雨水花园剖面图【杭州区域某公馆住宅项目雨水利用研究】

　　背景　　近年来连续的干旱和洪涝灾害迫切要求收集利用雨水，节约水资源，减少灾害影响。且随着我国城市化进程的推进，人口高度聚集，对水量的需求也越来越大，建成区不透水面积大幅度增加, 在相同降雨条件下, 径流系数增大, 雨洪量也增加,加重了城市排水和河道行洪负担, 汛期会造成地面积水和局部洪灾, 同时也干扰了自然水文循环, 减少了降雨入渗量, 使城市热岛效应加剧, 水分蒸发量下降, 空气干燥; 城市普遍采用雨污合流制, 增加了污水处理成本。因此城市雨水的科学管理便显得日益重要起来。
　　案例自身条件分析
　　1、 气候概况：杭州属亚热带季风性气候，雨量充沛。杭州气候温暖湿润，6月下旬至7月初是梅雨季节，8月上中旬是台风多发季节，常有瓢泼大雨。
　　2、 小区概况：该公馆结合西侧运河景观，引水入园，绕木生宅。自由流畅的水景动线、环楼而设的私家花园，将优雅浪漫的自然人居理念展现得淋漓尽致，规划有大面积的水景和绿化面积。“绿色、可持续发展”已经成为全世界主导的发展模式，保护生态环境，实现可持续发展战略是当今社会发展的主题。
　　面临问题：水景、水系面积大，需要耗费大量的水资源进行补充；夏季常有强降雨现象，通过雨水的收集利用，可以减少暴雨径流，缩减雨水排放系统的投资，增强应对极端天气的能力。
　　利用优势：本地区全年的雨量较丰富，加上本身远离工业，雨水污染率较低，可利用的雨水量很大，雨水处理方法简单。有大面积的水景，可以与雨水利用良好结合，产生更佳的利用效果，形成新的绿色人文水景景观。
　　3、基础数据：降雨量和蒸发量：杭州市年降雨量一般大于蒸发量。1980-2001年间，平均年蒸发量1312mm；1980-2006年间，平均年降雨量1454.6mm，项目所在地区雨量丰富，适合进行雨水的收集利用。
　　水景情况：根据图纸初步估算，水景面积约为1600㎡。7、8、9号楼的屋面有效汇水面积分别为785 ㎡，458 ㎡，1092 ㎡。屋面排水采用�%o110PVC-U雨水管及配套雨水斗，具有完整的市政雨水系统。
　　利用方式分类：雨水利用方法分为直接利用和间接利用两种。直接利用是雨水收集处理后用于绿地浇灌、路面喷洒和景观补水等用途。间接利用是将收集的雨水回灌补充地下水，实现人工水文循环。直接利用包括屋面雨水利用和地表汇流利用；间接利用包括蓄渗绿地和透水性铺装。根据本项目的水文地质和建筑相关条件，雨水的总体利用原则：收集利用屋面雨水，促渗地表雨水，尽量利用地表雨水。地表汇流的利用在本项目中不宜采纳。
　　方案对比分析
　　屋面雨水利用
　　1、系统简介
　　基本原理：雨天屋面径流经天沟或屋檐汇集后进入排水系统，然后经过初期弃流后由储水设施储存后进行后续利用。
　　本地区雨水污染水平低，经过初期雨水弃流后，只进行简单的过滤和沉淀处理就就能使水质达到一般室外杂用水的水质要求。利用方向主要是室外杂用水，如景观用水、绿化用水、路面冲洗用水等，不引入建筑内进行利用，力求整个系统简单，使用方便。
　　系统配置：雨水斗必须加设格栅；系统应配有初期雨水弃流装置，设于室外，所截流的初期径流可以直接排入市政雨水管网。储存系统优先选用地上小型储水罐，也可以选用地下储水池。蓄水池必须设有溢流排水设施，连接市政雨污系统。
　　弃流系统： 一般单日单次降雨量大于5mm的降雨在经过初期雨水弃流后才有一定的收集价值，小于此标准的降雨在系统计算中将其忽略。
　　2、应用条件
　　根据杭州地区的弃流标准选为2mm。弃流系统容量：7#楼1.4m3 8#楼0.8m3 9#1.9m3，可选用机械式和电子式弃流设备。
　　存水系统：储存系统的容量计算以两方面数据计算为基础。首先是不同容积下全年收集雨量的对比；然后对比不同容积的储存设备造价，结合全年收集雨量进行经济性对比，最后选择最近系统容量：以9#楼为例（见表1）。
