居住小区雨水利用规划可行性研究报告

合肥市雨水利用规划可行性研究报告合肥市雨水利用规划可行性研究报告 2010.1微冲击微冲击 -城市与生态基质共存之道城市与生态基质共存之道不改变地表径流量分布；不改变地表径流量分布；不干扰原有的生态敏感区；不干扰原有的生态敏感区；尽可能使地表透水尽可能使地表透水 不干扰地下水系；不干扰地下水系；每个城市单元力求使污染水趋于每个城市单元力求使污染水趋于 “0”排放。排放。合肥市现代城市规划咨询有限公司 目 录 前言 研究背景与研究方法 合肥市雨水利用现状调研 雨水利用的主要途径和方法 国外城市雨水利用概况 国内城市雨水管理的现状及存在问题 合肥市雨水利用可行性分析 合肥市雨水径流综合管理策略 建议 合肥市雨水利用系统推广应用前言城市降雨径流具有利害两重性。城市化进程的快速推进造成雨水的利害关系失去平衡，负面作用被不断放大，大量原有的疏松透气透水的地表被不透水材料覆盖，不透水面积迅速增加，阻隔了雨洪向市区地下土壤的渗透，降雨径流大量通过管道外排，无法实现自然下渗，明显改变了城区的水文循环。本研究的目的是 1、了解合肥市雨水利用设施现状情况； 2、探讨雨水径流源头管理措施在我市的适用条件，提出应用源头控制的相关要求以及管理策略； 3、为合肥市制定 “关于加强新建建设工程城市雨水资源利用的暂行规定 ”等雨水综合管理办法提供参考。一、研究背景与研究思路1.1 研究背景我国水资源短缺的问题日趋严重， 09年 3月，我国发改委等部门联合发布了 节水型社会建设 “ 十一五 ” 规划 ，确定了到 2010年单位GDP用水量比 2005年降低 20以上的目标，加快改造城市供水管网，加强城市生活用水管理，合理利用多种水源，强制使用节水及计量设备和器具，构建和谐的节约型社会和小区。以加强水资源的利用和管理，充分结合当地的资源气候特征构建生态节水型社区，建立协调机制，强化执法监督，加大社会和公众的宣传力度等措施，来推动节水型社会建设迈出实质性步伐；如小区道路和人行通道应尽可能采用透水性路面结构，使得雨水不断补充地下水，有效平衡城市地面的生态系统。雨水利用尤其是城市雨水的利用是从 20世纪 80年代到 90年代发展起来的。近年来，随着城市化水平的快速推进，从而造成了城市雨水的利害关系失去平衡，负面作用被不断放大，大量原有的疏松透气透水的地表被不透水材料覆盖，不透水面积迅速增加，阻隔了雨洪向市区地下土壤的渗透，降雨径流大量通过管道外排，无法实现自然下渗，明显改变了城区的水文循环。原有天然河流的渠道化导致更快产流和更高的洪峰。1.2 研究思路 建筑与小区雨水利用工程技术规范 规定，雨水利用工程应满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前的水平或规定值。按照因地制宜的原则，采用雨水收集回用系统、入渗系统、调蓄排放系统等方式的一种或其组合。雨水收集后主要用于景观用水、绿化用水、杂用水等。用框图表示如下图：经济效益分析 国内外案例分析案例经验总结 合肥雨水利用可行性分析 合肥雨水利用策略雨水利用建议 草案的提出 结论与建议雨水利用基础资料分析一、研究背景与研究思路1.3 工作日程 2009年 11月中旬 课题开题 2009年 11月 前期调研、资料收集、整理分析 2009年 11月 2009年 12月 研究过程、补充调研，提交中期报告 根据前期的调研资料收集，进行深入分析，建立数学模型，对合肥市雨水利用现状进行分析，重点对合肥市小区雨水利用进行研究，总结其发展中存在的主要问题。 2009年 12月中 接受专家评审，完成成果修订 2009年 12月底 提交研究报告二、合肥市雨水利用现状调研1 新华学府春天 1.1主要经济技术指标总用地 13.4ha建筑面积 25.6万 建筑密度 24%绿地率 40.5%容积率 1.91小区水面面积约 10000平方米，平均水深约一米。二、合肥市雨水利用现状调研平面示意图截流井接市政雨水管屋面收集地面收集接市政雨水管地面收集屋面收集二、合肥市雨水利用现状调研1.2 小区雨水收集系统简介新华学府春天采用了一套简易雨水收集系统。主要分为三大部分。通过小区屋面和地面进行收集，进入截留井后，弃流初期雨水，所收集雨水主要作为景观用水。 