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雨水利用方案范文1
關鍵詞：雨水資源；節能；海綿城市；環保
中圖分類號：TU984
文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）10017802
1 引言
近幾十年來，我國水利事業高速發展，全國各地出現了大大小小的水庫電站。然而這些水庫電站只能對在空間上已經相對集中的水資源進行利用，而相對不集中的城市降水卻沒有很好地給人們帶來方便，反而在某種程度上形成危害。以2016年為例，南方地區先后出現20多次強降雨過程，全國降水量比往年同期多23%，最大點日雨量達493 mm。雖然我國具有豐富的雨水資源，年均總量超過6萬億m3。然而，我國大部分城市大量雨水資源白白流失，雨水利用率竟不到1%。甚至，我有40%以上的人口生活在缺水地區，有400多座城市缺水，其中108座嚴重缺水，1.6億人的城市居民受影響。任何活動都離不開水的參與，水資源不能好好控制并加以利用，已是一個關系到未來國家命脈的問題。
事實上，我國尤其是南方有著豐富的降水，平均年降水量在800 mm以上，而浙江、福建、海南、廣東等部分地區的年降水量甚至超過1600 mm。如果能將這些豐富的雨水資源充分利用，將是一筆不菲的經濟收入。同時，這種直接利用自然資源的方式，基本不會對環境產生負面影響，對我國的能源結構優化也起著一定的作用。針對這種雨水資源泛濫，卻不能有效利用的現象，提出了一種有效利用雨水資源的方案，實現了雨水的多層次利用。
2 城市雨水綜合利用方案
2.1 方案原理
2.1.1 能量守恒定律
能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而能量的總量保持不變。在地球與雨水組成的封閉系統中，當雨水從高處下落時，引起系統勢能的減少，根據能量守恒定律，雨水勢能的減少必然會引起其他能量的增加。
2.1.2 發電設備工作原理
水輪機是一種水力機械，也就是在液體和固體之間進行機械能的轉換。水輪機以水作為工作介質，主要將水的動能和勢能轉變為水輪機的旋轉機械能，這種機械能再通過主軸傳遞出去[1]。
2.1.3 海綿城市
建海綿城市首先要有“海綿體”。城市“海綿體”既包括河、湖、池塘等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設施。雨水通過這些海綿體“下滲、滯蓄、凈化、回用”，最后剩余部分徑流通過管網、泵站外排，從而可有效提高城市排水系統的標準，緩減城市內澇的壓力。
2.2 方案詳細說明
該方案采用的主要載體由集水裝置、照明系統、燈柱、發電設備、儲電設備、集水系統六大部分組成（圖1）。在燈柱頂端設集水裝置，并將燈桿設置為空心圓柱，在空心圓柱底端設置有將機械能轉化為電能的裝置及儲電設備，并且在柱底設置集水管道，將雨水二次利用于灌溉等。集水裝置收集到的雨水從上端下泄時具有足夠的機械能，當其到達底端時，使發電裝置產生一定的電能，將這部分電能存儲在蓄電池中供路燈照明（圖2）。
2.2.1 集水裝置
集水裝置整體為漏斗狀，有一定的集水體積，為了具有一定的美觀性并改善照明情況，可以將漏斗四周設計為荷葉片狀。漏斗下端設有出水口，相當于沖擊式水輪機的噴嘴。出水口處有開合裝置，該裝置受感應裝置控制，當集水達到一定的高度，壓力達到設定值時，出水口開放，水流高速下泄，沖擊水輪機葉片，帶動發電。
2.2.2 燈柱改進
與傳統燈柱比較，在空心圓柱內部設有細長圓管，用與引導雨水下泄，空心燈柱的管徑厚度需滿足強度要求。為方便發電設備和儲電設備的安放并且增大路燈的穩定性，可適當增大燈柱下部直徑，對于燈柱高度，同一街道燈具安裝高度必須一致（發光中心到地面高度）[2]。
2.2.3 發電設備
發電設備為微型水力發電機，安裝在燈柱底部。集水漏斗至燈柱底部有一定的水頭落差，從引水管道出來的射流沿轉輪圓周切線方向沖擊輪葉，驅動轉輪旋轉，將動能轉換為旋轉機械能。針對不同水頭水源，從10 m左右到100 m的水頭都可以，水量相對要求不大。根據水頭落差并且配合對應的水管要求，可以達到多種功率。使用蓄電池將降雨時產生的電能儲存起來，在需要時供路燈照明。
2.2.4 集水系統
在每個燈柱底部設有出水管道，將發電后的雨水收集，統一進入儲水設備。下降的雨水通過集水系統匯集進入蓄水池，或者與“海綿城市”工程地下管道系統相通。收集的雨水用于日常綠化帶的灌溉、公共廁所沖水、灑水車取水等，當降雨量超過蓄水池容量時，通過感應開關打開池底閥門，將多余的雨水排入城市排水系統。
3 海綿城市系統
“海綿城市”是以“自然積存、自然滲透、自然凈化”為特征，字里行間反映出與傳統的工程思維下“水適應人”的治水思路截然不同。城市應該是一種“人適應水”的景觀，即“水適應性景觀”。 “海綿”即是以景觀為載體的水生態基礎設施完整的土地生命系統，自身具備復雜而豐富的生態系統服務功能，這是“生態系統服務”理論的核心思想，聚焦到“水問題”上，這一理論表明，城市的每一寸土地都具備一定的雨洪調蓄、水源涵養、雨污凈化等功能，這也是“海綿城市”構建的基礎。它提供給人類最基本的生態系統服務，是城市發展的剛性骨架。從水安全格局到水生態基礎設施，它不僅僅維護了城市雨澇調蓄、水源保護和涵養、地下水回補、雨污凈化、棲息地修復、土壤凈化等重要的水生態過程，而且它是可以在空間上被科學辨識并落地操作的。所以，“海綿”不是一個虛的概念，它對應著的是實實在在的景觀格局[3]。城市雨水綜合利用方案與海綿城市系統巧妙結合，解決了城市降水量時空分布不均帶來的不利影響。
4 雨水利用綜合效益分析
首先，該方案將發電設備和日常公共設施相結合，將雨水的能量充分利用，轉化為電能，并且雨水這一天然資源，有著無盡的供應來源，天然環保零成本，且收集方便，無需處理即刻利用；其次，發電后的雨水通過收集二次利用，增加了廢水的利用價值，實現了水源的可循環利用；再者，結合“海綿城市”系統，實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護。這樣既產生了一部分電能，又節約了大量的水資源，實現了雨水資源的多次利用，符合當前我國提倡的經濟、環保、綠色的發展理念[4]。
參考文獻：
[1]
李方方. 水輪發電機組智能控制研究[J]. 華北水利水電學院，2007（4）.