　　根据计算数据，全年收集雨量与水箱容积基本成正比。杭州地区降雨丰富，单次降雨量较大，大体积的水箱可收集雨水更多。系统容量选择：杭州商业企业水费为3.5元/吨。（见表2）
　　根据回报期计算，在未来水费不变，不考虑雨水收集利用其它优势效果的前提下，选择容量较小的水箱，经济效益稍好。
　　3、效果预估
　　实施性：采用此屋面雨水利用系统，可实施性教强。如果采用地上储水设备，占地较多，对地表景观有影响；采用地下存水设备，土木施工费用会有增加。
　　经济性：当前情况下，投资回报效果不乐观。主要原因是杭州地区降雨时间分布比较集中，存水设备的利用率较低，收集雨量较少；水价较低，节水效益不明显。本项目有大面积的高品质水景，推荐将水景作为屋面雨水的存水系统，利用水景的调蓄容量可以容纳更多雨量，存水效率更高，收集雨量更多。直接供水景补水，灌溉及道路喷洒等用水可从水景中按量提取。不需要额外的存水系统投资，回报期将接近于0。
　　绿地蓄渗
　　1、系统简介
　　绿地蓄渗系统：蓄渗绿地法就是通过工程手段提高绿地对雨水的天然入渗能力，具有防治和削减径流污染物的双重作用。主要形式是下凹式绿地。可灵活运用于本项目中临近道路的绿地之中，尽量与市政雨水管线接近，以便设置雨水溢流口。
　　2、应用条件
　　典型方式：典型的下凹式绿地结构为：绿地高程低于路面高程，雨水口设在绿地内，雨水口低于路面高程的绿地并高于绿地高程。下凹式绿地汇集周围道路、建筑物等区域产生的雨水径流，雨水径流先流入绿地，部分雨水渗入地下，绿地蓄满水后再流入雨水口。地下水位距渗水面应大于1.0m。绿地的淹水时间（下凹绿地在灌满时全部雨水入渗所需的时间）要小于72小时（见表3）。
　　M-低势绿地面积负荷率，用小数表示；M=（Fg+Fn）/Fg,M=（绿地服务面积+下凹绿地面积）/下凹绿地面积。
　　3、效果预估：
　　绿地总面积约6800㎡，蓄渗绿地可应用面积约2800㎡。仅投入少量的土木施工费用，与景区造景工程一起实施，不需另外增加投资。几乎没有日常运行费用，只需进行简单的人工维护。主要是环境保护和绿色文化效益。
　　绿地蓄渗全年雨水入渗量达3500吨（含溢留部分），建筑垃圾的利用及雨水就地收集可减少排设施和建筑垃圾处置方面的资金和运行费用；改善小区气候状况和生态环境；削减雨季洪峰流量、减轻雨水管系及合流管系负荷、防洪防涝。
　　透水铺装
　　1、系统简介
　　渗透性铺装地面是指能够使雨水进入路面结构，渗透到路基或土壤中，实现雨水贮蓄或回补地下水，达到削减径流总量、洪峰流量和污染负荷效果的铺装。主要包括多孔混凝土、透水砖和植草砖。多孔混凝土由于本身强度不高，主要应用在强度要求不太高的场合。因为本小区的地上区域基本不允许行车所以可以用在例如小区内道路、人行道、广场以及各种体育场地等。透水路面砖块状或镂空型铺装中最常见的是透水砖和植草孔型砖。主要适用于人行道、非机动车道、广场、停车场、步行街、庭院路等场所。
　　2、应用条件
　　典型方式：透水性铺装的建设可以减少市政雨水管道和相关设施的投入，具有良好的经济和环境效益。
　　透水铺装系统应设置溢流系统，将超出系统处理能力的雨水直接排出，如在略微超过面层标高的地方埋设雨水入水口。透水铺装面层的渗透系数均应大于1�?0-4m/s，找平层和垫层的渗透系数必须大于面层。透水地面设施的蓄水能力不宜低于重现期为2年的60min降雨量；当采用透水性砖面层时，透水砖的一般技术要求应符合建材行业标准《透水砖》（JC/T945～2005）。铺装应有一定的坡度，以防表面积水以及颗粒物沉积，但坡度不大于2%。
　　方案小结
　　以上几种技术都有较好的实施性，都是以利用项目本身条件为主。需要在实施过程中与多方面进行配合设计，方可取得良好效果。经济性：屋面雨水系统若可以和水景结合良好，则投资回报效果会有很大提升。多种回收方案的实施与项目自身条件结合形成项目新的亮点，引领低碳生活，增加绿标评价筹码，同时提高项目品质。
　　（作者单位：沈阳建筑大学管理学院）