作者：張新
廣州圣騰科技股份有限公司
一、工程概況
某國際家居廣場(chǎng)建成后用途為辦公及商業(yè)等，項(xiàng)目總用地面積約6.8萬m2，總建筑面積約29.6萬m2，主要建筑內(nèi)容包括32棟辦公樓、1棟集中商業(yè)樓和商業(yè)裙樓等，同時(shí)擬配套建設(shè)一個(gè)占地面積為4000 m2的公交站。
二、雨水回收利用
本項(xiàng)目建筑主要分為辦公塔樓和裙樓，雨水回收利用設(shè)計(jì)流程為：
2.1屋頂人工濕地系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1.1人工濕地概況
人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。
人工濕地處理系統(tǒng)可以分為以下幾種類型：（1）地表流人工濕地；（2）潛流式人工合成濕地；（3）垂直流潛流式人工濕地；（4）水平流潛流式人工濕地；（5）溝渠型人工濕地。其中，溝渠型濕地主要對(duì)雨水等面源污染進(jìn)行收集處理，通過過濾、吸附、生化達(dá)到凈化雨水的目的。是小流域水質(zhì)治理、保護(hù)的有效手段。
本工程采用屋頂人工濕地，主要用于凈化屋頂雨水，可達(dá)到雨水回收凈化，屋面綠化等效果，屋頂人工濕地剖面示意圖如下：
2.1.2人工濕地計(jì)算（1#樓為例）
屋面大小為69000×39000mm，為了能達(dá)到人員活動(dòng)區(qū)域，設(shè)人工濕地6個(gè)，每個(gè)大小為15000×12000mm。
每個(gè)人工濕地水池蓄水量V1為：V1=15×12×0.2=36m3，
則此屋面人工濕地總蓄水量為V=6×V1=216m3
雨水設(shè)計(jì)徑流總量按照下式計(jì)算：
式中W——雨水設(shè)計(jì)徑流總量（m3）
——雨水徑流系數(shù)
——設(shè)計(jì)降雨厚度（mm）
F——匯水面積（hm2）
硬化屋面雨水徑流系數(shù)為0.8-0.9，綠化屋面的徑流系數(shù)為0.3-0.4；
此項(xiàng)目按照廣州市兩年一遇最大日降雨量106.8mm計(jì)算，硬化屋面徑流系數(shù)取0.9，綠化屋面徑流系數(shù)取0.4。
硬化屋面徑流量W1為：W1=10×0.9×106.8×0.161=154.75m3
綠化屋面徑流量W2為：W2=10×0.4×106.8×0.108=46.13m3
則此屋面總徑流量W=W1+W2=200.88m3
屋面徑流總量W＜人工濕地水池總體積V，滿足水池容積大小。
2.2雨水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1#樓為例）
雨水也是一種水資源，通過雨水的合理收集與回用，可以節(jié)約自來水，節(jié)約綠化澆灌成本、景觀水景補(bǔ)水成本等，能有效緩解城市水資源緊張局面，還可以補(bǔ)充地下水源，削減城市雨季洪峰流量，有效控制城市雨季地面積水及水體污染，減輕城市排澇排污壓力和旱季缺水壓力，改善城市生態(tài)環(huán)境。
本項(xiàng)目雨水收集屋面人工濕地溢流水，雨水經(jīng)人工濕地初步過濾后進(jìn)入到下層雨水收集池。
本項(xiàng)目雨水回用方向?yàn)樗䴓峭鈧?cè)綠化和裙樓綠化澆灌，1#樓裙樓綠化面積為7824m2，塔樓外側(cè)綠化面積約300m2。綠化澆灌用水量按照2L/m2·d，
則總用水量為（7824+300）×2/1000=16.3m3/d
未預(yù)見水量取最高日用水量的10％
總最高日用水量為16.3×1.1=17.9m3/d
綠化澆灌按照每天兩次每次1小時(shí)計(jì)算，則最高日最高時(shí)用水量為8.95m3/h
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 50400-2006）《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》，雨水蓄水池的有效容積不小于下墊面降雨的24小時(shí)雨水徑流，同時(shí)匹配的用水管網(wǎng)需要達(dá)到一定的用水量規(guī)模，雨水儲(chǔ)水容積應(yīng)按照實(shí)際回用日用水量的3-5天來計(jì)算，按照上述計(jì)算：雨水儲(chǔ)水池有效容積取80m³。
本項(xiàng)目雨水回用流程圖如下：
三、雨水調(diào)蓄排放水池設(shè)計(jì)
雨水調(diào)蓄池是一種雨水收集設(shè)施，占地面積大，一般可建造于城市廣場(chǎng)、綠地、停車場(chǎng)等公共區(qū)域的下方，主要作用是把雨水徑流的高峰流量暫存其內(nèi) ,待最大流量下降后再從調(diào)蓄池中將雨水慢慢地排出。既能規(guī)避雨水洪峰，實(shí)現(xiàn)雨水循環(huán)利用，又能避免初期雨水對(duì)承受水體的污染，還能對(duì)排水區(qū)域間的排水調(diào)度起到積極作用。
3.1雨水調(diào)蓄水池的計(jì)算
本項(xiàng)目按照10年暴雨強(qiáng)度降雨歷時(shí)按20分鐘計(jì)算，根據(jù)《廣州市中心城區(qū)暴雨強(qiáng)度公式（2011）》計(jì)算，
暴雨強(qiáng)度為：424.578L/s·ha。本項(xiàng)目綜合徑流系數(shù)為0.45
則本項(xiàng)目雨水總流量為Q=1310.64L/s。
設(shè)駁接市政口三個(gè)，雨水管網(wǎng)管材為HDPE材質(zhì)，管徑大小為DN700，坡度為0.2%。
則每根管的排量為Q=538.398L/s，流速為1.399m/s。