[2]周 暉，王建鋒，聶引飛.公路路燈設計探討[J].中國西部科技，2009（8）.
雨水利用方案范文2
我國鋼鐵企業的能源消耗約占全國能源總消耗的10%～15%，而我國鋼鐵企業對能源的利用率低，遠遠低于發達國家的水平。目前，國內多數鋼鐵企業通常采用水淬沖洗方式處理熔融態鐵渣，處理工藝中未設置獨立的余熱回收裝置，沖渣水直接排放。不僅導致大量的資源的浪費；且產生含腐蝕性氣體的蒸汽對廠內的設備造成破壞。對沖渣水的余熱回收是鋼鐵企業一個亟需解決的問題。
現階段，鋼鐵企業沖渣水余熱回收利用主要有集中供暖和低溫余熱發電兩種方式。本文以北方某鋼鐵企業1#高爐沖渣水余熱資源為例，分別采用集中供暖和余熱發電（本文選用有機工質朗肯循環發電）兩種方案展開計算，對比了兩種方案的項目投資、投資收益、投資回收期以及節能減排綜合社會效益，可為今后鋼鐵企業余熱回收利用提供參考。
1、余熱利用方案的計算與比較
北方某鋼鐵企業1#高爐沖渣水量為2650m3/h，沖渣后水溫為85℃，平均每天沖渣12小時。
方案一：集中供暖
沖渣水經過沉淀和過濾，由循環水泵經長距離供熱管網輸送至采暖用戶。因管網散熱損失，沖渣水實際進入采暖用戶的溫度比沖渣后水溫低15℃左右，采暖用戶的供回水溫差通常為15℃，根據公式（1）可計算出沖渣水提供的有效熱量：
Q=hG（Tg-Th） （1）
式中，Q為有效熱量，KW/h；h為單位換算系數，取h=1.16；G為沖渣水流量，kg/h；Tg、Th分別為管網供水、回水溫度，℃。
可供采暖的建筑面積S由式（2）計算：
方案二：低溫有機朗肯循環（ORC）發電利用
圖1為對應的ORC循環T-s圖，如圖所示，工質在蒸發器內定壓吸熱（4-1過程），然后在膨脹機內絕熱做功（1-2過程），乏汽在冷凝器內定壓放熱（2-3過程），最后在工質泵內絕熱壓縮（4-1過程），再回到蒸發器，完成整個ORC動力循環。
（
兩種方案的綜合社會效率按國家發改委提供的數據計算：工業鍋爐煤燃燒一噸標準煤產生二氧化碳2620kg，二氧化硫8.5kg，氮氧化物7.4kg，煙塵58.7kg。
從表1可知，對鋼鐵企業沖渣水進行余熱回收，采用集中供暖的方案無論在經濟效益還是在社會效益上都要優于余熱發電方案。且經計算發現，有機朗肯循環余熱發電的效率不高，只有15%左右。因此，鋼鐵企業沖渣水余熱回收應優先考慮采用集中供暖的方案。
2、結論
雨水利用方案范文3
[關鍵詞]汾河流域，污染治理，環境生物修復技術，人工濕地
中圖分類號：TM92.4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0326-01
1 引言
汾河為山西境內最大河流，也是黃河第二大支流，其由北至南貫穿大半個山西，流域面積約39471平方公里。汾河作為山西人民的母親河，孕育了三晉大地悠久的文化，哺育了無數三晉大地的兒女。時至今日，隨著工業化進程不斷推進和煤炭資源的大規模開采利用，汾河兩岸工廠增多，加上人們環保意識的的淡薄、有關部門監管不力以及歷史因素的制約，工業化在帶動山西經濟大發展的同時，也給汾河造成了嚴重的污染。汾河污染情況以中下游地區尤為嚴重，個別地區河水發黑發臭，水生生物大量死亡。針對汾河流域沿岸生態環境的嚴重惡化，汾河水質的急劇下降，山西省委省政府提出了“千里汾河，清水復流”的口號，并以生態治理、生態恢復為基本手段。
從“生態治理”的基本理念出發，汾河治理應該以汾河流域各區段實際情況為基本出發點，分地區、時區建立相對應人工工程，以引導生態系統自動修復功能的最大限度發揮，而不是畢其功于一役的面子工程，唯此方能成功建立起良性循環、可持續的汾河治理工程。
2 流域概述
汾河為黃河第二大支流，全長713公里，流域面積約39721平方公里，北起山西神池縣，一路向南，貫穿大半個山西后，于山西省萬榮縣匯入黃河。汾河支流眾多，流域內各種水利設施星羅棋布，其中大型水庫（庫容量1億立方米以上）3座，各N中小型水庫、灌區、機電泵站數不勝數，具有灌溉、發電、工業和城市居民用水等多種功能。
汾河上游地區水質相對正常，但是中下游地區的污染問題以及流域內生態環境破壞問題較為突出和明顯，應作為污染治理和生態修復的重點地區，通常意義的汾河中下游地區指汾河二庫壩下到萬榮縣入河口，流經太原、晉中、呂梁、臨汾、運城五市。本篇主要對山西省呂梁市文水縣段實際情況提出針對性治理和修復方案。
文水縣境內汾河主要指汾河主要支流之一的文峪河，古稱文谷河，又名文水，據歷史數據顯示，其基本情況見表1。
