一种雨水收集再利用装置在某公寓楼排水系统中的应用

徐圣楠 冯秋萍 余 佳 王斯海

（江苏工程职业技术学院,江苏 南通226000）

1 概述

我国淡水资源极度欠缺,每年有将近一半地区长期处于干旱、半干旱状态,人均占有量不到世界平均水平1/4,已被认定为十三个贫水国之一,在全国600 多个地区当中,超过400 个存在不同程度的缺水,甚至一些城市因为过量抽汲地下水导致水位显著降低[1-4]。

随着城市现代化进程的加快,水污染愈演愈烈,工农业的发展使得大面积水体被污染,可用淡水量变得更少,人们越来越重视对其合理化的利用。

雨水是补给地表水体的天然水资源,对人类生活有着很大的影响。合理高效地对雨水进行利用能够消减暴雨时期的洪峰流量,可以降低市政管道负荷；一定程度上减小城市的面源污染；补充地下水,有效缓解城市供水紧张的局面[4]。

雨水资源有很多种可利用方式,但是现有的雨水收集再利用装置大多存在一些不足之处。如装置在使用过程中无法对水箱的水位的高低进行检测,就会导致该水箱存储的水溢出,降低雨水收集再利用的使用效果,冬季还会导致水箱涨破,为用户使用带来了不便[3]。本文提出了一种创新型雨水收集再利用装置,并将该装置应用到某公寓楼的排水系统设计中。

2 设计主要内容

2.1 一种雨水收集再利用装置

一种雨水收集再利用装置,包括落水管、内水管和滑轨,如

图1 一种雨水收集再利用装置

图2 水箱内部构造

2.2 一种雨水收集装置在雨水排水系统中的应用

该公寓楼的建筑面积为12694m2,其中地下建筑面积1114m2,地上建筑面积11581m2,屋面面积为1108m2。建筑高度为22.95m,地下1 层,地上11 层。

如图3 所示,本公寓楼的排水设计主要包含：建筑排水系统设计和雨水系统设计。本项目为民用建筑,主要执行的规范为《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）、《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》（GB50400-2016）、《民用建筑节水设计标准》（GB50555-2010）等。

图3 一层排水、消防平面图

2.2.1 建筑排水设计

在排水设计方面,雨污分流,污废分流。该公寓楼的南面和北面均设有污水检查井,生活废水和污水分别通过废水管和污水管排至污水检查井中,然后通过市政污水管道排至污水处理厂。排水管的管道转弯应尽量少设置,使排水通畅。除此之外,排水管道应进行严格的闭水试验,严禁管道内污水外渗和泄露。

2.2.2 雨水系统设计

在雨水设计中,要考虑雨水的区域汇水面积,上层屋顶与下层裙房屋顶的雨水转输关系,同时雨水管的布置应使排水通畅。屋面雨水采用重力流排水设计,雨水管道采用UPVC 排水塑料管。雨水先通过雨水管道排至该雨水收集再利用装置中,当超过水箱中的额定水位后,雨水通过径流最后排至地下管网中。

一般来说,屋面可收集雨水总量取决于年降雨量及房屋的汇水面积,但也会受到自然地理条件、经济发展水平、科技水平的影响,所以每年真正可以被有效收集利用的雨水总量需考虑径流、季节折减及初期雨水弃流折减等因素[4]。

其计算公式为：

式中：W——可收集水量,m3；α——季节折减系数,取0.85；β——初期弃流系数,取0.87；

Ψ——径流系数,取0.9；H——多年平均年降雨量,m；A——汇流面积,m2；

南通市属北亚热带湿润气候区,海洋性气候特征明显,年均降雨量在1100mm 左右。已知该公寓楼的屋面面积为1108m2,即A=1108m2,将其代入式（1）可求得本公寓楼屋面可收集雨水总量为：

上述计算该雨水收集装置可收集雨水约811.17m3,若将该雨水合理利用,能够有效缓解城市供水紧张的局面,降低市政管道负荷。

3 结果与讨论

该雨水回收再利用装置中设置的水位报警器和关断阀,能够有效避免水箱中水满溢出,确保该水箱能够正常储存水；该雨水回收再利用装置中设置的过滤网和排污管,可对雨水中的漂浮物及污泥进行过滤排放,清理操作难度低,确保了收集的雨水可正常供冲水马桶使用。

该雨水回收再利用装置对收集的雨水经过过滤沉淀等处理后用于家庭冲刷等日常用水,多余雨水下渗后回补地下水。该装置将雨水回收利用不但可以缓解市政供水紧张,还可以减少降雨形成的径流量,更可以减少排入市政管网的水量,从而减轻城市排水系统压力。多余雨水下渗回补地下水有效改善了区域生态环境。