城市居住小区雨水综合利用策略研究大纲.docx

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城市居住小区雨水综合利用策略研究大纲

西南林业大学

本科毕业（设计）论文

（2015届）

题目：

城市居住小区雨水综合利用策略研究——以万宏国际小区为例

教学院系园林学院专业城市规划

学生姓名华齐

指导教师吴星杰

评阅人

2014年12月日

城市居住小区雨水综合利用策略研究

——以万宏国际小区为例

华齐

（西南林业大学园林学院，云南昆明650224）

摘要：

关键词：

Abstract

目录

前言6

1.项目概述7

1.1项目背景7

1.2项目研究范围7

1.3项目实施的意义和目标7

1.4项目规划设计研究的方法7

2.雨水利用现状分析8

2.1区位条件分析8

2.2国内外城市雨水利用情况8

2.3研究区域雨水利用现状9

2.3.1雨水利用条件分析9

2.3.2雨水收集条件分析9

2.3.3雨水渗透条件分析9

2.3.4雨水处理与净化条件分析9

2.3.5雨水调蓄条件分析9

2.4小结9

3.雨水综合利用的概念、意义及方式10

3.1雨水综合利用的概念10

3.2雨水综合利用的意义10

3.3雨水综合利用与城市系统的关系10

3.3.1与排水管道的关系10

3.3.2与供水、再生水管道的关系10

3.3.3与市政道路的关系11

3.3.4与城市绿地的关系11

3.3.5与城市建筑的关系11

3.3.6与城市防洪排涝的关系11

3.3.7与城市生态系统的关系11

3.4雨水综合利用的分类、方式及其用途12

4万宏国际小区雨水综合利用策略13

4.1雨水收集13

4.1.1屋面雨水收集13

4.1.2硬化地面雨水收集13

4.1.3雨水弃流13

4.1.4雨水排除13

4.2雨水调蓄策略13

4.2.1雨水调蓄的方式与设施13

4.3雨水处理与净化技术14

4.3.1沉淀、过滤和消毒14

4.3.2自然净化技术15

4.4雨水集蓄利用系统15

4.4.1雨水径流计算15

4.4.2雨水调蓄利用系统的流程确定15

4.4.3雨水调蓄处理设施及设备选择16

4.4.4雨水储存与回用16

4.5雨水渗透系统16

4.5.1雨水渗透设施的确定16

4.5.2雨水渗透系统的流程及方案选择16

4.6雨水综合利用的运行与维护管理17

4.6.1一般要求17

4.6.2雨水分项工程运行、维护与管理17

4.6.3城市雨水利用工程水质监测与用水管理要点17

5结论和意义19

参考文献20

教师简介20

致谢20

附录20

前言

此毕业设计的主题为城市居住小区雨水综合利用策略研究——以万宏国际小区为例。

本文主要通过对万宏国际小区的雨水综合利用现状条件进行分析，然后对其提出改进策略，并对其策略的可行性进行研究。

最后得出相关结论和建议，以达到对该小区雨水综合利用策略研究的目的。

1.项目概述

1.1项目背景

随着城市化进程的不断加强，人们不断地向城市移居，城市有了非常快速的发展。

人类广泛地利用电力和机械化，可以方便、随意地抽取地下和地面水资源，为城市提供安全、充足的水源，但雨水利用反而逐渐被人们淡忘，尤其是在城市密集的地区。

近几年由于云南大旱，导致水资源稀缺，再加上现代社会和城市化带来水资源紧缺和生态环境恶化的尖锐矛盾，人们开始重新审视和反思自己的行为，雨水利用技术又逐步受到重视并有了很大进步。

