雨水口泥沙分离装置埋地入渗埋地入渗渗透管沟埋地入渗-模块入渗沟两种形式，一种是穿孔管加外敷砾石，一种是镂空塑料模块。埋地入渗-渗透管-排放系统埋地入渗渗透管沟、模块沟6.2.5 渗透管沟设置： 采用塑料模块，也可采用穿孔塑料管、无砂混凝土管等外敷砾石。砾石外或塑料模块外包覆透水土工布； 地面雨水进入渗透管前宜设泥沙分离井渗透检查井或集水渗透检查井； 储水空间：土工布包覆的容积计； 有效储水容积：储水空间容积与孔隙率的乘积； 渗透面积：沟底面积+侧壁面积/2埋地入渗-渗透管-排放系统6.2.6 渗透管排放系统设置应符合下列要求： 设施的末端

8、必须设置检查井和排水管，排水管连接到雨水排水管网； 渗透管的管径和敷设坡度应满足地面雨水排放流量的要求，且渗透管直径不小于200mm； 检查井出水管口的标高应高于进水管口标高，确保上游管沟的有效蓄水；埋地入渗-埋地入渗池埋地入渗-埋地入渗池6.2.7埋地入渗池宜采用塑料模块或硅砂砌块拼装组合： 池入水口上游宜应设泥沙分离设施； 池体强度应满足相应地面荷载及土壤承载力的要求； 有效储水容积：入水口或溢流口以下的积水深度计算； 入渗面积：底面积+侧面积/2埋地入渗-入渗井埋地入渗-入渗井埋地入渗-入渗井6.2.8入渗井： 井壁外应配置砾石层，硅砂砌块井壁外可不敷砾石； 入渗井砾石层外应采用透水土工

9、布或性能相同的材料包覆； 有效储水容积：入水口以下的井容积； 入渗面积：底面积+侧面积/2入渗面积确定方法3.2.8 渗透设施的有效渗透面积： 水平渗透面按投影面积计算； 竖直渗透面按有效水位高度所对应的垂直面积的1/2计算； 斜渗透面按有效水位高度的1/2所对应的斜面实际面积计算； 地下渗透设施的顶面积不计。埋地入渗拦污雨水口为国外产品，国内尚未见到 埋地入渗 拦污雨水口 泥沙分离井埋地入渗泥沙分离装置5.2.2 雨水收集应采用具有拦污截污功能的雨水口或雨水沟，且污物应便于清理。6.1.8 雨水入渗系统宜设置溢流设施；雨水进入埋在地下的雨水渗透设施之前应经沉沙和漂浮物拦截处理。雨水入渗设施的

10、计算 目前低影响开发设施的讨论多停留于定性，缺少定量。 欲深入、持续发展，必须定量。 目标：1、控制年降雨量的85%不外排； 2、控制常年最高日降雨径流峰值；目标2、控制常年最高日降雨径流峰值 此目标实现较难些，入渗工程用此目标要求需拦截的雨水厚度hy，取下面大者： 海绵城市指南表格值小； 常年日降雨厚度（代表性好；控制峰值）大径流系数c（影响径流量）汇水面积F： 水平投影面积，不加竖墙面积 不透水硬化面 含水面 绿地不算 透水铺装面不算外排径流系数限定值0： 当地政府或规划定，无有时按开发前目标2、控制常年最高日降雨径流峰值 入渗工程求解参数： 入渗面积； 雨水储水量 入渗面积： As =

11、W /（ KJts） 雨水储水量或容积 ： Vs = max（Wc- KJAstc）目录一、雨水资源化利用在海绵城市建设中的意义二、雨水入渗利用三、雨水收集回用四、入渗和收集回用组合系统雨水资源化利用入渗雨水储存回用雨水收集雨水资源化利用之收集回用收集回用工程求解参数： 雨水储水量或容积 ： 雨水用量 水质处理工艺 日处理量收集回用工程求解参数 雨水储水量或容积 ：收集回用工程求解参数雨水用量3.2.1绿化、道路及广场浇洒、车库地面冲洗、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GB 50015执行，平均日用水量应按现行国家标准民用建筑节水设计标准GB5055

12、5执行。3.2.2各类建筑物最高日冲厕用水量按现行国家标准建筑中水设计规范GB50336执行。3.2.3景观水体补水量应根据当地水面蒸发量和水体渗透量、水处理自用水量等综合确定。替代部分自来水 成本低于远距离调水 高水价城市效益明显 节节水水过滤器过滤器 VRW 200 处理后用于： 水体补水；水体补水； 绿地灌溉、绿地灌溉、 洗车、冲厕、洗车、冲厕、 路面浇洒等；路面浇洒等； 冷却水补水冷却水补水收集回用 reusecool tower雨水资源化利用之收集回用收集回用工程求解参数： 雨水储水量或容积 ： 雨水用量 水质处理工艺 日处理量弃流水质处理工艺 雨水进入蓄水储存设施之前宜利用植草沟、

13、卵石沟、绿地等生态净化设施进行预处理。当采用生态净化设施预处理时，雨水收集回用系统可不设初期径流弃流设施。 泥沙分离井预处理水质处理工艺 雨水用于景观水体时，宜采用下列工艺流程。景观水体或湿塘宜配置水生植物净化水质。 雨水初期径流弃流景观水体或湿塘水质处理工艺 屋面雨水用于绿地和道路浇洒 雨水初期径流弃流雨水蓄水池沉淀管道过滤器浇洒 屋面雨水与路面混合的雨水用于绿地和道路浇洒 雨水初期径流弃流沉砂雨水蓄水池沉淀过滤消毒浇洒水质处理工艺 屋面雨水或其与路面混合的雨水用于空调冷却塔补水、运动草坪浇洒、冲厕或相似用途雨水初期径流弃流沉砂雨水蓄水池沉淀絮凝过滤或气浮过滤消毒雨水清水池雨水资源化利用之收

14、集回用收集回用工程求解参数： 雨水储水量或容积 ： 雨水用量 水质处理工艺 日处理量日处理量 1 当设有雨水清水池时，应按下式计算： Qy设施处理能力（m3/h）； Wy回用系统的最高日用水量（m3）； T雨水处理设施的日运行时间（h）。 2 当无雨水清水池和高位水箱时，应按回用雨水的设计秒流量计算。TWQyy目录一、雨水资源化利用在海绵城市建设中的意义二、雨水入渗利用三、雨水收集回用四、入渗和收集回用组合系统入渗和收集回用组合系统 下列情况需要同时设置入渗和收集回用两种系统 当源头条件所限，配置的入渗面积As 少无法满足： As = W /（ KJts） 当源头条件所限，入渗设施的储水量少无法满足： Vs = max（Wc- KJAstc） 源头有雨水回用需求目标2、控制常年最高日降雨径流峰值 入渗工程求解参数： 入渗面积； 雨水储水量 入渗面积： As = W /（ KJts） 雨水储水量或容积 ： Vs = max（Wc- KJAstc）入渗和收集回用组合系统1. 应控制利用的设计径流量2. 储水容积 入渗蓄水容积 回用蓄水池容积3. 雨水利用量配置 配置雨水回用量 配置入渗面积雨水收集雨水储存雨水资源化 储水容积雨水资源化利用工程的蓄水容积应为： （VsVs+ + WWx1x1）+ +V V hhWW V Vs s 、V