雨水調(diào)蓄水池由雨洪控制井進(jìn)行控制，可按照規(guī)范圖集10SS705雨水綜合利用第36頁進(jìn)行設(shè)計(jì)。
根據(jù)《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》第十條 新建建設(shè)工程硬化達(dá)1萬平方米以上項(xiàng)目，除城鎮(zhèn)共建道路外，每萬平方米硬化面積應(yīng)當(dāng)配建不小于500立方米的雨水調(diào)蓄設(shè)施。
本項(xiàng)目硬化面積為約3萬平方米，則設(shè)雨水調(diào)蓄水池容積為1500立方米，分別設(shè)置在三個(gè)接市政口，分別為500立方米。
根據(jù)《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》第十條 雨水調(diào)蓄設(shè)施可以和生態(tài)景觀池塘、循環(huán)水池等合并設(shè)置、綜合利用，應(yīng)當(dāng)具有削減雨水洪峰徑流量功能，并可以在12小時(shí)內(nèi)排放到最低水位，其外排放量不應(yīng)超過公共排水管道的排水能力。
根據(jù)《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》第七條 城鄉(xiāng)規(guī)劃行政管理部門在辦理規(guī)劃條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)告知建設(shè)單位同時(shí)按照本辦法的有關(guān)規(guī)定采取徑流控制措施，使建設(shè)后的雨水徑流量不超過建設(shè)前的雨水徑流量。
則，本項(xiàng)目建設(shè)前為綠地，其徑流系數(shù)為0.15，即建設(shè)前的雨水排放量為382.36L/s。
設(shè)駁接市政口三個(gè)，雨水管網(wǎng)管材為HDPE材質(zhì)，管徑為DN500，坡度為0.2%。
則每根管滿管流的流量為Q2=219.52L/s。
因此，調(diào)蓄池高度和流量的關(guān)系，遵循動(dòng)量守恒定律而推導(dǎo)的公式：
其中： Q2： 允許排量：
Cd：為0.62
A：調(diào)蓄孔面積
H：水力高度（溢流高度）一般等于儲(chǔ)水池高度減少出水管高度。
即
H=2.25-0.3=1.95m。
因此：
得出A=0.057m2
3.2結(jié)論
圣騰雨洪控制井出水口為DN300，坡度為0.003，則允許排量Q1=68.85L/s，流速為0.974m/s，截面積為0.071m2。則需設(shè)圣騰雨洪控制井一套。
雨水調(diào)蓄水池排空時(shí)間為
T＜12滿足《廣州市建設(shè)項(xiàng)目雨水徑流控制辦法》第十條規(guī)定。
四、結(jié)語
在國家及當(dāng)?shù)卣倪@種法規(guī)及相關(guān)政策的要求下，適應(yīng)當(dāng)前建筑及小區(qū)的節(jié)能減排的要求和發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合雨水綜合利用的系統(tǒng)，已經(jīng)成為未來建筑的發(fā)展趨勢(shì)。
本工程建成后，將處理后的雨水引入綠化、環(huán)境衛(wèi)生、景觀補(bǔ)水等工程后，建成節(jié)水生態(tài)設(shè)施。不但節(jié)省了水資源，也體現(xiàn)了生態(tài)、環(huán)保，自然的理念。據(jù)有較高的環(huán)境效益。
雨水利用的場(chǎng)地開發(fā)遵循低影響開發(fā)（LID）原則，合理利用場(chǎng)地空間設(shè)置綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（GSI）。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（GSI）是一種由諸如林蔭街道、濕地、公園、林地、自然植被區(qū)等開放空間和自然區(qū)域組成的相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)。能夠以自然的方式控制城市雨水徑流、減少城市洪澇災(zāi)害、控制徑流污染、保護(hù)水環(huán)境。
GSI典型措施有：雨水花園(生物滯留)、屋頂綠化、植被淺溝、滲排一體化系統(tǒng)、地面滲透設(shè)施、雨水貯留設(shè)施，雨水濕地、景觀水體等多功能調(diào)蓄設(shè)施等。組合應(yīng)用這些措施可實(shí)現(xiàn)削減徑流系數(shù)、調(diào)蓄利用雨水資源、滯留調(diào)節(jié)徑流峰值、控制徑流水質(zhì)、降低管道的溢流排水量和溢流頻率、安全輸送、河道保護(hù)、營造生態(tài)化景觀等多種功能。綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施除有效控制雨水徑流外，還有助于凈化空氣、減少能源需求、緩解城市熱島效應(yīng)、增強(qiáng)固碳作用、土地增值、節(jié)約投資、降低設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用，提供具有美學(xué)和生態(tài)功能的自然景觀和宜居環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
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[5] 《雨水綜合利用》 10SS705
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