溫琬心,王冬梅?,張琳琳，任遠(yuǎn)

(1.北京林業(yè)大學(xué)，水土保持學(xué)院，100083，北京；2.沃德蘭特(北京)生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究院有限公司，100192，北京)

房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目雨水池適宜容積計(jì)算模型

溫琬心1,王冬梅1?,張琳琳2，任遠(yuǎn)1

(1.北京林業(yè)大學(xué)，水土保持學(xué)院，100083，北京；2.沃德蘭特(北京)生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究院有限公司，100192，北京)

隨著城市化進(jìn)程加快，城市內(nèi)澇問題越來越突出。為解決因下墊面硬化引起的城市內(nèi)澇問題，探求建設(shè)項(xiàng)目中雨水池容積計(jì)算方法。本文以北京市房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目為研究對(duì)象，從北京市1953—2012年降雨數(shù)據(jù)中選取降雨量最大、平均和最小年的日降雨數(shù)據(jù)，并擬定中水同時(shí)用于綠化和道路澆灑，應(yīng)用日水量平衡模型方法，對(duì)比分析雨水池可利用率和中水補(bǔ)給率變化趨勢(shì)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益因素，確定雨水池適宜容積。應(yīng)用多項(xiàng)式擬合法，得到雨水池適宜容積簡易計(jì)算模型。結(jié)果表明：隨著雨水池容積增加，雨水池可利用率增大(0～1)，中水補(bǔ)給率減小(1～0)；當(dāng)雨水池容積增至一定程度，其可利用率與中水補(bǔ)給率的變化趨于平緩；3種年況的雨水池可利用率的關(guān)系為最大>平均>最小，中水補(bǔ)給率的關(guān)系為最大<平均<最小，為互補(bǔ)趨勢(shì)；效益費(fèi)用比隨著雨水池容積增大而減小。經(jīng)驗(yàn)證，模型符合工程建設(shè)要求，且具普遍性，可投入應(yīng)用。為提高模型可靠性，應(yīng)用時(shí)宜將模型計(jì)算結(jié)果與規(guī)范最低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核比對(duì)。本研究為今后雨水池設(shè)計(jì)提供了一種新的快捷簡便算法，豐富了設(shè)計(jì)理論。

下墊面； 雨水池容積； 日降雨量； 雨水池可利用率； 中水補(bǔ)給率； 計(jì)算模型

城市內(nèi)澇是指由于強(qiáng)降水或連續(xù)性降水超過城市排水能力致使城市內(nèi)產(chǎn)生積水災(zāi)害的現(xiàn)象[1]。內(nèi)澇導(dǎo)致房屋被淹、街道成河、交通受阻、城市陷入癱瘓，經(jīng)濟(jì)受到重創(chuàng)的同時(shí)，還嚴(yán)重威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[2-3]。城市內(nèi)澇原因主要是項(xiàng)目建設(shè)所導(dǎo)致的城市硬化地面比重大幅上升，已有管網(wǎng)不能滿足硬化面積增大后的雨水排除標(biāo)準(zhǔn)，使雨水無法入滲。如何使項(xiàng)目建成后做到雨水就地消納、雨水不外排，是解決城市內(nèi)澇問題的重中之重。

雨水調(diào)蓄池的功用類似“小型水庫”，在儲(chǔ)納利用水資源、削減洪峰的同時(shí)又可以高效率利用土地資源，為城市創(chuàng)造優(yōu)美景觀、改善城市生態(tài)環(huán)境[4]；因此，雨水調(diào)蓄池是解決問題的關(guān)鍵。秦祎等[5]研究表明：雨水調(diào)蓄設(shè)施按功能、原理分為儲(chǔ)存設(shè)施、調(diào)節(jié)設(shè)施和滯蓄設(shè)施。雨水儲(chǔ)存設(shè)施是指在降雨期間儲(chǔ)存未經(jīng)處理的雨水，以達(dá)到收集目的；雨水調(diào)節(jié)設(shè)施是將雨水徑流暫時(shí)性的儲(chǔ)存在雨洪管理設(shè)施中，以達(dá)到錯(cuò)峰目的；雨水滯蓄設(shè)施是將降雨就地入滲，以達(dá)到削峰目的。為實(shí)現(xiàn)削峰減排，實(shí)現(xiàn)雨水的資源化利用，工程中普遍適用雨水調(diào)節(jié)池(雨水池即)。