文峪河流域內地形較為復雜，其中山區3203平方公里，平川區909平方公里，地上地下河污染情況均較為嚴重，本次調研也得到當地村民（邢家堡村、貫家堡村）的積極響應以及村鎮領導的大力支持，當地居民都迫切希望有汾河污染情況得到積極治理和改善。
3 生態環境破壞情況簡述
3.1 河水污染嚴重
汾河在流經太原大同等中大型城市和介休、霍州等工礦城市，每年都要接受大量的工業生活廢水達3.33億噸，占到整個山西省的48%。據2008年時山西省水環境檢測中心對汾河水質的評定顯示，山西省河流污染程度進一步加重污染形勢十分嚴峻。在評價河段中，84%的河段被嚴重污染，河流污染主要超標項目為：氨氮、化學需氧量、石油類、溶解氧、揮發酚和生物需氧量等。總體來看汾河上游污染較輕，城市附近和各主要工業城市附近污染較重，且污染項目多、超標倍數大。汾河主要河流水質狀況見表2。
3.2 水資源嚴重短缺
據近幾年觀測數據顯示，汾河中下游地區水流量正在減少，甚至個別地區已經出現斷流情況，從汾河流域各區間資料整體對比，汾河河段總體呈衰減演變的趨勢，2001-2013年段水資源量較1956-1979水資源量減少近30%，造成這種情況的主要原因有：氣候變化導致降水量減少；工業和農業生產對地下水的嚴重開采浪費；污水處理水平低下，中水回收規模小；中上游植遭到嚴重破壞，土地蓄水能力下降；煤炭資源的大量開采利用，造成汾河下墊面變化，地下水深度進一步下降。
4 環境生物修復技術的可行性探討
4.1 環境生物修復技術概述
環境生物修復技術是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新型交叉學科，指直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，也指能夠將環境中有害物質吸收并轉化為有用物質的人工技術系統。該技術在污染治理方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點，為從跟本上解決突出環境問題創造了條件。
目前，環境生物修復技術在許多河流流域污染治理已得到應用，并初步取得了一系列成果，針對汾河流域實際污染情況，可綜合利用污水生物凈化技術（高效微生物固定化技術）、污染土壤生物修復技術和人工濕地技術。
4.2 污水生物凈化技術
造成汾河污染的物質主要包括酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛醇等。微生物通過自身的生命活動可以解除污染物的毒害作用，并同時將之轉化為有益的無毒物質。現在大多采用的是生物凈化技術為固定化酶和固定化細胞技術（高效微生物固定化技術）。固定化酶技術指通過物理吸附或化學鍵合法和固態不溶性載體結合沉降，而微生物細胞是一個天然固定化酶反應器，該種方法可以高效處理廢水中的有機污染物和無機重金屬。
此技術在國外成功范例很多，近幾年在國內也取得了較大進展，但應用還相對較少，可以通過在汾河各主要河段以及庫區建立生物沉降池，同時發揮本省學術優勢，在菌種培育方面加大投入。
4.3 污染土壤生物修復技術
由于煤炭等礦產資源的大規模開采利用，汾河許多地區土壤污染嚴重，已不適合植物生長并進而產生一系列惡劣后果，造成土壤污染的主要的物質為無機重金屬鹽離子，該物質對活性細胞具有巨大殺傷力。污染土壤的生物修復技術的主要原理為：通過生物作用（如酶促反應）改變重金屬在土壤中的化學形態，使之被固定或解毒，降低其移動性，與此同時增加土壤中有機物含量，激發微生物活性，由此改善土壤生態結構，這有助于土壤的固定、遏制風蝕水蝕等作用，防止水土流失。
5 結語
汾河流域存在的河流污染、水資源短缺現和生物多樣性急劇下降現象十分嚴重，針對汾河的大規模治理已經刻不容緩，而綜合考慮汾河流域實際情況，環境生態修復技術是最為行之有效的技術手段之一，其中人工濕地具有較強實用性和環境技術優勢，可作為主要技術。為實現源頭、干流以及各支流的全流域綜合治理，應該具體到每一區段環境，合理制定相關的環境生物修復技術方案和規劃，針對性落實各項修復工程舉措，同時也需要各個部門和各地政府的積極配合，加大環保宣傳力度，全社會共同參與，實現“千里汾河濁復清”的總體戰略目標。
參考文獻
[1] 蔡金麗.汾河河道生態治理思路與措施[J].水利建設與管理，2011（1）：73- 74，46.
