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雨水综合利用方案说明及可行性报告

北京XXXX科技有限公司
2010-09-19

目 录

一、雨水收集利用的价值和实用性……………………………………………3
二、雨水收集回用的社会及经济效益…………………………………………3
三、设计方案……………………………………………………………………8
1、项目概况……………………………………………………………… 8
2、XX市降雨资料……………………………………………………… 8
3、雨水收集利用的设计依据…………………………………………… 8
4、雨水收集利用的总体规划及计算数据……………………………… 9
1）年均可利用雨水量的计算…………………………………………9
2）雨水收集水池容积计算………………………………………… 9
3）雨水收集后使用……………………………………………………9
4）雨水回用节约的经济价值…………………………………………9
5、雨水综合利用系统的设置及用途…………………………………… 10
1）雨水利用系统的设置形式……………………………………… 10
2）初期雨水弃流系统…………………………………………………11
6、装配式PP储水池………………………………………………………13
四、主要设备及投资概算………………………………………………………12
五、雨水回用系统总用电量……………………………………………………14
六、综合评价……………………………………………………………………14

一、雨水收集利用的价值和实用性
城市雨洪利用技术是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面所产生的径流，采取相应的措施，或收集利用，或渗入地下，以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的，系寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同，城市雨洪利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水，它还包括减缓城区雨水洪涝，回补地下水减缓地下水位下降趋势，控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此，城市雨洪利用是一项多目标综合性控制技术。
目前，水资源的缺乏已成为世界性的问题，在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时，回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施。雨水利用就是把从自然或人工集雨面流出的雨水进行收集、集中和储存利用，是从水文循环中获取水为人类所用的一种方法。雨水利用将会为解决未来水资源短缺问题做出重要贡献。
集雨用雨不仅可以大大提高水资源的利用效率，还可以有效改善区域生态环境，减轻城市河湖防洪压力，减少需由政府投入的排洪设施资金。据统计，北京城区每年可利用的雨水量达到2.3亿立方米，是一笔不容忽视的宝贵财富。
二、雨水收集利用的社会及经济意义
1、水资源方面
水资源的缺乏已成为世界性的问题，在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时，回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施。雨水利用就是把从自然或人工集雨面流出的雨水进行收集、集中和储存利用，是从水文循环中获取水为人类所用的一种方法。雨水利用将会为解决未来水资源的短缺问题做出重要贡献。
随着城市化的进程，造成地面硬化（如建筑屋面、路面、广场、停车厂等）改变了原地面的水文特性，干预了自然的水文循环。这种干预产生的效果是负面的：大量雨水流失，交通路面频繁积水影响正常生活，雨洪峰值变大加重排水系统负荷，土壤含水量减少，热岛效应及地下水位下降现象加剧等。而与此同时，我国城市缺水问题却越来越严重，全国600多个城市中，有近400座城市缺水或严重缺水，且均呈递增趋势，以至国家花费巨资搞城市调水工程。
建设部已发布的《建设事业技术政策纲要》对加强雨水回收与利用做了明确规定，目前正组织编写的国标《住宅性能评定技术标准GB/T》（征求意见稿）、北京市于2003年4月1日起执行的《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》及上海市颁布的《生态住宅小区技术实施细则》，都要求对雨水进行利用。由XX参编的《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB 50400-2006已于2007年4月1日颁布实施。一些地方省市也制定法规和政策大力提倡、推动城市雨水利用。
综上，城市雨水利用是城市水资源综合利用中的一种新的系统工程，具有良好的节水效能和环境生态效益。目前我国城市水慌日益严重，与此同时，健康住宅、生态住区正迅猛发展，建筑区雨水利用系统，以其良好的节水效益和环境生态效益适应了城市的现状与需求，具有广阔的应用前景。可见，建筑区雨水利用系统的研究与推广，不仅有着重要的理论价值，也有实际的工程意义。
2、生态方面
（1）改善生态环境，补充涵养地下水，减少水旱灾害　　