雨水利用工艺图收集系统 储存、净化系统地面收集屋面收集 截留井回用系统景观用水市政雨水管收水槽（双重过滤）初期雨水二、合肥市雨水利用现状调研1.3 经济效益分析1）工程技术方面投资与运行费用 （ 1）建筑单体单体部分不增加投资 ，按照严格雨污分流设计施工；（ 2）雨水管网由于采用投资较少的 集水沟 ，相比整个小区雨水管网建设约 节约 投资不少于 5万元。（ 3）储存系统增加建设截流井，土建投资约 8万元，设备投资约 2万元。（ 4）系统运行费用该系统全自动化，运行维护简单，无需专人管理，总功率 30KW，每小时的截流量可以达到 300吨以上，按照每年收集 75040吨雨水计算，年用电量为 7500KWH，按照 0.6元计算，每年的 运行费用约为 4500元。二、合肥市雨水利用现状2）雨水利用方面产生的效益小区总用地 13.4ha，合肥市年降雨量 1000mm计算，小区每年约有 134000吨的降水，每年实际可收集 75040吨的雨水，每年可以换水 7.5次，直接经济效益如果按照 2.15元每吨计算， 平均每年的效益为 2.1575040=161336 元 ，经济效益非常可观。如果不采用雨水收集，最低限每年至少要换水 三次 （水质变坏及蒸发等损失），约需自来水 3万吨， 费用至少在 6 45万元 ，而且水质很难保证，业主意见较大。建设成本约 5万元 +维护运行费用 0.5万 /年 第一年成本 : 5.5万元创造 :16万元 /年 节约 :6.45万元 /年一年收回成本二、合肥市雨水利用现状调研1.4 新华学分春天小区雨水利用系统评价 1）优点：（ 1）造价低廉、便于实施，该小区两年之内就能收回建设雨水利用工程成本；（ 2）现状水质较好，（ 3）节水效果较为明显。2）缺点：（ 1）该系统属于简易雨水利用系统。（ 2）缺乏一定的净化设施，小区水质现状满足需要，以后水质变化情况需要进一步观察。新华学府春天小区雨水利用系统带有一定试验性质，运行至今取得一定经济社会效益，为其它小区使用雨水利用系统起到示范作用。二、合肥市雨水利用现状调研2 柏景湾 2.1 主要经济技术指标总用地 20ha建筑面积 30万绿地率 45%容积率 1.5小区水面面积约 1.3万平方米，平均水深约 1.5米。柏景湾雨水收集 -中心水体景观二、合肥市雨水利用现状调研2.2 小区雨水收集系统简介柏景湾小区采用了一套简易雨水收集系统。主要分为三大部分。通过小区屋面和地面进行收集，进入沉砂调节池后排入景观水体，所收集雨水主要作为景观用水。 结构图二、合肥市雨水利用现状调研2.3 经济效益分析在小区雨水管网上加设沉砂调节池，收集雨水进入中心水面，沉砂调节池的整个建设费用约为 5万元，属于一次性投入。二、合肥市雨水利用现状调研棠溪人家、高速 -滨湖时代广场 等项目在规划设计条件中已要求：地块内需做雨水收集系统。 雨水利用在滨湖新区应用，以实践生态示范城区的目标三 . 雨水利用的主要途径和方法1、雨水利用系统组成与工作原理三大部分 收集系统、储存净化系统、回用系统、渗透系统收集系统储存、净化系统回用系统2、收集系统 2.1 屋面收集 1）组成部分 屋面雨水积蓄系统主要由集雨区、输水管道两部分组成。阳台雨水不应接入屋面雨水立管。 2）材料 屋面表面应采用对雨水无污染或污染较小的材料，不宜采用沥青或沥青油毡。 硬化地面收集系统主要收集大面积硬地（不包括机动车停车场）和路面（非机动车道）的雨水，包括集雨区、输水管道、初级截污系统。 输水管道包括输水明渠与输水暗渠。输水明渠主要用来输送硬地收集的雨水，通常上面有一层鹅卵石用来过滤树叶、纸头等。 输水明渠与输水暗渠相比增加了曝气功能。输水暗渠及初级截污系统输水明渠2.2 硬地收集 绿地收集系统主要收集小区内超过绿地和小型铺装地面渗透能力的所汇集的雨水。包括集雨区、输水管道。 输水管道包括输水明渠与暗渠，与硬地收集系统相一致。 绿地收集系统大量使用可渗透的铺装材料。2.3 绿地收集3、储存、净化系统标准净化池平面3.1初期径流池（调节池）初期径流池主要是弃流下雨初期收集的雨水，同时调节雨水流速满足净化池净化要求。3.2净化池（沉淀池）净化池（沉淀池）是根据初期弃流后的雨水水质的情况和试验结果，采用相关物理和化学方法对雨水进行处理，其出水水质可满足 城市污水再生利用 城市杂用水水质 、 城市污水再生利用 景观环境用水水质 等不同用途的水质标准。4、渗透系统 渗透系统是使雨水分散并渗透到地下，主要用来回补地下水与降低地表径流量（暴雨流量和流速），可有效缓解排水系统压力。