邢國平等[6]選取天津市最大、平均和最小降雨量，分析其日降雨數(shù)據(jù)，通過建立日水量平衡模型，計(jì)算出不同用水需求條件下，某一住宅小區(qū)的雨水池適宜建設(shè)容積。王小林等[7]選取西安市2001年4月21日—2014年4月20日日降雨數(shù)據(jù)，通過建立日水量平衡模型，計(jì)算出關(guān)中地區(qū)典型庭院的雨水池適宜建設(shè)容積?，F(xiàn)有研究均只針對(duì)某一建設(shè)項(xiàng)目，導(dǎo)致研究結(jié)果不具有普遍性。

據(jù)大量項(xiàng)目調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于雨水池計(jì)算方法、設(shè)計(jì)理論和運(yùn)行模式的不成熟，在實(shí)際工程中并未建設(shè)應(yīng)用。就北京市而言，(DB11-685—2013)《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]中要求：“新建硬化面積達(dá)2 000 m2及以上項(xiàng)目，應(yīng)每1 000 m2硬化面積配建≥30 m3雨水調(diào)蓄設(shè)施”。僅以雨水不外排原則對(duì)雨水池容積做寬泛界定，并沒有結(jié)合不同項(xiàng)目特點(diǎn)給出明確建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國雨水池設(shè)計(jì)多采用國外的經(jīng)驗(yàn)公式[9]，或由年降雨量估算而來。因此，探究普遍適用于當(dāng)?shù)厍乙?guī)模適宜的雨水池容積計(jì)算模型，極具科學(xué)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。筆者結(jié)合北京(1953—2012)年實(shí)測(cè)日降雨資料[10]，選取3種不同降雨年況，綜合考慮各種影響因素，旨在探究出簡單便捷的雨水池容積計(jì)算模型，為更經(jīng)濟(jì)更顯著地改善內(nèi)澇窘境、改善城市生態(tài)環(huán)境提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)[11]。

1 資料的選取與分析

1.1 降雨資料

北京市地處華北平原的西北邊緣，暖溫帶半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。北京市降水概率大，年內(nèi)分配不均、年際變化很大，汛期6—8月的雨量約占全年降水量85%；豐枯水年連續(xù)出現(xiàn)，內(nèi)澇和干旱極端現(xiàn)象頻發(fā)[12]。對(duì)北京市1953—2012年降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定北京地區(qū)多年平均降雨量[8]為595 mm，1959年年降雨量1 404.6 mm為降雨最大年、1970年年降雨量597.0 mm為降雨平均年、1965年年降雨量261.4 mm為降雨最小年。據(jù)北京市雨量站的資料，選取1959年北運(yùn)河通州站、1970年通惠河松林閘站和1965年護(hù)城河松林閘站日降雨數(shù)據(jù)分別代表豐水年、平水年和枯水年3種降雨年況，即考慮不同降水量對(duì)雨水池容積的影響。3站年降雨數(shù)據(jù)(表1)及相應(yīng)年內(nèi)日降雨量圖(圖1)如下：

表1 北京市豐水年、平水年和枯水年年降雨量Tab.1 Annual rainfall at wet year,normal year and dry year in Beijing

注：1959年尚未修建松林閘雨量站，故選取北運(yùn)河通州站1959年降雨資料代表豐水年情況。Note:Since the Songlin Gate Station had not been constructed in 1959,we chose the data of North Canal Tongzhou Station for the wet year/mm.

