《建筑与小区雨水利用工程技术规范 》(GB50400-2006,以下简称“雨水规范”)于2007年4月1日实施,北京市地方标准《雨水控制与利用工程设计规范》(DB 11/685-2013,以下简称“北京地标”)于2014年2月1日实施。近几年我院配合北汽集团先后完成了若干个大型汽车工厂的设计任务,设计并完成了雨水调蓄利用的项目有北京某合资汽车企业的整车工厂扩建、新建发动机工厂、新建乘用车工厂、新建自主品牌汽车工厂及汽车研究院等5个工程,其中整车工厂的占地面积约200hm²。以上工程最早建于2009年,雨水利用设计先后执行“雨水规范”、北京市规划委员会关于印发《新建建设工程雨水控制与利用技术要点(暂行)》的通知市规发〔2012〕1316 号,2014 年2 月后的设计执行 “北京地标”。

　　 以上5个项目的雨水控制与利用设计中共修建了7个雨水调节与蓄水合用水池,分别是扩建厂区设有1座1 000 m³入口处带有德国Wisy公司生产的无动力过滤装置兼做雨水调蓄功能,并用于绿化储水的塑料模块化水池,水池设有能保证12h排空的潜污泵;发动机厂区建有容积分别为500m³及600m³的2个塑料模块化蓄水池,水池入口设弃流井并配置一体化雨水过滤、消毒、加压处理设施;自主品牌厂区建有2个容积为1 000m³钢筋混凝土蓄水池,水池入口设弃流井并配置了能保证12h排空的潜污泵;汽车研究院建有2个容积为500m³的塑料模块化蓄水池,水池入口设弃流井并配置了能保证12h排空的潜污泵;这7个调蓄池均已投入使用2个雨季。2014年底对以上工程设计回访中发现,5个使用单位均未按设计要求对水池做过放空、清理、排泥;发动机工厂配置的一体化雨水过滤、消毒、加压处理设备中2个水池的处理设备一直闲置从未使用过,调蓄池的作用变成了绿化用水储水池。

　　 综上,在设计时及工程竣工后的使用中,规范对雨水调蓄水池放空时间、雨水弃流装置的设置、雨水回用处理的必要性、雨水水质处理工艺及下凹绿地的流量径流系数等条款的规定,笔者认为还有需要商榷的地方。

　　 (1)雨水调蓄池放空的可行性。“雨水规范”9.0.5条规定“调蓄池排空时间宜按6~12小时确定”,“北京地标”4.7.3条规定“调节池宜采用重力流自然排空,必要时可用水泵强排,排空时间不应超过12 小时……”。 汽车生产厂由于厂区面积大,雨水调节池容积都在30 000 m³左右,这么大容积的调蓄设施在12h内排空,从这个调研可以看出,在没有管理监督的情况下,很难达到规范要求的目的,必须做在线或实时监控并将水池液位传到相关管理部门,否则规范和设计的要求基本无法达到。究其原因是:一场降雨后,几天内绿地可以不用浇灌,如果雨水调蓄池内的存水在12h内排空,调蓄池没有任何实际利用价值和经济价值,收集的雨水也没有起到雨水资源化利用的目的,它的价值只是削减强降雨时外排雨水峰值流量,这种社会责任在没有监督的情况下,靠使用者自觉执行放空要求很难实现。

　　 (2)“雨水规范”4.7.3条规定“当调节池与雨水收集系统的储存池合用时,应分开设置回用容积与调节容积,且池体构造应同时满足回用和调节池的要求”。在满足调蓄要求的情况下,已经做了大容积的雨水调节设施在12h内要求放空,再建一个专用蓄水设施,加大投资,笔者认为没有必要。

　　 “雨水规范”5.6.3 条:“虹吸式屋面雨水收集系统宜采用自动控制弃流装置,其他屋面雨水收集系统宜采用渗透弃流装置,地面雨水收集系统宜采用渗透弃流井或弃流池”;5.6.9 条:“对自动控制弃流装置提出规定:对由电动阀、计量装置组成的流量控制式雨水弃流装置的自安装及控制、调节功能提出要求;对雨量控制式雨水弃流装置的流量计要求设保护措施”。 雨水弃流常用的2种方式是管道自动弃流装置、雨水出户管处设弃流井(池)。

　　 笔者认为规范对雨水弃流方式要求的措施和设备过于复杂,在日常管理中雨水设施不是生产的重要保证,不能保证有专人管理,由于雨水所含细泥沙、树叶等杂质较多,自控装置及各种仪表发生损坏的几率大,若发现不及时,反而会造成屋面雨水系统排水不及时。若对轻钢结构厂房屋面雨水排水管道设计繁杂的弃流自控装置,使用后管理不好,不能及时发现自控系统或仪表设备的故障,发生事故的几率反而会增加。 汽车工厂主要车间占地面积大,车间内设备贵重,配电柜、控制柜多且布置分散,屋面排水通常都采用虹吸雨水系统,轻钢结构屋面的天沟侧壁顶部与钢板结合部位采用胶封易发生漏水,易造成重大事故和损失,因此设计均未设自动弃流装置,目前系统运行良好。故作者认为没有必要安装过多的雨水弃流设备,过多安装弃流设备反而会降低雨水系统的安全性。