雨水利用方案范文4
1、工程概況
順義新城位于北京市順義區老城區以北，距首都國際機場約10公里，距北京市區32公里。其東臨潮白河，西至京承鐵路，南側為城北減河，北臨牛欄山，開發面積約10平方公里，區內有京密路、白馬路及順安路聯絡線，還有未來將要建設的輕軌、高速公路通過，交通較為便捷?，F況順安路與白馬路將整個順義新城分為四個片區，用地大體呈現北高南低，高程差達15米，北片以現狀順安路為界，用地向東西兩側傾斜。南片西高東低，賽馬場以南，順安路形成谷地，東西兩側均向順安路傾斜。新城東南地區有京郊大型賽馬場及高爾夫球場，城東寬闊的潮白河是2008年奧運會的水上運動項目賽艇和皮劃艇比賽場地。
2、規劃城市定位、城市規模
2003年1月獲北京市規劃委員會審批通過的《順義衛星城馬坡組團（順義新城）總體規劃（2002―2010）》中確定城市長遠發展目標定位為：順義新城是北京市重要的中高檔休閑健身、旅游度假基地，也是北京市專項體育運動比賽訓練中心，以及承接著北京市區人口擴散的遠郊中高檔居住組團，同時順義新城也是順義衛星城重要的組成部分，順義區新的政治文化中心。
順義新城規劃用地面積977公頃，規劃居住人口約8.3萬人，區內規劃有主干道路8條、次干道路5條、支路30條。
二、 排水現狀和排水體制
1、排水現狀
規劃區內現狀排水是雨污分流和合流并存。
現況污水管主要沿白馬路東段、濱河路及其部分支路分布，設施分散，未成網絡。現況污水流至濱河路與華中路路口南側的現況提升泵房后，經提升后沿路邊明溝排放至減河。順安路以西，白馬路南北也有現況合流管，下游經現況京承鐵路涵管，向西排放，并沿現況排水土溝向南排至減河上游。
現況雨水主要靠鐵路和現況順安路、濱河路、白馬路兩側的明溝，以及區內現況自然排水溝排放，沒有系統的管道體系。
2、排水系統體制
（1）城市排水體制的分類
目前在我國城市排水系統的規劃設計中，一般常采用截流式合流制排水系統或分流制排水系統兩種體制。
截流式合流制排水（如圖1），該系統可以保證晴天的污水全部進入污水處理廠，雨季時，通過截流設施，截流式合流制排水系統可以匯集部分雨水至污水處理廠，當雨-污混合水量超過截流干管輸水能力后，其超出部分通過溢流井泄入水體。這種體制對帶有較多懸浮物的初期雨水和污水都進行處理，對保護水體是有利的，但另一方面雨量過大，混合污水量超過了截流管的設計流量，超出部分將溢流到城市河道，不可避免會對水體造成局部和短期污染。并且，進入處理廠的污水，由于混有大量雨水，使原水水質、水量波動較大，勢必對污水廠各處理單元產生沖擊，這就對污水廠處理工藝提出了相當高的要求。
分流制排水系統（如圖2），由于實施雨、污水分流，可以將污水全部引至污水處理廠進行處理，從根本上杜絕了污水直接排放對水體的污染。同時，由于雨水不進入污水處理廠，處理水的水質水量可維持較小的變化范圍，保證出水水質的相對穩定，容易做到達標排放。
（2）排水體制的選擇
排水體制的選擇是一項很復雜很重要的工作，是城市排水系統規劃和設計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統的設計、施工、維護管理，而且對城市規劃和環境保護影響深遠，同時影響排水工程的總投資和初期投資費用以及維護管理費用。
新城發展目標定位為中高檔居住組團、順義衛星城重要的組成部分，順義區新的政治文化中心，因而對水資源和環境保護的要求比較高，應提高污水的處理率，創造良好的生態環境；經統計，順義新城已建成地區比例不超總建設規模的20%；在建成區內有部分現況污水管道可以利用；需要改造的合流管道不多；新城地勢平坦，常年少雨、氣候干燥；區域內有潮白河和減河流過，水環境有一定的容量和自凈能力；新城規劃建設的道路橫截面有足夠的位置，允許必要的市政管線的鋪設；基于以上因素，經技術經濟分析,筆者綜合考慮確定區內雨污水宜采用分流制排水系統，新城完全能夠隨著城市的徹底建設將合流制改為分流制。
三、 排水方案設計
1、 雨水設計方案
（1）雨水下游出路的確定
城市雨水的下游應是穩定的有規劃水位水質標準的水體，因此順義新城的雨水下游確定為潮白河與減河，應根據潮白河和減河的主管部門提供的設計基礎資料進行雨水管道設計計算。
（2）雨水管線流域分區
《控規》將白馬路以北順安路以西大面積的雨水均由北向南排放，干線設置于花園西路上；東部地區雨水在潮白河向陽閘上設置兩個出口。筆者認為將新城近一半流域面積內的雨水由北向南排除，流域面積過大，導致雨水管渠斷面大，加大投資和實施難度。從地勢上分析，現況南北地勢高程差別顯著，大量雨水匯集新城南部，這對原本排水不利的低洼地區又增加了雨水排放量，對城市防洪排澇安全不利。因而重新劃分流域分區：1、順安路以西、白馬路以北的雨水匯集后經現況鐵路涵洞向西排放至小中河；2、順安路以東、白馬路以北部分雨水向南再向東排入潮白河；3、順安路以西、白馬路以南的雨水向南排至減河；4、順安路以東、白馬路以南、濱河路以西范圍內的雨水向南排至減河。5、另外，濱河路東側緊鄰新城的高爾夫球場，球場內的雨水沿其場內的現況排水溝排至減河。
（3）低洼地區的防洪與排澇
根據當地近幾年水文實測資料分析，城區降雨強度只要達到每小時30毫米以上，部分易淹地區就將出現積水受淹現象，新城白馬路以南至減河地勢低洼，歷史以來就是待機排水區，針對此地塊的排水安全和防洪，設計中提出如下工程措施：
道路豎向設計的要求，即按照潮白河20年一遇規劃洪水位自排來控制道路標高，保證暴雨水位增高時，排水管渠內的水位線不可高出地面而造成河水倒灌，要滿足道路雨水自排要求。
在有條件的局部新建地區，將地坪填高至不低于潮白河20年洪水位以上0.5米；
在城區易淹地區及低洼地區，采用水泵抽升排水方式解決小范圍的雨水排除；
因減河常水位淹沒排水管渠不是很深，在下游出口附近的雨水管渠內設置阻水堰來防止雨水管渠內常年存留河水。
在下游出口檢查井修疊梁閘槽，適河道水位高低，放置疊梁閘板或者在排水出口上安裝無需人工開啟的橡膠止回閥（俗稱鴨嘴閥）和浮箱式自動翻板閘門。
如發生潮白河洪峰和與減河相關的小中河洪峰相遇的情況，減河水位在設計重現期內可能超出管道設計標準（即20年規劃洪水位）。建議當地水利部門采取措施，從該地區的整體防洪角度考慮在減河入潮白河出口處設置防洪排澇設施，保證減河水位不超標。
（4）雨水利用
城市雨水利用技術在發達國家已經逐步進入到標準化和產業化階段。比如1989年德國出臺了雨水利用設施標準，對住宅、商業和工業領域雨水利用設施的設計、施工和運行管理，過濾、儲存、控制與監測4個方面制定了標準。1992年“第二代”雨水利用技術問世。又經過近10年的發展與完善，目前已是“第三代”雨水利用技術――設備的集成化。即從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制都有一系列的定型產品和組裝式成套設備。雨水利用在我國雖然歷史遠久，但過去主要應用于缺水的農村地區?，F代意義上的城市雨水利用技術在我國發展較晚，它主要是隨著城市化帶來的水資源緊缺和環境與生態問題而引起人們重視的。城市雨水的利用不是狹義的利用雨水資源和節約用水,它還包括減緩城區雨水洪澇和地下水位的下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態環境等廣泛的意義。