    雨水集蓄利用有利于水土保持，改善农村生态环境，合理开发利用水土资源，有效减少毁林开荒，推进坡改梯等生态保护措施。在修建小水池、小山塘等小型水利工程后，有效地拦蓄径流，削减洪峰，减少了洪水危害。同时，就地拦蓄雨水径流入渗，减轻了对土壤的冲刷侵蚀和水土流失，提高了农业灌溉用水的保证率、土地的使用效率和林草成活率，增强了抗旱能力，有利于恢复植被，促进山区生产、生活、生态的良性循环。同时，利用城市河湖和各种人工与自然水体、沼泽、湿地等调蓄、净化和利用城市径流雨水，营造花草树木，灌溉绿地，减少水涝，补充涵养地下水资源，可以有效降低雨污合流，减少城市街道雨水径流量，改善水循环系统和生态环境。
（2有效缓解农村饮水困难，促进高效农业的发展和农民增产增收
    多年来，农民群众经过长期的实践和探索，因地制宜地修建了小水窑、小水池、小水柜、小塘坝、小水库等一大批雨水集流工程，拦蓄和利用雨水，使天然降水利用率由原来不足 30% 提高到 70%，有效的解决了群众的生活用水，为农业抗旱提供了稳定的水源保证，调整了当地的农业种植结构和农村产业结构，提高了农作物产量，促进了农民增产增收，推动了社会经济的发展。截止2004年6月，全国各地共建成各类水窖、水池、小塘坝等小微型蓄水工程600万处、蓄水容积20亿m3，发展抗旱补水灌溉面积3970万亩，年增产粮食22亿kg，年增加产值28亿元，解决了3600万人的饮水问题，使1500万人解决了温饱问题。
（3）改善人居生活条件，促进新农村建设
    通过雨水集流工程的开展，改变了旱区贫困农民的不良习惯，农村开始改水改厕，猪、牛、羊等牲畜实行圈养，在农户的房前屋后栽树种花，美化环境，村容村貌有了大的改观。一些农户家中还安装了自来水、太阳能热水器和抽水马桶，有效地改变了农村脏、乱、差地局面，改善了人居环境，使农户喝上了洁净卫生的水，大大改善了农村饮水不卫生、不安全的状况，缓解了争水抢水的矛盾，降低了农民因水致病而花费的医药费用，提高了农民生活质量和健康水平，促进了新农村建设。
3、地区经济方面
（1）节约用水带来的费用
若将雨水回用，则可替代自来水从而减少了自来水的使用量，若考虑用水超标加价收费和罚款，此项节省费用会更高。
（2）消除污染排放而减少的社会损失
据分析，为消除污染每投入1元可减少的环境资源损失是3元，即投入产出比为1：3。由于在本项目中采用了源头治理的方案如截污和弃流，以及过滤和消毒的处理措施，大大减少了污染雨水排入水体，也减少了因雨水的污染而带来的水体环境的污染。
（3）节省城市排水设施的运行费用
雨水利用工程实施后，每年可减少向市政管网排放的雨水量（包括绿地渗透设施减少的排水量）。这样会减轻市政管网的压力，也减少市政管网的建设维护费用。
（4）节水可增加的国家财政收入
这一部分收入指目前由于缺水造成的国家财政收入损失。据了解，目前全国六百多个城市日平均缺水1000万m3，造成国家财政收入年减少200亿元，相当于每缺水1 m3，要损失5.48元，即节约1 m3水意味着创造了5.48元的收益。
此外，还包括的间接效益有：提高防洪标准而减少的经济损失，城市和住宅开发使不透水面积大幅度增加，使洪水在较短时间内迅速形成，洪峰流量明显增加，使城市面临巨大的防洪压力，洪灾风险加大，水涝灾害损失增加。雨水渗透、回用等措施可缓解这一矛盾，延缓洪峰径流形成的时间，削减洪峰流量，从而减小雨水管道系统的防洪压力，提高设计区域的防洪标准，减少洪灾造成的损失。
（5）改善城市生态环境带来的收益
如果雨水集蓄利用工程能在整个城市推广，有利于改善城市水环境和生态环境，能增加亲水环境，会使城市河湖周边地价增值；增进人民健康，减少医疗费用；增加旅游收入等。
减少地面沉降带来的灾害
很多城市为满足用水量需要而大量超采地下水，造成了地下水枯竭、地面沉降和海水入侵等地下水环境问题。由于超采而形成的地下水漏斗有时还会改变地下水原有的流向，导致地表污水渗入地下含水层，污染了作为生活和工业主要水源的地下水。实施雨水渗透方案后，可从一定程度上缓解地下水位下降和地面沉降的问题。据测算，上海市地面每沉降1mm，就会造成经济损失1000万元。

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4、雨水收集利用的总体规划及计算数据
1年均可利用雨水量的计算
收集小区总汇水面积为17400㎡，综合雨量径流系数为0.45。
年均可直接利用雨水总量：Qp＝17400×0.596×0.5＝8299.8m3
2）、雨水收集水池容积计算
考虑雨水回用用途对水质要求，将雨水通过雨水收集系统进行收集，再经过初期弃流后进入PP模块组合水池进行储存，经雨水过滤板过滤后即可回用。XX24小时降雨量为33.1mm（0.15年重现期）。按设计规范要求，屋面雨水初期弃流可采用1-3mm径流厚度，路面雨水初期弃流可采用3-5mm径流厚度，本设计综合取4mm，水池计算容积已抛去弃流雨水量，即实际可收集雨水量为29.1mm。
一次降雨可直接收集下垫面雨水：
Qy＝17400×0.45×0.0291＝227.85m3
结合实际用水量及水池的实际占地情况，本方案在小区内东北角落小区雨水管网末端设置1座218.4m³雨水收集池，余量雨水以溢流形势排放至市政雨水管网。一次降雨可供回用总水量为210.0m³。考虑到雨水的保质周期及XX地区两场降雨间隔时间，本次设计用水周期取为3天，则每天的雨水回用量为：Qd=70.0m3/d
3）、雨水收集后使用
根据用途不同采用不同的处理方式，本项目的雨水主要用于绿化、道路浇洒及景观补水，考虑雨水的水质，以及对用水水质的要求，本项目所收集的雨水经雨水过滤体统后，可满足以上用水水质要求。
雨水在经过初期弃流后的水质为：CODcr70~100mg/L；SS20~40mg/L。所以雨水在经过简单的处理后即可达到相应的水质标准。雨水收集利用工艺流程如下图：

