第三章 屋面雨水收集利用
水沟进入落水管的进出口处可设置滤网或过滤器防止树叶和树屑进入。此外，无锡居民经常把洗衣废水直接连入落水管，造成雨水系统出水污染物浓度增加，降低屋面雨水可利用性。为防止此情况出现，对新建建筑，阳台需要专门设置排水立管；对改造的旧建筑，向居民宣传正确的做法、需清理非法连接；或新排专门的屋面雨水收集立管。当系统设置弃流装置且弃流装置连接多个雨水斗时，为防止不同流程的初期雨水相互混合导致初期冲刷效应减弱，雨水斗至弃流装置的管长宜接近。
由于经常出现初期冲刷，屋面雨水经落水管后一般应进入初期弃流装置，通过初期弃流装置将初期较脏的雨水排入小区污水管道，进入城市污水处理厂处理后排放，可以去除径流中一部分污染物，包括细小的或溶解性污染物，防止初期径流污染对环境的影响。另外，雨水弃流排入污水管道时应确保污水不会倒灌回弃流装置内。
初期弃流装置种类很多，根据其弃流原理，大体可分为流量式和量式；流量式弃流装置根据计算而得的初期弃流量运行，当初期弃流量达到设定值，之后的雨水将流入储存设施。雨量式弃流方法是以降雨量作为弃流标准，当雨量超过设定值，之后产生的径流全部流向储存设施。初期雨水弃流量一般应按照建设用地实测收集雨水的污染物浓度变化曲线和雨水利用要求确定。当无资料时，可采用2mm径流深度作为屋面初期雨水弃流深度。
雨水经过初期弃流进入到存储设施中。存储设施是雨水收集利用工艺的一个主要部分，是实现雨水有效收集利用的重要保证。它不仅储存屋面雨水，同时也可起到调节和沉淀等作用。根据屋面的大小，存储设施的种类和形式也多种多样。对于大型屋面或整个建筑小区屋面雨水的收集，则需要考虑建造专用存储池或利用景观水池。存储池的计算方法见下文。 3.3.4屋面雨水处理方法和水质指标
某些屋面雨水经过弃流后，可能仍然不能达到用水要求，需要进一步进行处理。通过对屋面雨水水质的可生化分析得出，一般BOD5/COD值在0.10～0.15之间，说明屋面雨水可生化性较差，不宜采用生化处理，一般采用物化方法处理。
雨水净化工艺应根据收集雨水的水量、水质以及回用雨水的水质要求等因
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第三章 屋面雨水收集利用
素，进行技术经济比较后确定，总体要求是力求简单，其理由是：①雨水的水质净化设施在全年中大部分时间处于闲置状态；②经过弃流后，简单的处理工艺就能使水质达到要求。国外和我国台湾省的经验也是如此。
若出水作为杂用水，则处理工艺的选择应以简便实用为原则，优先考虑滤网、混凝、沉淀和过滤等物化处理方案。
通常雨水处理系统均设置滤网，以去除雨水中的粗大颗粒。滤网可设置在雨水立管上或蓄水池前，还可直接设在蓄水池内的进水处。为发挥滤网的功能和不对整个收集系统产生干扰，滤网的设置应符合以下条件：①为防止堵塞，滤网的孔径不宜少于2mm；②滤网的设置不得影响过水能力；③设置安装应便于检查和维修。
对于悬浮物含量较高的雨水，设置混凝设备能提高后续处理效率。 沉淀是解决雨水泥沙与悬浮物的最适用方法。形式宜采用平流式沉淀池，易于建造，且沉淀效率较高。沉淀池停留时间最小不应小于2h，对于屋顶径流（去除初期径流后）等较清洁的雨水在沉淀后能去除70％的悬浮物、40％的有机污染物质。值得一提的是，雨水存储设施也具有一定的沉淀功能，可以去除部分悬浮物质。