可渗水的步行道自然土壤雨水渗透5、雨水利用 景观用水 小区景观水体 绿化喷洒浇灌植物、浇洒绿地 市政杂用洗车、冲洗道路景 观 用 水绿 化 喷 洒四 . 国外城市雨水利用概况4.1 德国城市雨水利用概况德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一。 波茨坦广场 是大型公共建筑屋面雨水利用的一个成功的范例。该工程将一部分屋面的雨水通过收集管道引入总容量共 3500m3的两个地下存储池，存储水量相当于屋面年降雨量的 15%。存储的雨水经过滤净化后用于冲洗厕所及灌溉绿地。1）技术成熟（三套系统）：屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、雨水利用与排放系统2）法规完备 ： 德国制订了一系列有关雨水利用的法律法规，对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。 4.2 美国城市雨水利用概况美国环保总局（ EPA）在第二代城市雨水资源管理和径流污染控制的 “最佳管理方案 ”(BMPs)中，提出了适用于居住区、商业区以及工业区的多种雨水综合利用方案。其主导思想是： 较清洁的屋面雨水蓄积利用，而地表径流首先通过渗滤设施下渗排除，超过设施渗透能力的径流通过雨水管渠排放。 渗滤设施有植草沟、低势绿地、多孔渗水路面，以及渗透井、渗透塘、渗透管沟等。地面径流通过绿地、渗透性铺面等设施渗透至地下，可涵养地下水，减轻排水系统负荷，缓解城市水源污染。植草沟下凹式绿地高程与路面高程的关系 1）制定雨水利用总体规划1992年颁布 “第二代城市雨水总体规划 ”，正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。2）科学综合利用 日本 “降雨蓄存及渗滤技术协会 ”经模拟试验得出：在使用分流制雨水管道系统地区 合理配置各种入渗设施的设置密度，强化雨水入渗，可使该地区每年排出的（生物需氧量）总量减少。有效促进了城市雨水资源化。日本的城市雨水资源利用在亚洲是开展最早的，1980年日本建设省就开始推行雨水贮留渗透计划，1988年成立 “日本雨水贮留渗透技术协会 ”。4.3日本城市雨水利用概况发达国家的雨水管理已经摆脱了传统的孤立考虑水患控制的思路，从仅仅关注管道末端快速排除雨水，转向将防治洪涝与城市生态、环境保护、水资源利用统筹考虑的综合管理思路。综合管理的目标是尽可能减少城市雨水系统对受纳水体的影响。城市雨水综合管理的主要内容为： 从偏重大型收集处理设施转向同时注重中小型就近收集、处理设施； 关注研究雨水回收利用方式； 重视调蓄和自然式渗透等措施，减少洪峰发生概率及污染物对受纳水体的影响； 尽可能采用接近自然状态的雨水排水系统，以保护生态、利用自净能力； 完善的雨水利用的法律与法规，编制统筹全局的雨水利用的总体规划。管理体系德国 美国 日本法律手段 联 邦水法、建 设 法 规 和地方法规 以法律条文或法 规 形式要求水的可持 续 利用， 联 邦水法是建 设 法 规 和各州法 规 的基 础联 邦水 污 染控制法、水质 法案、清 洁 水法和 雨水利用条例 等 联 邦与各州法律法 规 保障雨水的 调 蓄及利用建 设 省推行雨水 贮 留渗透 计 划，成立 “雨水 贮留渗透技 术协 会 ”技 术 手段 颁 布 雨水利用 设 施 标 准 ，对 雨水水 质进 行分 类 ，通 过 径流收集、 传输 与 贮 存、 过滤 与处 理等技 术 措施， 实 施雨水的利用实 施城市雨水 资 源管理和雨水径流 污 染控制最佳管理方案， 强 调 非工程的生 态 技 术 的开 发和 应 用以多功能 调 蓄 设 施 为特色经济 手段 制定雨水排放 费 征收 标 准， 对实 施雨水利用 业 主免收雨水排放 费联 邦和州政府使用 总 税收、 发 行 债 券、 补贴、 贷 款等方式，鼓励雨水利用实 施雨水利用 补 助金制度管理手段 水 务 局 统 一管理与水有关的全部事 项 ，包括雨水、地表水、地下水、供水和 污 水 处 理等各个 环节以提高天然入渗能力 为宗旨，城市雨水 资 源管理和雨水径流 污 染控制体 现 BMP特色多功能 调 蓄 设 施的 发展， 经历 了准 备 、 发展和推广三个 时 期部分雨水管理先进国家的管理策略近年来，我国城市开始逐步重视雨水源头控制和综合管理。北方缺水城市起步最早，且侧重于雨水的利用；