云南昆明市我国水资源严重短缺城市之一,随着城市经济的发展,对水资源需求增长。但是城市发展和规模扩大带来的大量的硬化地面又减弱了雨水的渗透,雨季降雨量大时容易形成洪峰,导致城市部分区域淹水,同时城市绿化面积的增加也使水资源短缺形势严竣,供需矛盾日益尖锐。为充分收集利用雨水资源,实现雨水资源化、涵养地下水、降低面源污染、减轻城市洪涝和排水系统压力、改善和修复城市水环境,昆明市出台了《昆明市城市雨水收集利用的规定》,将雨水收集起来再利用是发展循环经济,治理和保护滇池及入湖河道,实现水资源持续利用的一项重要措施。
针对昆明市雨量较充沛的特点,本项目拟设计配套雨水收集利用设施。雨水收集处理后主要用于灌溉绿地、环境卫生、景观环境用水、补充河道景观水、入渗等。该项目结合国内雨水收集和雨水处理的经验和丰富实例,根据实际地形地貌的特点,设计兼具节水、节能、环保、景观功效的绿色生态示范工程。
本项目通过深入系统地研究污染物去除机理和优化运行策略,并通过示范工程的建设与推广,达到水资源有效和循环利用的目标。
工程概况
天宇花园项目由昆明神州天宇置业有限公司开发建设,建设地点位于昆明市盘龙区联盟街道办事处小厂村万华路。项目净用地面积为24462.54㎡,总建筑面积202875.59㎡,建筑物占地6139.89㎡,硬化路面面积为6646.09㎡,绿地面积10876.78㎡。
地形地貌
工程区域地势较为平坦,主要为建筑、道路广场和绿化草坪,景观水体,建设条件良好。
气候特征
昆明四季温暖如春,全年温差较小,市区年平均气温在15℃左右,最热时月平均气温25℃左右,最冷时月平均气温3℃左右。
历年气温30.4℃,-7.8℃。
由于温度、湿度适宜,日照长,霜期短,所以鲜花常年不谢,草木四季长春,昆明“春城”的美誉由此得来。
昆明日温差较大,紫外线强度较高,一天之中有四季,有遇雨变成冬之说,在冬、春两季,日温差可达12-20℃。
昆明气候的主要特点有以下几点:1.春季温暖,干燥少雨,蒸发旺盛,日温变化大;2.夏无酷暑,雨量集中,且多大雨、暴雨,降水量占全年的60%以上,故易受洪涝灾害;3.秋季温凉,天高气爽,雨水减少。秋季降温快,天气干燥,多数地区气温要比春季低2℃左右。降水量比夏季减少一半多,但多于冬、夏两季,故秋旱少见;4.冬无严寒,日照充足,天晴少雨。5.干、湿分明。全年降水量在时间分布上,明显地分为干、湿两季。5~10月为雨季,降水量占全年的85%左右;11月至次年4月为干季,降水量仅占全年的15%左右。
对可直接取得的降雨资料进行分析。每次15mm以下的降雨次数较多,但总降雨量很少;而针对每次150mm以上的降雨进行收集会大大增加储存池的容积,但收集概率又很小;选择一年期24小时降雨量作为降雨量核算储水池容积,降雨量约为50mm。
同时,由于初期降雨的污染物含量较高,考虑初期2~5mm降雨的弃流,再加上降雨过程及收集汇流过程的蒸发、入渗、淤积等因素,每次15mm以下的降雨基本上是收集不到的,因此,雨水收集、储存系统所需要考虑的主要是针对每次15mm以上至每次50mm以下的降雨,按雨量厚度25.5mm计算。
雨水分配不均匀性是全国性普遍的情况,比起北方城市和南方大部分城市,昆明市的雨水分配相对均匀并且比较适合回收利用,另外此方案中充分考虑雨水分配不均匀性及如何提高利用率的问题。
雨水水质
初期降雨水质较差,应该将初期降雨的雨水予以排除(使用雨水初期弃流装置),收集较为洁净的中、后期降雨的雨水。雨水经过初期弃流后的水质为:CODcr70~100 mg/L;SS20~40 mg/L。