新城雨水利用的總體思路是“構建水景＋滲透回灌地下水＋排放”。考慮分散布置3處人工湖，把收集的雨水蓄積在內，作為景觀用水；為加大滲入量，減少排放，盡可能的減少封閉路面；所有的道路路面均高于綠地60mm，保證道路雨水先進入綠地進行滲透處理。因為綠地是一種天然的滲透設施，對雨水中的一些污染物具有較強的截流和凈化作用；增設人造透水地面，盡量多選用透水性混凝土路面，在人行道、休閑區域等用多孔的嵌草磚，碎石地面。
（5）雨水設計內容
奧運大道以北，順安路以西新城部分流域面積，并包括新城范圍以北1.3km2，經花園西路擬建雨水干線2-2000×1600～2-3200×1600方溝穿鐵路向西排放至現況小中河支溝；并沿現況溝（順義新城外）排至減河上游；奧運大道以南，順安路以西流域面積的雨水經花園西路、龍苑路、順安路上擬建雨水干線D1400～2-3600×1600方溝，向南排入減河；華中路以南段的花園西路道路排水沿花園西路擬建雨水管D700～D800，直接向南排入減河；順安路以東，馬場東路以北流域面積的雨水，分別向南向北排至奧運大道上的擬建3800×2000雨水方溝后向東最終由潮白河向陽閘下出口入潮白河；奧運大道及馬場東路以南，順安路以東部分流域面積的雨水經濱河路擬建雨水干線D1000～2-2400×1600方溝向南排入減河。泵站：道路規劃下挖立交處，其雨水需設雨水泵房抽升排放，立交泵房規模還需結合道路設計深化確定。奧運大道與花園西路立交擬建雨水泵房粗估規模Q＝1.0立方米/秒，擬占地1000平方米，花園北路和減河北路與花園西路的兩個立交，擬建雨水泵房粗估規模均為Q＝0.6立方米/秒，擬占地600平方米。本方案設計雨水管總長38.3公里，投資估算1.38億元。
2、污水設計方案
鑒于順義新城規模不大，綜合考慮各方面因素，采用集中處理方案，做到適度集中，以便節省污水收集、處理、再生利用整套系統的投和日常能耗，降低再生水成本。
（1）污水量參數
污水量設計標準：
設計人口為新城內現狀人口1.68萬人，規劃人口為8.5萬人，考慮到流動人口和暫住人口及比賽時增加的觀眾等因素，本次設計人口按10萬人計。服務面積為新城總用地面積977公頃，其中服務面積859.4公頃。由此得出綜合用水量：中規院《控規》給水規劃：人均綜合用水量指標取500升/人?日，《室外給水設計規范》中二類地區中小城市綜合平均日用水量為189～449升/公頃?日，本設計考慮新城用地性質及城市職能本次設計人均綜合用水量按照500升/人?日計算?；凇犊匾帯分邪凑沼玫刂笜朔ㄓ嬎悖覀冾A測用水量為，人均指標法校核后預測新城規劃區用水量為5萬噸/日，城市污水排放系數控制在0.9。
污水管道設計標準：
綜合考慮以下因素，本次方案設計確定新城污水管道設計標準為90立方米/日?公頃。這些因素分別為：污水管道的設計使用年限將高于控規的規劃年限，污水管的設計標準應高于以上兩種方法所得的計算值；考慮到部分地下水位較高的地區存在地下水滲入；城市人口增長；區內燕京啤酒廠其用水增加量等不確定因素；參考了相似地區的設計標準。
以此標準可反算出新城可服務的人口極限值為90×859.4×1000÷（500×0.9）＝17.2萬人。則新城內人口密度為17.2×10000÷859.4≈200人/公頃，此人口密度已相當于大型城市的人口密度。此污水量設計標準90立方米/日?公頃為新城內平均污水量標準，在污水方案設計中注意要在保證整個新城污水量平衡的前提下對不同區域性質不同人口密度地區適當增減污水量標準的數值。
（2）污水設計內容
本設計內容如下：沿減河北路、順安路、奧運大道向西，設計污水干線D800-1400；分別沿花園西路和花園中路設計污水支干線D400-600；沿龍苑路和向陽路至奧運大道設計污水次干線D900-1000；沿豐樂路和向陽路設計污水支干線D400-900；東西向道路包括花園北路、豐樂北路、花園大道、金寶北路、華中路等規劃污水支線D400，沿地形分別排入花園西路、花園中路、向陽路、豐樂路的次干線。本方案設計污水管總長21.3公里，投資估算0.5億元。
2001年以來，順義新城為迎接奧運會新建了大量市政基礎設施，建成道路都已經實現“九通一平”，并且通過了行業驗收。實際的應用效果表明工程的規劃到位、設計合理，是一項使用安全的奧運優質工程。作為市政基礎設施的主要專業，排水專業經過數年的使用檢驗，證明規劃的原則、設計的方案達到了一流工程的標準。
排水方案設計不能只簡單的遵循規劃，應結合工程實際，深入分析研究并進一步完善。盡量利用現有地形和周圍排水條件，合理選擇排水體制，劃分流域分區，安全排除。雨水要做到充分蓄積和多途徑利用，并注意防止城市周圍天然河道在雨季對管道雨水的頂托和內澇。力求使排水方案設計最大程度滿足當地排水需要，為城市發展帶來良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1]給水排水設計手冊第5冊，城鎮排水[M].北京:中國建筑工業出版社，2004.
[2]《城市排水工程規劃規范》GB50318-2000
雨水利用方案范文5
關鍵詞：雨水利用；設計參數；屋面徑流；雨水存儲池
中圖分類號： TU823.6 文獻標識碼： A 文章編號：
Discussion on the Critical Design Parameters of Rainwater Utilization Project of Shanghai Expo Center．WANG Biao, ZHANG Mingwei
(Shanghai Tongji Construction Science & Technology Co. Ltd, Shanghai 200092, China)
Abstract: To ensure the feasibility of the design plan of the rainwater utilization project of Shanghai Expo Center，22 rainfall runoff events of a large-area roof near Expo park were examined. It was found that both of pollution degree and first flush effect are much weak, which suggests a good condition of rainwater utilization without initial runoff diversion. Furthermore, in combination with local conditions of Shanghai, a new design method to determine the suitable volume of rainwater tank was introduced. The design volume in accordance with this method is obviously smaller than that of national code, which enhances remarkably the project economic performance.