圖1 年內(nèi)日降雨量Fig.1 Daily rainfall

1.2 建設(shè)項(xiàng)目資料

選取北京市9個(gè)房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目為研究對(duì)象，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2，其中硬化面積包括建筑物用地面積和道路廣場(chǎng)用地面積。不同下墊面及其徑流系數(shù)[8,13]詳見表3：

研究[14]表明：草坪低于周圍路面0.1～0.2 m的入滲量為草坪高于或平于路面入滲量的3～4倍，綠地下凹深度以0.05～0.1 m為宜，有效調(diào)蓄深度取0.05 m。武晟等[15]對(duì)典型下墊面降雨實(shí)驗(yàn)研究表明：透水磚與覆蓋率100%的草地具相同下滲能力；屋面材料主要為SBS，現(xiàn)普遍應(yīng)用的一種防水卷材，主要成分為石油瀝青，屬弱透水性材料，將其歸為硬化面積。另學(xué)校建設(shè)項(xiàng)目中包含操場(chǎng)，為保證操場(chǎng)雨后40 min場(chǎng)地?zé)o積水，跑道自外向內(nèi)設(shè)8‰坡度，為弱滲透性下墊面，屬硬化面積范疇。

2 研究方法

研究[8]表明：回用系統(tǒng)的最高日設(shè)計(jì)用水量不宜小于匯水面雨水設(shè)計(jì)徑流總量的40%。雨水回用途徑為綠化和道路澆灑，用水指標(biāo)分別為2.0和2.5 L/(m2·d)。北京市冬季不實(shí)施綠化及道路澆灑，因此計(jì)算時(shí)間為3月1日—11月30日，共275 d。假定日需水量為最大，即同時(shí)用于綠化和道路澆灑情況，則日需水量

表2 房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目下墊面數(shù)據(jù)Tab.2 Data of underlying surface of construction project hm2

表3 不同下墊面及其徑流系數(shù)Tab.3 Different underlying surface and its runoff coefficient

D=275(20a+25c)。

(1)

式中：D為日需水量，m3；a為綠地面積，hm2；c為澆灑面積，hm2。

2.1 日水量平衡模型

由于房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中雨水池普遍置于地下，故不考慮蒸散發(fā)損失。雨水池日水量平衡模型的建立依賴物理定律——質(zhì)量守恒[16]。即雨水池當(dāng)日所容納的雨量為當(dāng)日入池雨量加上原儲(chǔ)雨量減去出池雨量。假設(shè)雨水池投入使用時(shí)的初始水量S0=0。則雨水池水量平衡模型計(jì)算公式[17-20]為：

S(t+1)=S1+Qt-D(0≤S(t+1)≤V)；

(2)

S(t+1)=0 (S(t+1)

(3)

S(t+1)=V(S(t+1)>V)。

(4)

式中：S(t+1)為第t+1天結(jié)束時(shí)池中蓄積量，m3；S1為在時(shí)間間隔開始時(shí)池中原有蓄積量，m3；Qt為在時(shí)間間隔中實(shí)際入池徑流量，m3；D為每日需水量，m3；V為雨水池容積，m3。當(dāng)?shù)趖+1天結(jié)束時(shí)，若雨水蓄積量無法滿足當(dāng)日需水量，則當(dāng)日雨水蓄積量按零計(jì)算；若雨水蓄積量大于雨水池容積，則當(dāng)日雨水蓄積量為雨水池容積，多余雨水通過管道溢流外排。

U=D-S(t+1)(S(t+1)

(5)

F=S(t+1)-V(S(t+1)>V)。

(6)

式中：U為無法滿足需水量時(shí)的中水補(bǔ)水量，m3；F為無法容納時(shí)的溢流外排量，m3。

當(dāng)池中蓄積量無法滿足日需水量時(shí)，需進(jìn)行中水補(bǔ)給，補(bǔ)給量為需水量與蓄積量差值；當(dāng)蓄積量大于雨水池容積時(shí)，需溢流外排，外排量為蓄積量與池容差值。

實(shí)際入池徑流量、綜合徑流系數(shù)和徑流總量計(jì)算公式[13]為：

Qt=0.9R；

(7)

(8)

R=10φhI。

(9)