工艺流程说明
屋面雨水首先经过弃流装置完成对初期污染严重雨水的排放。按设计规范要求,屋面雨水初期弃流量考虑为1-3㎜。
经过初期雨水弃流后的屋面雨水通过雨水收集系统进行收集。
收集到的雨水经雨水处理系统,出水水质达到观赏性水景用水要求,处理系统以过滤、消毒为主。
渗透式铺装铺设于人行道、广场,降雨时,雨水可迅速渗入地下。
雨水收集与利用系统与中水处理系统进行衔接。当降雨时中水站停止进污水。雨水弃流后进入中水站的中间池进行深度处理。
雨水收集利用系统的设置及用途
小区内雨水总体规划
按照规范要求小区内建筑物屋顶雨水经雨水管、初期雨水弃流装置后,进入中水处理站进行处理,处理后引入人工湖储水;绿化带雨水直接吸收雨水,多余部分通过绿化带雨水口进入市政雨水管网。小区人行道和广场等部分铺设透水材料,通过渗透式铺装直接入渗回补。雨水收集与利用系统与中水处理系统进行衔接。当降雨时中水站停止进污水。雨水弃流后进入中水站的中间池进行深度处理。
雨水收集设计计算
《昆明市城市雨水收集利用规定》中规定,昆明市日设计降雨厚度约为25.5㎜,按照规范要求屋面雨水径流系数为0.8路面雨水径流系数为0.8,绿地雨水径流系数为0.15,规定中计算公公式为:W=10 -3× b ×(A1×a1+A2 ×a2)。
项目净用地面积为24462.54㎡,总建筑面积202875.59㎡,建筑物占地6139.89㎡,硬化路面面积为6646.09㎡,绿地面积10876.78㎡。:
通过计算,小区需设置雨水收集设施的规模为:
WA区=10-3×25.5×[(6649.09+6139.89)×0.8+10876.78×0.15)]=302.49m3
雨水综合利用计算
雨水利用方式主要有三种:储存处理直接利用,入渗回补和调蓄排放。
本项目建有景观池,作为处理后雨水的储水池,供景观绿化等取用。小区建有一座中水处理站,用于绿化和冲洗道路用水由中水供给。雨水可与中水互为备用水源。
所有绿地要求做成下沉式绿地,绿地比道路低5-10Cm,确保雨水顺利入地,雨水入渗量大于小区设计径流总量的三分之一。
考虑本项目硬化面积较大,在道路硬化时,尽量考虑采用透水材料,保证雨水的入渗回补。
小区内建设有完整的雨污分流系统,为保证小区内正常的生产经营,雨水调蓄暂时不考虑。
效益分析
环境效益
本工程建成后,将处理后的雨水引入绿化、环境卫生、景观补水等工程,建成节水生态设施。不但节省了水资源,也体现了生态、环保,自然的理念。具有较高的环境效益。通过控制地表雨水径流,缓解地表雨水对景观水体的污染
初期雨水中夹杂着大量的泥沙和地表污染物,通过系统对地面径流的控制可以有效的缓解景观水体的面源污染。
经济效益
若按一次25.5mm降雨计算,雨水收集与利用系统可以利用的雨水量为302.49m?,按昆明市每吨自来水3.85元计算。
302.49×3.85=1164.58元。
若每年有80天的25.5mm的雨天则每年可以节省1164.58×80=93166.4元则项目建成后每年可以节约自来水用水9.31万元。
本工程雨水收集经过初雨弃流、收集,处理、消毒后,可满足景观用水的补充和绿化用水及环境卫生用水的要求等。本工程建成后,利用所收集的雨水,将大大节约原本消耗市政自来水的开支。
社会效益
雨水利用工程是一项节能保护环境、节能减排、建设文明卫生城市,实现雨水资源化、节约用水、修复水环境与生态环境,减轻城市洪涝,具有明显的社会效益。