周煒峙
(廣東省建筑設(shè)計研究院 廣東廣州 510010)
隨著城市化的不斷發(fā)展,土地集約利用是一種大的趨勢,而大型城市綜合體的開發(fā)建設(shè)也是城市建設(shè)的重中之重。但大型城市綜合體的建設(shè),不僅改變了地塊的屬性,地表的雨水排放方式也發(fā)生了變化,地下空間也對雨水自然下滲形成了阻礙。如何解決雨水的排放、收集與利用是大型城市綜合體開發(fā)過程中急需解決的難題。
雨水利用有雨水下滲、雨水回用、調(diào)蓄排放等3種形式。
(1)雨水下滲主要通過管道或其他設(shè)施使雨水下滲到土壤,補充地下水資源,從而減少區(qū)域外排雨水徑流總量。
(2)雨水回用是經(jīng)收集、儲存、就地處理后作為沖洗、灌溉、綠化和景觀用水等。
(3)雨水調(diào)蓄排放是通過天然或人工建造的調(diào)蓄池、景觀水體等滯留雨水,進行錯峰排放,能夠較好的緩解瞬時峰值雨水無法排放的問題。
萬博商務(wù)區(qū)位于廣州市番禺區(qū),規(guī)劃總面積為1.5km2,其中核心區(qū)用地約0.63 km2,目前已有萬達集團、海印集團、天河城集團、廣晟集團等知名商家聚集[1]。
本項目雨水綜合利用條件分析如下:
(1)廣州市番禺地區(qū)地下水水位普遍較高、降雨量大,雨水入滲系統(tǒng)效果不佳,此外,本工程建設(shè)大片地下空間,不宜采用入滲系統(tǒng)。
(2)本項目雨水不排入市政雨水管網(wǎng),而是直接排入塘東涌,排水水力條件較好,排水順暢,采用雨水調(diào)蓄排放系統(tǒng)不具有雨水資源化和節(jié)約用水的目的。
(3)本工程目僅公共綠地面積9.98ha,按年灌水定額0.28m3/m2·a計算,年需要灌水2.8萬m3。工程實施地區(qū)雨水資源豐富,年平均降雨量1623.6-1899.8mm,采用雨水收集回用系統(tǒng)可實現(xiàn)雨水資源化、節(jié)約用水的目的。綜合上述因素,萬博商務(wù)區(qū)綜合體優(yōu)先推薦采用雨水收集回用系統(tǒng)。
本項目主要考慮對屋面雨水進行單獨收集,屋面雨水潔凈度較高,經(jīng)簡單沉淀即可滿足相關(guān)回用水水質(zhì)的要求,因此工程優(yōu)先考慮對屋面雨水進行收集回用。
圖1 萬博商務(wù)區(qū)雨水收集回用系統(tǒng)布局
設(shè)計選取萬達南、信息基地、奧園3個地塊的屋面雨水集中收集進入雨水收集回用系統(tǒng),屋面可收集利用的雨水與雨水需求量相當(dāng)。此外每個地塊應(yīng)建立自己的雨水收集回用系統(tǒng),規(guī)模能夠滿足本地塊的綠化灌溉及景觀補水需求。
圖2 雨水收集系統(tǒng)流程圖
本項目設(shè)計各地塊應(yīng)各自建設(shè)本地塊的雨水收集回用系統(tǒng)
(1)雨水分流裝置
雨水分流裝置主要用于控制水質(zhì),考慮降雨初期雨水所含雜質(zhì)較多,通過分流裝置將初雨排至區(qū)域雨水排水管道內(nèi)棄用,待降雨沖刷污染物量降低后,通過控制裝置獎雨水轉(zhuǎn)輸進入沉砂格柵井進行沉淀。
(2)沉砂格柵井
對雨水進行初步沉砂和格柵過濾處理,避免進入雨水收集管網(wǎng)的大塊漂浮垃圾對后續(xù)設(shè)備的影響。
(3)雨水沉淀池
收集調(diào)蓄雨水,實現(xiàn)雨水中的懸浮物的沉淀,雨水沉淀池內(nèi)設(shè)置排空、清洗等設(shè)施。
屋面雨水受污染程度較小,經(jīng)過先期棄流后的屋面雨水收集在雨水沉淀池,雨水沉淀池起到初步沉淀和調(diào)蓄雨水的目的,屋面雨水經(jīng)泵提升進入機械過濾器過濾處理,當(dāng)水質(zhì)較差時,可通過在泵前投加少量混凝劑,提高過濾效果;處理后的出水進入清水池,清水池的清水再經(jīng)清水泵提升經(jīng)過紫外消毒后用于公共綠地噴灌和景觀補水。
2.5.1 可收集雨水量計算
Wa=0.90x10ψchaF
式中:Wa——雨水的年可用雨水量(m3)
ψc——雨量徑流系數(shù),按綠化屋面,取0.4
ha——年降雨厚度(mm),取1900mm
F——計算匯水面積(ha),屋面面積按5.8ha計
0.90 ——可收集回用的降雨量系數(shù)
則Wa=39672m3/a
2.5.2 雨水收集回用需水量預(yù)測
a、綠化灌溉
灌溉公共綠地6.4ha,按日灌溉量2L/m2·d計算,日灌溉需水量為128m3/d,年均灌水定額按暖季型一級養(yǎng)護為0.28m3/m2·a,年灌溉需水量為1.792萬m3/a。
b、景觀補水
按景觀補水所提條件為60m3/d,年補水量為2.16萬m3/a。
則合計日用水量為188m3/d,年用水量為3.952m3/a。雨水年可利用量與需求量持平。
2.5.3 雨水調(diào)節(jié)池
表1 雨水調(diào)節(jié)池計算
由上表可知,10-3月,雨水收集量小于需求量,累積雨水缺口為16262m3,則理論上調(diào)節(jié)池容積應(yīng)大于16262m3,考慮到用地規(guī)劃、經(jīng)濟性等因素,雨水調(diào)節(jié)池有效容積取6000m3,調(diào)節(jié)池平面占地面積約2000m2,可滿足連續(xù)30天回用要求。
通過本項目的建設(shè)實施,較好的解決了萬博商務(wù)區(qū)地塊開發(fā)導(dǎo)致雨水無法自然下滲的問題,同時降低了雨水外排對周邊河涌防洪的壓力,同時通過收集處理,較好的實現(xiàn)了區(qū)域范圍內(nèi)雨水再利用,取得了較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
[1]鄭月玲.地上地下的城市-談萬博商務(wù)區(qū)規(guī)劃 [J].中外建筑,2015,(7):93-94.