1.2项目研究范围

以昆明主轴线北京路、次干道白云路、联盟路（百年滇越法式风情街）为依托，有计划地规划和建设好王旗营片区，加快万宏国际小区的发展。

研究区域用地形状为不规则地块，联盟路、万宏路及王旗营路从中穿过，用地范围大至为东接新工房铁路住宅小区、南临联盟路及北站新村、西接世纪俊园小区、北至王旗营小区。

雨水调蓄利用的规划区主要集中在2号地块关于雨水调蓄池的完善和4号地块中水再生管网的规划策略研究。

1.3项目实施的意义和目标

1、计算城市汇水面径流污染负荷

2、计算初期径流控制量

3、城市雨水径流污染指标相关性分析雨水径流沉淀特征及颗粒分析

4、雨水径流沉淀特征及颗粒分析

5、城市雨水径流污染物冲刷规律分析

1.4项目规划设计研究的方法

2.雨水利用现状分析

2.1区位条件分析

万宏国际小区位于昆明市盘龙区经济圈内，以经济圈内的昆明主轴线北京路、次干道白云路、联盟路（百年滇越法式风情街）为依托，有计划地规划和建设好王旗营片区，加快万宏国际小区的发展。

研究区域用地形状为不规则地块，联盟路、万宏路及王旗营路从中穿过，用地范围大至为东接新工房铁路住宅小区、南临联盟路及北站新村、西接世纪俊园小区、北至王旗营小区。

雨水调蓄利用的规划区主要集中在2号地块关于雨水调蓄池的完善和4号地块中水再生管网的规划策略研究。

2.2国内外城市雨水利用情况

雨水利用在我国已有远久的历史,但现代意义的雨水利用在我国发展较晚。

总体看，以前的雨水利用主要是在缺水地区的农业和乡村。

近年来，北京和天津都多次从外域调水以弥补水源的不足，不少城市也对工农业用水和城市居民用水制定了严格的限制。

由于缺水形势严峻，北京城市雨水利用的研究和应用都发展非常迅速。

因此，北京城市雨水利用已进入实质性的实施推广阶段，成为我国城市雨水利用技术的龙头。

现在在政府部门的支持下，已有六十个雨水利用工程得以实施，还有一批不同类型的雨水利用项目在设计或实施中。

德国是国际上城市雨水利用技术最发达的国家之一，它有大量各种规模和类型的雨水利用工程，经过近十年的发展与完善，到本世纪已形成“第三代”雨水利用技术与相关的新标准。

在荷兰，为了避免对污水处理厂造成更大负荷，一种措施是设计安装小管径与污水管连接，只让一部分污染的初期雨水排入污水管，这种分流方式已在荷兰许多城市投入使用。

英国某供水公司非常重视雨水利用技术，世纪穹顶建筑雨水利用工程就是一个典型实例。

北欧地区也一直在密切关注雨水利用在欧洲的发展。

丹麦就支持雨水利用系统的安装，瑞典也正紧跟丹麦的发展，而挪威却没有大力推动雨水利用系统的发展。

日本不仅积极倡导农业方面的雨水利用，在一些大城市，利用屋顶设计雨水收集装置，供冲洗厕所、城市环保或绿化之用，节约水资源。

新加坡在城市雨水利用方面也做得比较成功，它的雨水收集利用系统，收集屋顶和地表雨水径流，用于饮用水外的其他用途。

2.3研究区域雨水利用现状

2.3.1雨水利用条件分析

该片区目前的雨水利用率还很低，集蓄利用设备简单。

除了人工水景和植物绿化带可直接利用雨水，其余的雨水回流管网、雨水调蓄池可间接利用部分雨水，作为高层住宅的中水回用，绿地灌溉补给及景观水体循环水补给。

2.3.2雨水收集条件分析

小区内道路两旁配有雨水口，把收集的雨水直接排到雨污水管网。

一些小区的绿地地势较地面较高，不利于地面积水回流。

周边的联盟路、穿金路、王旗营路、万宏路均配设有雨污水管道，雨污水可依托现有排水管道排入联盟路雨污水管，最终经市政污水管网排至昆明市第四污水处理厂处理达标后，通过盘龙江排入滇池。