Key words: Rainwater Utilization, Design Parameter, roof runoff，rainwater storage tank
收集屋面徑流用于道路噴灑、綠地澆灌和廁所沖洗等直接利用用途，在世界上許多國家（譬如德國和日本）應用廣泛。在收集屋面徑流的建筑中，大型公共建筑是重要的對象之一。國內外許多標志性的雨水利用工程均依托于大型公共建筑，典型的代表有德國的柏林波茨坦廣場、慕尼黑國際展覽中心和我國的國家體育館“鳥巢”及上海浦東國際機場等。一方面，大型公共建筑通常是一個城市或地區的標志或象征，收集利用屋面徑流的舉措有利于宣傳推動雨水利用技術，有助于綠色環保理念深入人心；另一方面，大型公共建筑屋面面積通常較大，能夠收集大量的雨水資源，使雨水利用工程更具規模效應，從而降低雨水利用成本，有利于實現工程經濟效益和環境效益的有效結合。因此，在世博中心進行屋面徑流回收利用，具有顯著的社會、環境效益，是推動上海城市屋面雨水利用的一個重要抓手。
然而，目前國內外已有相關研究很少針對大型屋面，所研究屋面匯水面積通常較小[1～6]。而匯水區域的大小對流域匯水過程具有重大影響，并進一步作用于受徑流沖刷的污染物出流過程，造成屋面徑流水質變化過程的不同，從而影響后續的屋面徑流污染控制或雨水收集措施的制定。此外，屋面雨水污染程度也隨當地大氣狀況、屋面材料、降雨特性等因素改變而改變。雨水利用工程的設計需要根據當地的地域特性選擇合理的工藝與參數。
為保證上海世博中心屋面雨水利用工程設計方案合理可行，特選取世博園附近一處大型屋面作為研究對象，借助先進的流量計和自動采樣儀，對該屋面徑流進行長期的采樣監測，調查大型屋面的水量水質特征，并以此為基礎探討雨水收集處理方式。最后，本文還將結合上海實際討論屋面雨水利用工程重要構筑物-存儲池的容積設計方法。
1材料與方法
1.1采樣方法
大型屋面徑流水質的調查對象為上海市浦東新區源深體育公園籃球館屋面，取樣的雨水立管匯水面積占整個大屋面的1/4，約為2100m2。屋面高度25m，距主干道張揚路約150m，距非主干道羽山路約120m。在屋面虹吸排水系統進入窨井的管道出口處設置采樣點,使用面積速度流量計(美國ISCO 2150)監測流量并驅動自動采樣儀(美國ISCO 6712)采集水樣；降雨形成徑流后,自動采樣儀依據流量計的實測數據自動進行采樣。通過設定的采樣程序，第1－第8個采樣瓶每出流1m3徑流采集一個水樣，第9-第24個采樣瓶每2m3一個水樣。同時在距采樣點約200m處設置自計雨量計采集降雨數據。
1.2分析方法
樣品采集后,盡快送實驗室冷藏保存,并及時分析。分析項目包括總氮(TN),總磷(TP),懸浮物(SS)和化學需氧量(COD)。COD用HACH DR2100型COD測試儀測定。
1.3 數據處理方法
（1）污染物事件平均濃度EMC
屋面徑流的EMC值計算方法見文獻2。
（2）初期沖刷效應
目前評價初期沖刷效應的方法主要有以下三種：(1)M(V)曲線法;(2)差值法;(3)b值法。本研究采用b值法,其主要原理如下：
(1)
式中：
M-無因次累積污染負荷;
V-無因次累積流量;
b-待定參數。
式(2)兩邊取常用對數,可得到：
(2)
最后使用簡單的一元線性回歸,便可以得到b參數值。b值越小,初期效應越強。當時,表明降雨過程污染物濃度恒定。當時,無初期效應。
此外,數據的正態性檢驗使用matlab軟件中的Lilliefors檢驗判別。
1.4監測降雨特征
從近一年時間內,共進行22次降雨徑流采樣。22場降雨的詳細特征見表1。
表122次降雨事件主要特征
Table 1 The major characteristics of 22 rainfall events
2雨水水質
2.1 污染物事件平均濃度（EMCs）
根據文獻3的計算方法，得出每場降雨徑流各污染物事件平均濃度值，并列于表2中。
表2 22次降雨事件主要污染物EMC值
Table 2 EMCs of main pollutants in 22 rainfall events
經matlab軟件lillietest正態性檢驗發現，在0.01的顯著性水平上，TP、TN、COD和SS均符合正態分布，由此可認為其分別對應的均值（0.071mg/L、2.78 mg/L、18.9 mg/L和23.5mg/L）近似等于總體的數學期望值，能反映該屋面水質平均狀況。這些數值低于或處于《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（GB 50400-2006）（以下簡稱《規范》）[7]推薦的經初期棄流后的經驗值范圍（CODcr 70~100mg/L, SS 20~40mg/L）的低端， CODcr值甚至低于規范中處理后雨水用于沖廁的標準值（30mg/L）。因此，無須棄流直接收集相關徑流出水符合規范要求，雨水利用具備良好的水質條件。
此外，本課題組還在上海市2個雨污分流情況較好的住宅小區進行了多次庭院雨水管道出流水質狀況調查。兩個小區的庭院徑流污染物多次調查的事件平均濃度的均值如下：（1）COD 44.8mg/L, SS 59.0 mg/L, TN4.08 mg/L, TP 0.33mg/L；(2) COD 35.2 mg/L, TSS 54.2 mg/L。與屋面徑流相比，庭院雨水的污染物濃度明顯較高，尤其是TSS超出了屋面雨水利用的設計標準值，考慮到多數情況下雨水管道存在一定程度的雨污混接，在缺水程度不是很嚴重的上海直接收集利用庭院雨水不一定合算；因此，建議庭院雨水不直接利用，可經滲濾凈化后補充地下水或排放，達到削減徑流污染和滯留洪峰的效果。