雨水收集利用工艺流程图
4）、雨水回用节约的经济价值
1）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。
2）通过有效的截留和控制雨水，可大幅减室外雨水排水管网的规模（约20%左右），同时可降低末端雨水提升泵站的投资。
3）与中水回用项目相比，雨水收集利用系统更适合在居民小区发挥作用。雨水收集系统建设较简单，在小区房屋基建时，在屋顶增设排放雨水的管道，地下建一个蓄水池就行了，其后期的运行管理也不复杂。收集的雨水可用于小区绿化、景观，既环保又经济（雨水回用设备运行维护费用约为0.16-0.19元/立方米）。
5、雨水综合利用系统的设置及用途
1）、雨水利用系统的设置形式
雨水利用系统布置如下，在图纸制定的位置和空间内将雨水储水池设置在此位置内，全部构筑单元均在地面以下。雨水收集利用利用系统布置如下图

雨水收集利用利用系统布置图
2）、初期雨水弃流系统
初期雨水水质检测表

天然
雨水
屋面雨水
路面雨水
平均值
平均值
变化系数
平均值
变化系数
沥青油毡屋面
瓦屋面

COD(mg/L)
25～200
700
200
0.5~4
1220
0.5~3
SS(mg/L)
<10
800
800
0.5~3
1934
0.5~3
合成洗涤剂(mg/L)

3.93

0.5~2
3.50
0.5~2
NH3-N(mg/L)

7.9
0.8~1.5
Pb(mg/L)
<0.05
0.69
0.23
0.5~2
0.3
0.2~2
酚(mg/L)
0.002
0.054

0.5~2
0.057
0.5~2
TP(mg/L)

4.1

0.8~1
5.6
0.5~2
TN(mg/L)

9.8

0.8~4
13
0.5~5
通过以上测试结果可以看出在雨水的收集利用过程中，初期降雨水质较差，应该将初期降雨的雨水予以排除，收集较为洁净的中、后期降雨的雨水。能够实现这一功能的设备称之为雨水初期弃流装置。

初期雨水弃流井室
屋面雨水的弃流采用弃流井，内置LQL-200A型初期雨水弃流装置。弃流雨水进入路面雨水排放管线，中、后的洁净雨水进入屋面雨水收集管线，流向雨水储水池。
6、装配式PP储水池
用于收集雨水的储存装置，采用成品装配式PP方块，可以采用不同数量的组合，而成不同的容积。该材质储水池便于安装施工，且容易保证储水池内水质。此类 PP储水方块可回收使用。

单体机构

整体安装效果
主要材质及功能：以聚丙烯塑料模块相组合，形成一个地下水池，在水池周围根据工程的需要可以包裹防渗不透水和可以入渗透水的两种土工布，作成贮水型和渗透型的两种不同类型。塑料模块组合的水池安装方便，承载力大。同时内壁粗糙度为0.009，比混凝土内壁光滑，内部结构不易附着杂质，更有利与保证水质稳定。水池上方可做为绿地，种植花草和树木等，起到美化环境的作用。
四．主要设备及投资概算
雨水收集处理系统总价约：88.78万
产品名称
规格
数量
单价（元）
总价
（万元）
备注
PP组合水池
1.0m×0.5m×0.4m
218.4m³
2200
48.05

进出水系统

1套
42000
4.20
成品安装
机电部分
TY-DK-04
1组
36800
3.68

雨水滤板
TY-LB-70
60.0㎡
1500
9.00

初期弃流装置
LQL-200AW
2台
16800
3.36

注：系统施工土建及设备安装费用暂按30%计
五．雨水回用系统总用电量
雨水收集处理系统总用电量约：4.75千瓦
设备名称
数量
用电量
供水泵
2
2×1.50KW
排污泵
1
0.75KW
雨水初期弃流装置
2
2×0.50KW
六．综合评价
城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术，具有节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态环境等综合效益。适应现代化城市对水资源保护与可持续利用的要求和城市水生态环境保护及可持续发展的要求。