过滤可进一步去除前处理中剩余的悬浮物固体颗粒、胶体物质、浊度及有机物等，提高出水水质。雨水在过滤之前应去除初期雨水，否则滤池极易堵塞。雨水过滤池设计一般采用单层滤池和双层滤池，单层滤池滤料可采用细纱，滤料粒径以0.5～1.2mm为宜，也可粗至1.5～2.0mm，滤层厚度为80～120mm。双层滤池滤料采用无烟煤和细砂滤料粒径与厚度与单层滤池接近。由于使用效率低及操作简易的考虑，雨水过滤一般不设反冲洗装置，而是通过定期清理更换上层滤料的做法防止滤池堵塞。
国内目前尚无专门针对屋面雨水利用的水质标准，但可根据屋面雨水的利用目的，使用相应的用水水质标准，总的来说，冲厕、洗车和灌溉等市政与生活杂用应符合《生活杂用水水质标准》（CJ 25.1－89），回用于景观用水水质应符合《景观娱乐用水水质标准》（GB12941－91）。雨水用于空调系统冷却水、采暖系统补水等其它用途时，水质应达到《空调用水及冷却水水质标准》（DB131/T143－94）。
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第三章 屋面雨水收集利用
3.4 存储池设计
存储池是整个屋面雨水利用工程中重要的组成部分之一，在工程总投资中占较大比例，发挥着储存雨水，削减径流和沉淀颗粒物的作用。原则上如果工程项目内部或周边有水景观时，应优先利用景观水池作为屋面雨水的储存容器。没有景观水池时，则需建设雨水调蓄池。雨水调蓄池应建在室外地下，为防止对建筑地基造成影响，一般距离建筑物或构筑物3m以上。
近年来房地产开发商往往以大型水景作为卖点，无锡市的众多大型住宅小区建设了大量的景观水体，同时广场、公共绿地和公园内也都建有大型的水景，这些景观水体通常都以自来水作为补充水源，根据2007年7月公布的《无锡市建设项目节约用水方案技术设计审查要求》“人工景观水体的补充用水严禁使用自来水，应采用雨水、再生水或自然水体”。如果这部分景观水体用来作为屋面雨水的存储池，可能获得一举两得的功效：①不需另外建设存储池，而且可以提高集蓄；②利用屋面雨水解决了景观水池部分的补充水源，节约了水资源。同时由于景观水通常都设有自己的处理设施，如此设置还可以在新建水景时统筹考虑，已有设施适当改造，将雨水和景观水一并处理，节省了雨水处理设施。
无锡城区利用景观水池存储屋面雨水可以分以下两种情况进行实施： 1、新建、改扩建大型公共设施、公共绿地、公园、生活小区、工业厂房、会展与体育场馆、商业用房、办公楼宇项目，尤其是位于滨湖新区、湖畔或涉湖的新开发地区，如果项目内部规划建设景观水池作为屋面雨水储存设施，有效容积应符合后述存储池设计方法所计算的体积，同时还需统筹考虑初期雨水弃流设施、景观水体本身的水深要求、溢流排水设施，有防止水质劣化的措施。
2、对于已建项目，可以对原有景观水池进行必要的改造，将其作为雨水的储存空间，由于已建景观水池的容积和深度已很难改变，因此原则上不对容积和深度进行控制，改造的主要内容是增加弃流、溢流装置和水处理设施，使进入的雨水水质能够满足景观水体的水质要求以及组织超过存储容积的雨水的溢流排放。
存储池设计是雨水集蓄工程设计的关键环节，它的设计好坏直接影响整个雨水利用工程的成本和收集效率。
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第三章 屋面雨水收集利用
3.4.1存储池容积设计
存储池设计中最主要的部分便是确定存储池的容积。在确定雨水储存池容积时，通常应考虑下列影响因素和原则：
(1) 考虑可收集和储存的雨水量，是否常年蓄水，蓄水的主要用途和蓄水量要求；
(2) 雨水收集后的使用频率和用水量； (3) 雨水调节储存有无渗透功能；