式中：Qt為在時(shí)間間隔中實(shí)際入池徑流量，m3；R為徑流總量，m3；φ為雨量綜合徑流系數(shù)[21-22]；I為總匯水面積，hm2；Ii為單一下墊面種類面積，m2；φi為單一地面種類徑流系數(shù)；h為日總降雨量，mm；i為地面種類序號(hào)。

開始降雨后，建筑屋面與不透水路面開始匯集雨水，綠地與透水鋪裝在蓄滿后開始匯集雨水，匯集的雨水通過管道流入雨水池，扣除匯流過程中的損失即初期棄流，實(shí)際收集雨水量按徑流總量的90%計(jì)算[23]。

2.2 雨水池可利用率計(jì)算

雨水池可利用率[7]指雨水池滿足用水需求時(shí)的比率。計(jì)算公式為：

(10)

式中：γ為可滿足每日需水量的雨水調(diào)節(jié)池容積的可利用率；n為雨水池空置或無法滿足當(dāng)日需水量的時(shí)間，d；T為當(dāng)年中納入計(jì)算總時(shí)間，d。

圖2 雨水池可利用率與中水補(bǔ)給率Fig.2 Rainwater tank availability and reclaimed water recharge rate

2.3 中水補(bǔ)給率計(jì)算

中水補(bǔ)給率[7]是指補(bǔ)給水量占總需水量的比例。其計(jì)算公式為：

(11)

式中：β為中水補(bǔ)給率；N為總需水量，m3；m為中水補(bǔ)水量，m3。

3 結(jié)果與分析

3.1 雨水池可利用率與中水補(bǔ)給率

圖2為9個(gè)房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的雨水池可利用率和中水補(bǔ)給率圖，可見雨水池容積在一定范圍內(nèi)與其可利用率呈顯著正相關(guān)，與中水補(bǔ)給率呈顯著負(fù)相關(guān)。說明雨水池越大，可回收利用水量越多、需補(bǔ)給中水量越少。當(dāng)雨水池容積增至一定程度，其可利用率與中水補(bǔ)給率的變化趨于平緩。雨水池可利用率趨于1，說明此時(shí)雨水池所貯存的雨水量恰好能被高效利用；雨水池可利用率趨于平緩但不為1，說明此時(shí)雨水池容積相對(duì)于回收水量過大，地表徑流全部被收集，仍無法滿足用水需求；中水補(bǔ)給率趨于0，說明可滿足用水需求；中水補(bǔ)給率趨于平緩但不為0，說明收集全部地表徑流，仍無法滿足用水需求，需借助中水補(bǔ)給。3種年況間進(jìn)行比較，雨水池可利用率從大到小依次為降雨最大年、平均年、最小年，中水補(bǔ)給率與其相反。

由圖中數(shù)據(jù)計(jì)算可知，隨著雨水池容積增加，雨水池可利用率和中水補(bǔ)給率在平緩期的變化量均≤1%。因此，當(dāng)雨水池可利用率的增量區(qū)間與中水補(bǔ)給率的負(fù)增量區(qū)間均≤1%時(shí)，認(rèn)為雨水池所增加的容積量無法發(fā)揮充足效益，視此值為臨界值。現(xiàn)由圖2可讀取各年況的雨水池容積臨界值，并取3種年況雨水池容積的均值與雨水池最低建設(shè)容積[8]進(jìn)行比對(duì)分析。若均值≥最低建設(shè)容積，適宜容積為均值；若均值<最低建設(shè)容積，適宜容積為最低建設(shè)容積(表4)：

表4 雨水池適宜容積Tab.4 Suitable volume of rainwater tanks m3

3.2 成本和效益分析

成本包括固定資產(chǎn)投資和年運(yùn)營支出費(fèi)用。據(jù)大量房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目資料的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)，并應(yīng)用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得出，固定資產(chǎn)投資為

y=3 549.7x+70 503。

(12)