2.3.3雨水渗透条件分析

小区内有少量渗透装置的人工铺装路面，可渗透部分雨水。

景观绿化带的土地也因周边建设用地过多而产生板结，导致渗透条件较差。

小区道路路面不是沥青路面，且小区道路地面多硬化，渗透能力较差。

2.3.4雨水处理与净化条件分析

该片区产生的雨水主要都汇至北京路的市政管网，部分雨水则通过麻线沟汇至盘龙江，经过简单的净化处理，最后经盘龙江流入滇池。

小区里有相对完善的雨水处理与净化系统，具有一定的雨水处理与净化条件。

2.3.5雨水调蓄条件分析

小区内部绿化带地下有简易的雨水调蓄设施，雨水通过绿化带的土地下渗到雨水调蓄池，经过简单的调蓄处理，可作为中水储存回用。

2.4小结

万宏国际小区目前的雨水利用综合条件整体良好，但雨水利用率整体偏低，只有绿化植被和景观水体可以直接收集雨水，其余的靠简单的雨水回收系统间接收集利用。

小区道路地面硬化，不具有渗透能力，同时，景观绿化地带渗透能力较差。

小区里也只有相对完善的雨水处理与净化系统和雨水调蓄系统。

万宏国际小区区位图

3.雨水综合利用的概念、意义及方式

3.1雨水综合利用的概念

在城市范围内，有目的地采用各种措施对雨水资源的保护和利用，主要包括收集、调蓄和净化后的直接利用；利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用，改善城市水环境和生态环境；通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下，补充地下水资源。

3.2雨水综合利用的意义

雨水综合利用是一种新型的多目标综合性技术，其技术应用有着广泛而深远的意义，可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和内涝、减轻城市排水系统和处理系统的负荷、减少水污染和改善城市生态环境等目标。

3.3雨水综合利用与城市系统的关系

3.3.1与排水管道的关系

从城市大的排水系统看，雨水利用对整个排水系统都会产生影响，雨水的综合利用至少在排水体制、雨水的流量分配、排水管道与构筑物的设计、结构、材料、非点源污染控制等方面对排水管系统产生影响或提出新的要求。

对合流制管道系统，雨水综合利用会削减合流制管道雨季的流量，进而减少溢流污染；减少雨季进入污水厂的负荷，但必须在雨水进入合流管道之前实施雨水利用方案；在分流制雨水管系上，既可以分散利用，也可以相对集中利用，此时，截流的初期雨水可以就地处置，条件允许时，尤其当从雨水收集系统弃流的初期雨水量较多时应尽可能就近接入污水管道送处理厂集中处理。

3.3.2与供水、再生水管道的关系

雨水一般有两大用途：

用作园区内各种非饮用水的杂用水，如绿化、洗车、冲厕和景观等，或通过渗透回灌地下水，补充地下水资源。

作为这一用途的雨水，本身也是一种特殊的或广义的“中水”。

考虑到降雨的随机性、不稳定性和非连续性，将雨水收集并入到园区的再生水系统会增加再生水系统设计、运行和管理的困难，在多数情况下雨水利用系统宜相对独立。

3.3.3与市政道路的关系

在雨水水质、收集、渗透等章节中都涉及到雨水利用与市政道路的关系，道路的高程和结构要求直接关系到可收集利用的雨水水量和水质，同时，它也是雨水利用系统的重要组成部分或主要单元。

