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建筑小区地埋管网收集雨水示意图

对于排水阀的细部构造图，主要可分为溢流/沉淀装置、阀门装置和回用提升泵装置三大部分，并可分别应用于建筑物和工业两大领域，如图2和图3：

(2)、在大多数已有的建筑管网内，在原有管道汇入主干市政管道前安装节流阀，并在管网与景观水池间增设一台水泵。

a、在降雨量少时，收集的雨水需要储存在管道中，因此，管道接口密封性要求高;

b、由于中国南部酸雨降雨频繁，管道需要有很好的防气、液体腐蚀性能;

c、管道储水需要选用中等以上口径管材(例如：DN≥500)，且自身结构稳定;

d、雨水收集长伴有尘土、沙、煤屑等物，在开始排放时需要放闸冲刷，流速要求高，故管道需要有光滑的内壁及耐磨性;

e、管道系统应对地质扰动(如地震)要有一定的自适应能力。

在雨水排放方面，常用的雨水管道有U-PVC双壁波纹管，HDPE双壁波纹管和HDPE缠绕增强管。这些管材各自的特点如下：

表1：建筑物常用塑料雨水管道综合比较

由以上要求和塑料管材对比可知，新型HDPE缠绕增强B型结构壁管是雨水收集排放的最佳选择。此种管型最大的特点是承插式电熔连接，保证连接零渗漏;其次是这种管道系统具有优越的自适应能力，可有效抵抗地基沉降和地质扰动(有资料表明，在日本阪神和福岛大地震中，HDPE缠绕增强管是唯一一种不被破坏的管道)。另外，吸水率小、内壁光滑、超耐腐蚀和施工安装简单也是次管道突出的特点。

屋面雨水水质较好、径流量大又便于收集输送。本章主要讨论对地埋管网简易改造后进行雨水排放、收集，需要对能汇流到雨水管的雨水全部收集，所以管网可以合并。

在典型的城市生活建筑中，路面汇流为重力流，由地势较高处向地势较低的明渠收集系统汇集。路面汇流具有以下特点：

a. 径流量大，收集起来相对容易;

b. 初期水质COD通常高达3000-4000mg/L，难以直接回用;

c. 我国是全球三大酸雨(pH5.6以下)(2)区之一，据1999年的106个城市的降雨pH值检测结果，我过降雨酸度最大可达4.3，其中南方城市酸雨频率达80%;

d. 易堆积淤泥，对下游雨水管系统输送能力要求高。

在雨水汇如市政雨水管网前，明渠系统承担主要的雨水收集工作。路面雨水收集与传输主要采用雨水井、传统混凝土排水沟和树脂混凝土排水沟。

注：恶劣环境：pH1-10的极酸、极碱环境。

由表2.1可知，虽然由水泥混凝土筑成的雨水井和排水沟虽然造价低，且成为工程施工单位、设计单位人员惯用产品，但是生产水泥，消耗大量的粘土和原煤，能耗大，已是公认的非环保材料;从国家环境保护和可持续发展的战略角度，水泥制品管道或者排水沟将会逐步被限制或被同类新型环保产品替换。另一方面，树脂混凝土(主要成分为聚酯、树脂)排水沟，从环保、水利性能、防腐蚀能力和综合使用寿命来说，都体现出其优势：其中，树脂混凝土排水沟美观、大方，与建筑小区格局能很好的匹配(如图3.2);此外，树脂混凝土排水沟，施工方便，使得其可沿着建筑物周边、道路两侧分布，大大增加了汇水面积，有效应对因不透水面积增大而影响地表雨水排放。

因此，预铸聚酯树脂混凝土排水沟是替代传统水泥混凝土雨水井和排水沟的最佳选择。

雨水管道的设计通常采用极限强度理论——城市设计暴雨强度、降雨历时、汇水面积采用设计条件的极限值，即当汇水面积上最远点的雨水流至计算检查井时，雨水管道设计流量最大;当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流至计算检查井的时间时，雨水管道的设计流量最大，据此确定设计流量的最大值，并作为雨水管段设计的依据[3]。

其中，此方法是基于降雨在汇水面积分布、降雨强度在某段降雨时段均匀和汇水面积增长速度均匀的假设条件而得出的。故可以根据此理论绘制降雨过程线，如图3.

从径流过程图可以看出，当径流流量刚到达峰值时(A1)，汇水面积上最远点的雨水已经被汇集到计算的检查井里。这时，无论对于雨水排放或者收集，流向市政主干雨水管的阀门应该被打开，使雨水直接排放。因为这个时候的雨水夹杂含量较多的尘土、沙、煤屑等物，且雨水酸性较大，水质浑浊、色度大，不适合回收利用。对于面积A2的雨水可以储存，这时的雨水水质比较好，同时这是也是市政雨水主干管排水压力最大的时候。最后对于面积A3内的雨水流量，在满足建筑小区内用水后，可以设置溢流阀，这时雨水流量不会因为排放至雨水干管而引起过饱和负荷。

城市雨水管道的设计计算公式如下：

(1)式中 Q——雨水管道设计流量，L/s

φ——径流系数

q——设计暴雨强度，L/(s Ÿ 104 m2)

F——汇水面积，104 m2

P——设计暴雨强度重现期，a

t1——地面集水时间，min

t2——管道流行时间，min

m——折减系数

A1、C、n、b——地方参数

利用以上公式，可以初步计算出需要小区每月所能储存的回收雨水总量，进而对小区景观、绿化所需用水进行最大程度的补给，也同时减轻市政雨水主干管的排放压力。雨水利用工程设计应通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案，协调各专业关系，兼顾经济效益和社会效益。做到尽可能多的利用雨水，又不盲目扩大设计规模。

我国水资源总体缺乏，《住宅建筑规范》明确规定“人工景观水体的补充水严禁使用自来水”。其补水水源可考虑中水或雨水。雨水利用作居民的非生活直接用水，对缺水地区来说，具有很好的社会效益和经济效益。设计的关键是确定一套经济适用、方便管理、运行可靠的方案。此应用的最大优点在于在不占用紧张建筑用地的同时，可以进行简易改造，可操作性强。另外，只需维护管道，比较单一。

因此，地埋塑料管道作为建筑小区雨水收集装置在经过简易改造后，可以实现规模化。规模化后的市政雨水主干管的负担才可被分摊，如此才可根本上解决城市内涝、用水紧张等问题。