式中：x為雨水池容積值，m3；y為固定資產(chǎn)投資費(fèi)用，元。

年運(yùn)營支出費(fèi)用包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工管理費(fèi)和折舊費(fèi)，其中電費(fèi)按北京市電價(jià)0.53元/(kW·h)計(jì)算；折舊費(fèi)按折舊年限為30年[24]計(jì)算，折舊率為96%；其余費(fèi)用按同類項(xiàng)目類比取0.55元/m3。效益包括直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益。直接經(jīng)濟(jì)效益為雨水回用代替中水而節(jié)省的費(fèi)用，北京市中水水價(jià)按1.00元/m3計(jì)算(2015年)。間接經(jīng)濟(jì)效益包括節(jié)水增加的國家財(cái)政收入、雨水利用而消除污染的排污費(fèi)、節(jié)省城市排水系統(tǒng)設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用，按23.05元/m3計(jì)算。折現(xiàn)率類比同類項(xiàng)目取7%。

效益費(fèi)用比[25]為總效益現(xiàn)值與總費(fèi)用現(xiàn)值的比值，是評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)狀況的決定性指標(biāo)?？傂б娆F(xiàn)值指在壽命周期內(nèi)工程的經(jīng)濟(jì)效益?？傎M(fèi)用現(xiàn)值指集雨池壽命周期內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)工程費(fèi)用現(xiàn)值。效益費(fèi)用比越大，說明雨水池在其壽命期內(nèi)收益相對(duì)于成本越高。當(dāng)效益費(fèi)用比>1時(shí)，認(rèn)為方案在經(jīng)濟(jì)上為可行?，F(xiàn)計(jì)算雨水池在表4適宜容積時(shí)的效益費(fèi)用比(表5)：

由表5可知，效益費(fèi)用比均<1，說明通常情況下無法同時(shí)滿足雨水池的使用需求與經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合雨水池可利用率與中水補(bǔ)給率結(jié)果分析可知，在雨水池容積達(dá)到一定值后，雨水池可利用率和中水補(bǔ)給率雖仍為遞進(jìn)趨勢(shì)，但變化量顯著減小，不但無法充分體現(xiàn)雨水池可利用優(yōu)勢(shì)，且變相造成經(jīng)濟(jì)損失。即隨著雨水池容積的增加，效益費(fèi)用比呈下降趨勢(shì)；因此，當(dāng)經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮雨水池可利用率和中水補(bǔ)給率；當(dāng)經(jīng)濟(jì)條件有限時(shí)，應(yīng)側(cè)重考慮經(jīng)濟(jì)因素，即在保證效益費(fèi)用比>1，或趨于1的前提下，適當(dāng)降低雨水池設(shè)計(jì)容積。在適宜容積下的效益費(fèi)用比值偏小，是由于在工程成本、用水需求和徑流產(chǎn)量等因素的影響下，使得雨水池容積在滿足使用需求的前提下，無法同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)效益要求。因此，在成本與需求都無法更改且無法同時(shí)滿足的情況下，只能通過加強(qiáng)雨水池的管理與維護(hù)，延長雨水池的使用年限，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

表5 雨水池效益費(fèi)用比Tab.5 Benefit-cost ratio of rainwater tanks

3.3 結(jié)果分析

將表2數(shù)據(jù)與表4數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到公式：

y=417.15+647.29a+159.10b+276.12c+223.98d。

(13)

式中：y為雨水池適宜容積值，m3；b、d分別為下凹綠地面積、透水鋪裝面積，hm2。相關(guān)系數(shù)為0.818 79，說明模型擬合度較好。此模型選取4類典型下墊面面積為自變量，并認(rèn)為多元即典型下墊面選取的數(shù)量，是保證公式精度的前提。當(dāng)已知房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目普通綠地面積、下凹綠地面積、硬化地面面積和透水鋪裝面積，可直接據(jù)式13求出適用于此建設(shè)項(xiàng)目的雨水池適宜容積。據(jù)以上分析知，此容積值可使雨水池可利用率達(dá)近最大化，中水補(bǔ)給率達(dá)近最小化。