3.3.4与城市绿地的关系

绿地既是一种雨水收集面，又可以是雨水净化（预处理）和渗透（间接利用）的一种主要设施。

这些都可能与过去传统的设计不同，在不影响绿地景观要求的前提下，许多时候绿地设计的比四周的地面略低，有利于实现上述目的。

因此，雨水对城市绿地会有新的要求，如绿地的布局、高程、土质甚至植物种类等。

3.3.5与城市建筑的关系

建筑屋面材料和排水管的设计要求对雨水综合利用有重要影响。

在考虑雨水利用的园区，必须将包括城市建筑等各子系统与雨水利用系统一道纳入总体规划，进行综合性设计，使园区的整体设计更和谐、更完美、更符合生态和可持续发展的要求。

3.3.6与城市防洪排涝的关系

城市雨水利用设施与防洪排涝系统的关系主要从两个方面体现。

一是以防洪排涝为主要目的，需要按一定的防洪标准来设计设施，一般需要较大的规模或者采用许多分散式渗透设施来减小径流系数，达到削减径流量的目的。

另一种是以利用雨水资源为主要目的，设施的规模只取决于根据水量平衡计算所需要的收集水量，这种情况下，雨水利用系统必须设计溢流设施，保证达到规定的雨水排洪标准，防止水涝。

3.3.7与城市生态系统的关系

城市雨水利用与城市生态系统的关系涉及到水资源保护、污染防治、湿地保护、生物多样性等。

除了直接节约水资源外，更广泛和重要的是对城市水循环系统的维持和保护，为城市地下与地面水体提供细水长流、水质良好的水源，保持或恢复更多的城市湿地，尽可能最大程度地保护和恢复城市发展前原有的生物多样性和生态系统，维持良好的水循环系统。