　　 “雨水规范”5.6.4条规定:“初期径流弃流量应按照下垫面实测收集雨水的COD、SS、色度等污染物浓度确定。当无资料时,屋面弃流可采用2~3mm径流厚度,地面径流可采用3~5 mm径流厚度”。前面已经叙述管道自动弃流装置不宜采用。汽车工厂主要车间建筑占地面积一般为80 000~200 000m²,屋面一般采用虹吸雨水系统,为减少雨水排出口数量或配合工艺及其他专业管道综合要求,往往采取多个虹吸系统集中排放的方法,这就使得初期雨水弃流量大,若在集中出户管处采用弃流井(池)源头弃流,会导致渗透弃流井(池)容积大、占地面积大。某车间雨水排出口有11个虹吸系统排出口集中排放,汇水面积F=15 167 m²,若初期弃流按2~3mm径流厚度计,根据“雨水规范”5.6.5条初期径流弃流量计算公式:

　　 式中W_ｉ———设计初期径流弃流量,m^３;

　　 δ——— 初期径流厚度,mm。

　　 则弃流池容积W_i=10×(2~3)×1.516 7=30.3~45.5(m³)。

　　 以渗透弃流井深1 m计,占地面积30.3~45.5m²,这么大面积的室外弃流井在室外管网设计中很难实现,这是大型工业建筑实现雨水源头弃流难的原因之一,另一个原因是源头弃流会增加一条室外雨水管线。

　　 以上5个工程中,弃流井均设在雨水管网末端进调蓄池前,这样可以省去一条雨水管和弃流井平面的占地,但由于各个雨水出户管流到调蓄池的距离不一致,弃流量肯定会大于3 mm,也就是说3mm或小于3mm场次的降雨都有可能无法收集利用。

　　 在以上工程中,雨水调蓄设计基本采用调蓄合一的调蓄池,收集的雨水也主要用于绿化,我们对7个调蓄池中的3个水池做了3次雨水水质检测,主要指标与北京市再生水浇灌城市园林绿地的水质要求、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准 》(GB/T 18920-2002)进行对比,具体见表1。

　　 从以上检测报告可以看出,停留在雨水调蓄池内的雨水经过自然沉淀后,其水质指标基本满足北京市再生水浇灌城市园林绿地的水质要求及“雨水规范”、“北京地标”中COD ≤ 30 mg/L、SS≤10mg/L的要求,可以用作一般性的绿化和浇洒道路用水,无需处理。因为在基层的运行管理中,雨水收集与利用的管理不会配置专业人员,过多仪表和设备的使用,导致的结果很有可能就是验收过后就废弃。

　　 “北京地标”4.8.1 条规定“雨水收集回用系统应设置水质净化设施,净化设施应根据出水水质要求,经过经济技术比较后确定。回用于景观水体时宜选用生态处理设施;回用于一般用途时,可采用过滤、沉淀、消毒等设施;……”。“雨水规范”8.1.3条规定“屋面雨水水质处理根据原水水质可选择下列工艺流程:屋面雨水→初期径流弃流→景观水体;屋面雨水→初期径流弃流→雨水调蓄水池→消毒→雨水清水池;屋面雨水→初期径流弃流→雨水调蓄水池→过滤→消毒→雨水清水池。

　　 根据以上2个条款的要求,可以理解为除景观水体外,绿化用水、浇洒道路用水均应按此处理工艺或更深度处理。从表1的各项指标可以看出未经过滤、消毒的雨水基本可以满足道路清扫、城市绿化用水标准。给水厂及污水处理厂出水消毒的目的是为了达到细菌学指标,但道路清扫、城市绿化的用水对细菌学指标要求不高,因此笔者认为 “雨水规范”8.1.3条应用于道路清扫、城市绿化时,没有必要设过滤、消毒设施。

　　 根据“北京地标”表3.1.4中径流系数规定“绿地的雨量径流系数是0.15,流量径流系数是0.3”;“雨水规范”表4.2.2中径流系数规定“绿地的雨量径流系数是0.15,流量径流系数是0.25”。表2是其条文说明中采用的数据。

　　 表2中径流系数是指设计重现期为2年,一次降雨量30mm左右,此表未考虑绿地的日渗透量。考虑雨水入渗因素,表3为F_汇/F_绿=0时,100mm深下凹绿地的留存雨水量;表4为F_汇/F_绿=1时,100mm深下凹绿地的留存雨水量。

　　 由表2~表4可以看出,下凹绿地的径流系数不仅与降雨频率、次降雨量有关,还与土壤渗透系数及降雨历时有关。理论上当降雨量小于50mm,只有黏土或粉质黏土渗透系数低时,100mm下凹绿地内有雨水存留,其他土壤均无雨水存留。这说明在下凹绿地能受纳等面积的硬化区域客地雨水时,下凹绿地及其受纳等面积的硬化区域的流量径流系数理论值应为零。这个数值在设计区域比较小的情况下,对调蓄水量及雨水径流量计算影响不大,但对于占地大的项目影响就会很大。“雨水规范”和“北京地标”对下凹绿地和雨水排入下凹绿地后硬化面积的流量径流系数应分别给出,不应笼统使用一个参数。