4 模型驗(yàn)證

為說明雨水池容積計(jì)算模型的可靠性，現(xiàn)取5個(gè)新建房地產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證，各項(xiàng)目下墊面數(shù)據(jù)詳見表6。將表6中下墊面數(shù)據(jù)代入模型，求得雨水池設(shè)計(jì)容積。在滿足雨水池最低建設(shè)容積的前提下，新建項(xiàng)目建成后綜合徑流系數(shù)不得>0.5，改擴(kuò)建項(xiàng)目改建后綜合徑流系數(shù)不得>0.4。用模型計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算雨水池調(diào)蓄后的綜合徑流系數(shù)，將其與規(guī)范值進(jìn)行對(duì)比分析。雨水池最低建設(shè)容積、模型計(jì)算容積和調(diào)蓄后綜合徑流系數(shù)詳見表7：

表6 房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目各下墊面資料Tab.6 Data of underlying surface of construction project hm2

注：設(shè)計(jì)雨量按3年一遇24 h日降雨量125 mm計(jì)算。參數(shù)根據(jù)《北京市水文手冊(cè)》(第一分冊(cè))暴雨圖集[26]確定。查多年平均最大24 h雨量等值線圖及年最大雨量變差系數(shù)Cv值等值線圖，讀出多年平均24 h最大雨量及Cv值。查附錄2(皮爾遜Ⅲ型曲線的模比系數(shù)Kp值表)，北京地區(qū)采用Cs=3.5Cv，用內(nèi)插法計(jì)算得3年一遇頻率下Kp值。Note：Design rainfall is according to 125 mm/day in 24 h for once in 3-year.Parameters are determined by “Beijing City Hydrological Handbook (First volume)”.The average annual maximum 24 h rainfall and the value ofCvare determined by checking the average annual maximum 24 h rainfall contour map and annual maximum rainfall coefficient of variation.SinceCs= 3.5Cvin Beijing,we checked appendix 2 (Coefficient of modulusKpof Pearson Type Ⅲ curve) and used the interpolation method to calculate theKpfor once in 3-year.

表7 雨水池容積計(jì)算模型可靠性分析Tab.7 Accuracy analysis of rainwater tank volume calculation model m3

注：雨水池調(diào)蓄量按照雨水池容積80%計(jì)算。Note：Storage of rainwater tank is assumed to be 80% of the tank volume.

由表7中項(xiàng)目1～4可知，由雨水池容積計(jì)算模型求出的計(jì)算容積值均大于等于雨水池最低建設(shè)容積，且綜合徑流系數(shù)均<0.5，符合要求。項(xiàng)目5計(jì)算容積值略小于最低建設(shè)容積；因此，應(yīng)將模型計(jì)算值與最低建設(shè)容積做校核比對(duì)。若計(jì)算容積值大于等于最低建設(shè)容積，則取計(jì)算容積值為設(shè)計(jì)值；若計(jì)算容積值小于最低建設(shè)容積，則在滿足調(diào)蓄后綜合徑流系數(shù)取值要求前提下，增加雨水池容積設(shè)計(jì)值至最低建設(shè)容積。若調(diào)蓄量(包括下凹綠地調(diào)蓄量和雨水池調(diào)蓄量)大于徑流量，則說明徑流無外排。此時(shí)，在滿足最低建設(shè)容積條件下，可根據(jù)調(diào)蓄后綜合徑流系數(shù)適當(dāng)降低雨水池設(shè)計(jì)容積。

5 結(jié)論與展望

1)通過將各下墊面面積參數(shù)與經(jīng)理論分析得出的雨水池適宜容積值進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，建立了雨水池適宜容積計(jì)算模型，該模型為今后房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目中的雨水池適宜容積計(jì)算提供了簡便算法。