3.4雨水综合利用的分类、方式及其用途

4万宏国际小区雨水综合利用策略

4.1雨水收集

4.1.1屋面雨水收集

A屋面集水沟

B屋顶绿化集水

C虹吸式屋面雨水收集系统

4.1.2硬化地面雨水收集

4.1.3雨水弃流

4.1.4雨水排除

4.2雨水调蓄策略

4.2.1雨水调蓄的方式与设施

A雨水调蓄池

a、地下封闭式调蓄池

b、地上封闭式调蓄池

c、地上开敞式调蓄池

B雨水管道调蓄

C雨水调蓄与消防水池的合建

D雨水多功能调蓄

a、多功能调蓄的概念与作用

1、城市雨水资源和土地资源的有效利用，减少雨洪危害

2、为城市创造更多优美的景观

3、创造与自然和谐交融的空间，改善城市的生态环境等。

4.3雨水处理与净化技术

4.3.1沉淀、过滤和消毒

A雨水沉淀原理

a、雨水沉淀类型

b、雨水的沉淀性能

B雨水沉淀池的设计

a、雨水沉淀池种类及选择

b、雨水静态沉淀池的工作过程

c、设计参数的选择

C雨水过滤机理与效果

a、雨水过滤机理

b、雨水过滤的效果

D雨水过滤池的设计

a、雨水过滤池的类型

1、面过滤

2、滤层过滤

3、生物过滤

b、雨水过滤池的方式

c、预处理

1、截污

2、弃流

3、沉淀

e、滤料

1、机械强度好，成本低

2、径可适当增大，相应的冲洗强度也应增大

3、由于雨水中颗粒分布随机性强，为保证过滤效果，可选择双层或多层滤料等

f、混凝剂

g、压力滤罐的设计

E雨水消毒的方法选择

F雨水消毒

a、液滤消毒

b、臭氧消毒

c、次氯酸钠消毒

d、紫外线消毒

e、二氧化氯消毒

4.3.2自然净化技术

A植物浅沟与缓冲带

a、功能与目的

b、植物浅沟与缓冲带的设计

1、应用位置的选择

2、断面型式和设计参数

3、设计步骤

（1）植被选择

（2）确定设计重现期

（3）浅沟平面位置布置

（4）选择浅沟或缓冲带断面形式

（5）确定断面尺寸和排水能力

（6）验算流速

（7）注意事项

4.4雨水集蓄利用系统

4.4.1雨水径流计算

1、雨水设计径流总量计算式

昆明市雨水设计径流总量W=0.5*1500*19.57=14677.5

2、雨水设计流量计算式

昆明市雨水设计流量Q=0.6*q

昆明最新暴雨强度计算公式

4.4.2雨水调蓄利用系统的流程确定

1、雨水收集-截污装置-沉砂槽-沉淀槽-慢滤装置-消毒装置-贮存利用

2、雨水收集-截污装置-沉砂槽-沉淀槽-消毒装置-贮存利用

3、雨水收集-截污装置-沉砂槽-消毒装置-贮存利用

4、雨水收集-截污装置-贮存利用

5、雨水收集-截污装置-初期雨水弃流-调蓄池（沉淀）-过滤-消毒装置-贮存利用

6、雨水收集-初期雨水弃流-调蓄池（沉淀）-过滤-消

毒装置-贮存利用

7、雨水收集-截污装置-调蓄池（沉淀）-过滤-贮存利用

8、雨水收集-截污装置-初期雨水弃流-调蓄池（沉淀）-活性炭、膜技术等-贮存利用

9、雨水收集-截污弃流-雨水生态糖-贮存利用

10、雨水收集-截污弃流-雨水生态糖-过滤-贮存利用

11、雨水收集-截污弃流-直接过滤-贮存利用

12、雨水收集-湿地处理-景观水体利用

4.4.3雨水调蓄处理设施及设备选择

4.4.4雨水储存与回用

4.5雨水渗透系统

4.5.1雨水渗透设施的确定

1、低势绿地

2、人造透水地面

3、渗透管（渠）

4、渗透浅沟

5、渗透井

6、渗透池（塘）

7、综合渗透设施

4.5.2雨水渗透系统的流程及方案选择

调整设计

4.6雨水综合利用的运行与维护管理

4.6.1一般要求

4.6.2雨水分项工程运行、维护与管理

4.6.3城市雨水利用工程水质监测与用水管理要点

5结论和意义

在城市生态系统建设中，小区的雨水综合利用显得尤为重要。

对雨水的综合利用，建立完善的净水系统，提高雨水的利用率，增设蓄水池及雨水调蓄池。

根据片区管网长度及流量确定各个蓄水池的容量，并完善蓄水池的配套设施如增压水泵等，全面系统的完善给水排水系统。

因为城市供水需求日益紧张，不仅要对水源地进行生态保护，更应该做好对雨水的调蓄利用工作，并节约用水，达到生态环保的目的。

通过分析万宏国际小区雨水综合利用的条件，结合国内外城市雨水利用的经验和系统运行情况，分析研究城市住宅小区的雨水综合利用的策略如下：

1、二号地块绿地集中，在这些绿地下面合理规范的设置雨水调蓄池，把回收的雨水做简单的净化处理，然后通过给水管网输送到附近小区居民楼作为中水使用，也可以输送到小区内部的水景及街边的喷水池（图2）循环使用。

图2街边喷泉

2、在以水体景观为中心景观的小区，可在水景下面建设大型蓄水池（图3），收集水景、各雨水口及周边绿地渗透储存的雨水，可供水景循环用水、绿地灌溉用水及居民生活用水，提高对雨水的利用率。

同时可以设置并完善雨污管网综合利用系统，收集生活污水，在蓄水池里对雨水和污水分开处理。

经过二次回收利用，处理过的污水也可用于水景及绿地灌溉等，以此减少对雨水及污水的排放，达到环保的目的。

图3小区蓄水池

3、在道路两旁以及小区内低势绿地旁设置适量雨水口，收集地面及绿地雨水，汇入地下调蓄池，经供水管网输送到附近高层建筑作为中水使用。

以上几种雨水综合利用策略的实施和推行，能够最大限度地实现城市住宅小区雨水资源化利用，促进城市生态系统的良性循环，保障了居住小区的宜居环境。

参考文献

教师简介

致谢

附录

图纸：

1、区位分析图

2、万宏国际小区雨水收集与截污措施示意图

3、万宏国际小区雨水调蓄策略示意图

4、万宏国际小区雨水处理与净化技术示意图

5、万宏国际小区雨水集蓄利用系统示意图

6、万宏国际小区雨水渗透系统示意图