2.2 各污染物初期沖刷效應
根據1.3節的計算方法，得的所有監測降雨事件各污染物初期沖刷效應的b值(表3)。由表3可知,不僅各污染物的b值差別顯著,且同一污染物在不同降雨事件的b值也有較大變化幅度,一些降雨場次的某些污染物質甚至未表現出初期效應。此外,對每種污染物的b值進行正態性檢驗也發現：在1%的顯著性水平下,所有污染物的b參數值均符合正態分布。以上結果均表明初期沖刷效應受到眾多隨機因素的影響。
由于各污染物的b值符合正態分布,可認為所有降雨事件樣本的b參數平均值近似等于正態分布總體的數學期望。TP、TN、COD和TSS的b參數平均值均較接近,分別為0.780、0.785、0.80和0.799。由式(2)計算可得，降雨前期20%的徑流量對應的TP、TN、COD和TSS的累積負荷比例分布為28.5%、28.3%、28%和27.6%,各污染物初期沖刷效應均較弱。
表3 22次降雨事件主要污染物的b值
Table 3 b values for the major pollutants of 22 rainfall events
由于污染物初期效應微弱，初期棄流對降低后期徑流污染物平均濃度作用有限，且監測屋面徑流本身污染程度較輕，考慮到實施初期棄流需要專用裝置或設備，將占據一定地下空間，俱增加維護管理難度，加大工程成本。因此，世博中心工程設計方案以不設置初期棄流設施為好。
3徑流水量與存儲池容積設計
上海世博中心的建設目標之一是獲得美國綠色建筑認證評分體系LEED ( Leadership in Energy & Environmental Design) 標準金獎級認證；具體到雨水管理部分，需要獲得針對新建和重大改建建筑的LEED-NC 2.2標準中的水量和水質控制得分點，這要求雨水利用工程截流并處理90 %的年均雨水徑流量[8]。
《規范》建議，雨水儲存設施容積設計采用以下2種設計標準：（1）有效儲水容積不宜小于集水面重現期1~2年的日雨水設計徑流總量扣除初期徑流總量；（2）當資料具備時，可按日降雨量和日用水量進行逐日計算得出?！兑幏丁氛J為該設計方法可以回收利用90%的雨水徑流量。
實際設計時，由于設計單位較難得到日降雨量或日用水量的數據，因此，規范的第1種方法更易于被采用。然而，上海降雨充沛，查規范附圖A.0.1可知，上海年均最大24h雨量為100mm，取屋面雨量徑流系數為0.8，按該方法得出世博中心雨水利用工程的存儲池容積約為匯水區域80mm的雨水量，即2400m3（世博中心屋面約為3×10-4m2），需要占用大量地下空間，造價昂貴。由于該方法幾乎全部收集日雨水設計徑流量，未考慮小雨占年降雨量的主要部分，使得大多數降雨并不需要如此大的容積收集，因此該計算方法偏保守。
為使存儲池容積設計更加科學合理，適當降低容積值，本研究根據上海市20年的分鐘降雨資料，詳細統計了降雨量、歷時和降雨間隔的分布特征；并按降雨初損和初期棄流各1mm，假設存儲池一次蓄滿泄空時間為80h（接近規范要求的3d排空要求），通過概率統計算法得出了存儲池容積與雨水積蓄效率的關系（圖1）[9]。
圖1 不同設計容量雨水存儲池的集蓄效率
Fig 1 the relationship between rainwater collection efficiency and design volume of rainwater tank
根據該關系，45mm的存儲池容積可以控制87.5%的年降雨徑流量；且進一步增加存儲池容積不會顯著提高雨水集蓄效率。考慮到本工程不進行初期棄流處理，實際工程的集蓄效率應明顯大于87.5%，從而接近滿足LEED控制90%徑流水量的要求。本文采用的存儲池設計方法明顯減少了池體容積，能節省工程成本，提高工程經濟性。將存儲池收集的屋面徑流凈化處理后用作世博中心的雜用水,可滿足LEED徑流水質控制標準中SS去除效率達到80%的要求。
4 結論
（1）世博中心屋面徑流污染程度較輕，TP、TN、COD和TSS的EMCS均值分別為0.071、2.78、18.9和23.5mg/L，因此，直接利用具有較好的水質條件；
（2）屋面主要污染物的初期沖刷較弱，20％的初期徑流對應的TP、TN、COD和TSS污染負荷累積比例分別為28.5%、28.3%、27.6%和27.6%，建議雨水利用工程不采用初期棄流措施；
（3）結合上海降雨特征，建議存儲池容積取45mm，可達到雨水年集蓄效率90%左右。
參考文獻：
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雨水利用方案范文6
【關鍵詞】臨沂市城區；雨水資源；收集；利用
1 國內外雨水手機利用發展情況
北方淡水資源匱乏，由于天然雨水具有硬度低、污染物少等優點，它在減少城市雨洪危害，開拓水源方面正日益成為重要主題。據悉，我國真正意義上的城市雨水的研究與應用開始于20世紀80年代，發展于90年代?？偟膩碚f技術還較落后，缺乏系統性，更缺少法律法規保障體系。隨著近年來我國城市綠化事業的不斷發展，綠地灌溉用水越來越緊張，充分利用雨水資源，研究并推廣其利用模式對建設節約型園林意義重大。