2)雨水池適宜容積計(jì)算模型符合房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)要求，且研究方法具普遍性，研究結(jié)果基本可靠，故可投入應(yīng)用。筆者將模型計(jì)算結(jié)果與規(guī)范最低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核比對(duì)，可靠性更高。經(jīng)濟(jì)條件允許時(shí)，優(yōu)先考慮雨水池可利用率與中水補(bǔ)給率；經(jīng)濟(jì)條件有限時(shí)，適當(dāng)降低雨水池設(shè)計(jì)容積以增大效益費(fèi)用比。建成后需加強(qiáng)雨水池的維護(hù)與管理，旨通過延長使用期限增加效益收入。但為確保雨水池適宜容積模型的精度，應(yīng)收集更多樣本作進(jìn)一步校核計(jì)算；為保證雨水池更加安全的運(yùn)行，在最適宜容積基礎(chǔ)上需進(jìn)行容積的安全加量。另長時(shí)間運(yùn)行將導(dǎo)致雨水池內(nèi)部淤積泥沙，還應(yīng)考慮泥沙淤積所引起的消極影響。

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Model of calculating suitable volume of rainwater tanks for real estate construction projects

WEN Wanxin1，WANG Dongmei1，ZHANG Linlin2，REN Yuan1

(1.School of Soil and Water Conservation,Beijing Forestry University,100083,Beijing,China;2.Water-land Ecological Environment Technology Co.Ltd.,100192,Beijing,China)

[Background] China is on the peak of urbanization.However,with increased hardened proportion and imperfect drainage measures in cities,rainstorms cannot efficiently infiltrated and ultimately resulted in the formation of waterlogging.As the best measure of reducing flood,solving water pollution and shortage,the rainwater tank has been promoted and applied widely.Though rainwater tank was widely used in estate construction projects and was advocated in a larger volume on the principle of none out drainage,few studies had been conducted on it.Otherwise,the design of rainwater tanks in our country is mainly based on the experience formula of foreign countries,or estimated by the annual rainfall.Therefore,a convenient and reliable method for calculating the volume of rainwater tank is very important to the development of the city.[Methods] We took nine construction projects in Beijing as the research site,selecting three kinds of daily rainfall (maximum,average and minimum) from the rainfall data of Beijing during 1953—2012.We assumed recycled rainwater used for both greening and road sprinkling.Applying the method of daily water balance model,we analyzed trends of rainwater tank availability and reclaimed water recharge rate.We suggested an appropriate volume of rainwater tank after taking the economy benefits.Applying the method of polynomial fitting,the model of calculating suitable volume of rainwater tanks was obtained.Lastly,we used five construction projects for verification.[Results] With the increasing of rainwater tank volume,rainwater tank availability becomes higher (0-1) and reclaimed water recharge rate becomes lower (1-0).When rainwater tank volume reaches to a certain level,the tendency of rainwater tank availability and reclaimed water recharge rate become gentle.The rainwater tank availability relationship of three years is maximum year > mean year > minimum year.The reclaimed water recharge rate relationship of three years is maximum year < mean year < minimum year.The trend of rainwater tank availability and reclaimed water recharge rate is complementary.The benefit-cost ratio becomes lower as rainwater tank volume increase.[Conclusions] In this study,we set up a simple and convenient calculation model of volume of the rainwater tank.It can enhance accuracy in practical application by comparing the results of model calculation and the minimum construction standards.We need to strengthen the maintenance and management of the rainwater tanks after completion for increasing revenue by extending service life.The future study of rainwater tanks should be focused on the more abundant data samples,additional safety volume of it,and negative impact of sediment accumulation.

underlying surface; rainwater tank volume; daily rainfall; rainwater tank availability; reclaimed water recharge rate; calculation model

2017-01-20

2017-05-23

項(xiàng)目名稱：寧夏回族自治區(qū)水利廳水利科技項(xiàng)目“寧夏生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治技術(shù)研究”

溫琬心(1993—)，女，碩士研究生。主要研究方向：水土保持及工程綠化。E-mail：15201443407@163.com

?通信作者簡介：王冬梅(1963—)，女，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向：水土保持及工程綠化。E-mail：dmwang@163.com

TV213.9

A

2096-2673(2017)04-0134-09

10.16843/j.sswc.2017.04.017