(4) 充分考虑其他水源和蒸发、漏失等损失水量，进行水量平衡分析； (5) 选用多种形式进行对比、筛选，按投入产出比等经济指标确定最佳容积。 存储池的容积设计中，常用的实用计算方法有降雨量估算法、降雨强度曲线计算法和统计降雨频率累计法。其中概率统计方法略显复杂，但比较符合实际情况，是一种科学的存储池容积设计方法。以下详细介绍该方法的原理和具体计算步骤。
一般而言，雨量超过设计调蓄容积越多，则集蓄效率越低；两场降雨之间的间隔越大，池内积存的水量越小，则雨水的收集效率越高。因此本地区的多年降雨资料统计是概率统计方法设计存储池容积的基础。在掌握了降雨特性参数及其概率密度函数之后，便可进一步推导一场降雨的径流量可能超出储存池容积发生溢流的概率密度函数，进而求解被收集的水量和集蓄效率。最后，对不同存储池容积下的费用效益进行核算，评估存储池集蓄效率的提高所带来的经济效益能否弥补池体增大所消耗的投资、运行费用，以期确定最佳的存储池容积。
具体计算步骤如下： (1) 降雨特性参数统计
根据规定将连续降雨资料划分为独立降雨事件，然后求出划分条件下降雨参数的平均值、标准偏差以及变差系数；统计每场降雨的降雨量、降雨历时以及降雨间隔时间，并求出各参数的数学期望值，得到一组数值平均意义上的描述。对以上统计得到的降雨量、降雨历时和降雨时间间隔的序列，可求出各参数的概率密度函数。为便于后面的计算，一般可用指数分布或Γ分布来描述概率密度函数，由于指数分布参数少，故更常使用。 (2) 求解被收集的水量和集蓄效率
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第三章 屋面雨水收集利用
屋面雨水经常表现出初期冲刷效应，初期径流水质较差，不宜利用，需要进行舍弃处理。
雨水蓄存设施的有效蓄水容积可根据典型年逐日降雨量和逐日用水量经模拟计算确定，当资料不足时，可以按下式估算：
Ws?(hy??)?cF1000
式中：Ws--雨水净产流量，m3；
hy--设计日降雨量，mm；
?--初期雨水弃流厚度，mm； ?c--径流系数； F--汇水面积，m2。
由于降雨径流是不确定事件，每次降雨的雨量与发生事件不确定，对于给定的集水面积与存储池容积，池子能够集蓄的径流水量与降雨特性密切相关。设雨水存储池的集蓄能力为SA(mm)(SA的概念同降雨量，它与屋顶集水面积的乘积为存储池体积)，泄空速率为?(mm/h)，则泄空时间T?SA/?(h)。规定的最小降雨间隔时间为IETD，降雨间隔的统计值为b，在IETD?b?T情况下，降雨发生时刻存储池中仍有上次降雨存水；当IETD?T?b或T?IETD?b时，降雨发生时存储池中无存积雨水。通过屋面产流、弃流分析得到可集蓄水量，结合上述关系式可知可能产生的溢流量，从而可以得到存储池发生溢流时降雨量、降雨历时和降雨间隔的取值范围，即各参数值在哪个范围可导致雨水不被集蓄。根据得到的取值范围对降雨特性参数的概率密度函数进行积分，即可得到一场降雨发生超过存储池体积产生溢流的概率GP(P0)。年均溢流量的概率密度函数fP(P)是
GP(P0)的负导数，计算降雨溢流量的期望值为E[P]???P?0与年均降雨PfP(P)dP，
次数相乘得年均溢流量。年均屋面雨水径流量与年均存储池溢流量之差为集蓄水量，其与年均径流量的比值即为集蓄效率。 (3) 确定最优存储池容积
屋面雨水利用工程，要求在获得较高的雨水利用效率的同时，保证工程有良
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