雨水作為一種寶貴的資源，在城市水循環系統和流域水環境系統中起著十分重要的作用。由于人類的活動造成植被減少或破壞，城市發展中不透水面積的增加，導致雨水流失量增加和水循環系統的平衡遭到破壞，并引發一系列環境與生態問題。我國許多城市水資源嚴重不足，而大量雨水資源卻白白流失，雨水利用率不到10%。國際上城市雨水利用研究比較廣泛。東南亞的尼泊爾、菲律賓、印度、泰國，非洲的肯尼亞、博茨瓦納、坦桑尼亞，以及日本、德國、澳大利亞、美國、新加坡、法國等國家都采取了多種技術開發和利用城市雨水。其中德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一。德國的城市雨水利用方式主要有三種：一是屋面雨水集蓄系統；二是雨水截污與滲透系統，道路用水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水。三是生態小區雨水利用系統。
2 臨沂城區雨水資源狀況
臨沂市地處魯東南，多年平均降雨量為818.9mm，主要集中在6-9月，按現在的臨沂城區面積70平方公里計算，我市雨水資源總量為5732.3萬噸。多年平均徑流深267.0mm，接近降水量的1/3。我市的雨水資源十分豐富，應用潛力巨大。我市現有綠地面積約為70萬m2，每平方米綠地每年需水1噸以上，這樣估算我市每年的綠化用水量接近100萬噸。而且這個數字還在不斷增長，這么大的需求量如果都使用城市用水，勢必對城市造成巨大的用水壓力。合理、科學的疏導、收集雨水資源，完全可以滿足綠地景觀用水以及綠地養護用水，也可以提供其它城市公共用水需求。開展城市雨水利用途徑研究對城市建設事業―尤其城市園林綠化事業―意義重大。
3 城市雨水利用途徑研究
3.1 結合城市道路的雨水滲透、收集系統
城市道路雨水收集方式分為兩種，一種就是結合現有道路雨水系統將雨水過濾后引入人工湖、蓄水池等設施。蓄水池應統一規劃、合理布局，并設計溢流保護系統。另一種是沿著道路建設滲透淺溝，可以與道路綠化景觀相結合，供雨水徑流流過時下滲，超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續下滲，淺溝表面或周圍栽植草皮、親水性植物，設置景石，形成特色道路景觀。
3.2 與綠地地形及水景設計相結合的雨水滲透、收集系統
結合綠地尤其是大型綠地、游園的雨水收集系統，可以解決部分灌溉用水的需求，它主要分為兩種：一種是地上雨水收集系統，就是利用地形、園路、明溝、景觀水系等將雨水匯集于綠地設計的人工湖、水塘中，雨水一部分在徑流過程中自然滲入地下，另一部分流入水塘、人工湖，干旱時作為灌溉用水。另一種方法是在綠地用地緊張，不適于建設水塘、人工湖的情況下，將收集的雨水通過過濾后引入地下蓄水池，供旱時抽取使用。
3.3 屋面雨水收集系統
利用屋頂做集雨面的雨水集蓄利用系統主要用于家庭、公共和工業等方面的非飲用水，如澆灌、沖廁、洗衣、冷卻循環等中水系統，可節約飲用水，減輕城市排水和處理系統的負荷，減少污染物排放量和改善生態環境等多種效益。
該系統又可分為單體建筑物分散式系統和建筑群集中式系統。由雨水匯集區、輸水管系、截污裝置、儲存、凈化和配水等幾部分組成。有時還設滲透設施與貯水池溢流管相連，使超過儲存容量的部分溢流雨水滲透。
3.4 小區雨水綜合收集系統
在新建生活小區、公園或類似的環境條件較好的城市園區，可將區內屋面、綠地和路面的雨水徑流收集利用，達到更顯著削減城市暴雨徑流量和非點源污染物排放量、優化小區水系統、減少水澇和改善環境等效果。因這種系統較大，涉及面更寬，需要處理好初期雨水截污、凈化、綠地與道路高程、室內外雨水收集排放系統等環節和各種關系。
3.5 小結
城市道路雨水徑流量大，而且利用成本相對來說最低，合理的收集利用道路雨水可以很好的補充城市淡水資源；在大型綠地、游園中設置雨水收集系統，要在綠地規劃之初就統籌考慮，系統規劃。以結合了地形、水景地上雨水收集系統為例，這一系統不會直接增加建設成本，而且可以補充水景用水、產生景觀效益。以上兩種雨水利用方式可行性高，利用成本低，對我市現有設施進行改造即可實現。屋面雨水收集系統和小區雨水收集系統相對成本較高，它的推廣使用主要適合在新建生活小區、環境條件較好的城市園區，而且應該在小區或園區基礎設施建設時同步完成，屋面雨水收集系統和小區雨水收集系統更注重長遠的經濟效益和生態效益。是今后城市住宅園區、現代化工業園區的節水利用趨勢。
4 結論與討論
對雨水利用途徑的研究一直是近年來的熱門，主要是因為城市水資源緊張以及人們意識到了雨水利用的巨大潛力，現階段我市對雨水的主要利用途徑包括：結合城市道路的雨水滲透、收集系統；與綠地地形及水景設計相結合的雨水滲透、收集系統；屋面雨水收集系統；小區雨水綜合收集系統等。我們應該通過研究，繼續尋找更好、更先進、更完善的雨水利用技術，以提高雨水利用率，同時還要在全社會推廣雨水集蓄利用的觀念、方法和先進經驗，讓雨水利用系統成為城市建筑、道路、公共綠地等基礎設施配套的建設項目，形成全面開展雨水集蓄利用的大好局面，這也將會帶來巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。開展雨水集蓄利用研究無論對節約型城市園林建設以及節約型社會建設都具有十分重要的意義。
現代城市雨水利用是一項涉及多學科的、復雜的系統工程，在選擇雨水利用系統方案時，要特別注意地域及現場各種條件的差異，即使在同一個城市，由于項目間各種因素和條件的不同，宜采用的方案也可能完全不同。
中國是一個城市化快速發展的國家，雨水問題是城市水環境和水資源的主要制約因素，為了實現建立生態城市的目標，必須選擇可持續發展的道路。城市雨水利用是解決城市水資源短缺、減少城市洪災的有效途徑，同時城市雨水徑流污染控制也是改善城市生態環境的重要組成部分，應完善相關政策法規，將雨水利用與雨水徑流污染控制、城市防洪、生態環境的改善相結合，應堅持技術和非技術措施并重，因地制宜，擇優選用，兼顧經濟效益、環境效益和社會效益，標本兼治，促進城市水資源和水環境的可持續發展。
【參考文獻】