深圳市大梅沙海滨公园雨水生态规划设计研究

　　摘要：深圳大梅沙海滨公园雨水生态规划设计结合地形、地势等条件，以菠萝山山体雨水为主水源，内湖水作为补充备用水源，将山体雨水进行收集输送至雨水处理站（处理规模600m3/d），采用超滤+消毒的处理工艺，使出水水质达到《生活饮用水标准》，回用于冲沙台和淋浴房。项目实施后每年可节省自来水费用约105.56万元，直接经济效益达87.66万元/年。

　　关键词：雨水收集，雨水利用，雨水处理，雨水规划设计

　　1.项目背景

　　深圳市人均拥有水资源量不足200m3，低于世界水危机标准，水资源的缺失迫使政府开始积极开辟新的水源。

　　图1：海滨公园雨水利用规划图

　　深圳市大梅沙海滨公园地处盐田区，界于盐田港和小梅沙之间，是一个旅游度假的休闲胜地。目前公园占地面积26万m3，其中沙滩全长1.2公里。近年来，年接待中外游客量达千万人次。公园2009年用水量约30万m3，所有用水单元均采用市政自来水直接供给。随着游客数量的增加，水资源短缺与日益增长的用水需求之间矛盾加剧。

　　本文对海滨公园用水及周边雨水情况进行了深入分析，提出了雨水利用规划方案。因冲沙台与冲凉房用水量占园区用水量的近一半，规划考虑将山体雨水进行收集输送至雨水处理站（见图1），处理后进行回用。雨水的回用即能缓解水资源短缺的局面，走可持续发展的战略，又能减轻城市排水设施压力，符合深圳市在生态文明建设方面的方向和目标。

　　2.规划方案

　　2.1处理规模

　　（1）雨水水量平衡计算

　　深圳市降雨的特点——每年5～9月是雨季，其中6～7月份降雨量最大，10月到翌年4月降雨较少，且山体雨水水质较好，能达到地表水Ⅲ类标准。故本规划考虑对海滨公园后面的菠萝山山体雨水进行回用。菠萝山海拔246.34m，有长约1700m截洪沟，覆盖汇水面积达到53.55公顷。现将截洪沟收集雨水量与冲凉台和冲沙台的需求量进行分析，具体计算结果见表1。

　　表1：2009-2012年需求量与理论计算降雨量平衡比较（单位：m3/月）

　　注：需求量指冲沙台和冲凉房用水量，表中底影部分表明降雨总量不能满足公园冲沙台和冲凉房的用水需求量。

　　根据上面数据可知，每年4～9月降雨总量完全可以满足冲沙台与冲凉房的需求量，10月到翌年3月份降雨总量不能满足用水需求，符合深圳雨季的规律。

　　（2）处理规模确定

　　对冲沙台和冲凉房不同月份的日均需水量进行统计分析，见下图2。

　　图2：2009-2012年冲沙台和冲凉房不同月份日均用水量分布情况

　　从图中可知，冲沙台和冲凉房用水量主要集中在6～10月，其变化情况与每年的气候气温情况，游人数量等关系较大。单月日均用水量最高峰一般出现在8月，其中2009年平均达到630m3/d，这还未考虑一个月中周末及黄金周的情况。

　　根据2009～2012年冲凉房和冲沙台用水情况，高峰月份达到平均500～650m3/d。雨水处理站的处理规模按高峰月日均用水量规模确定，因此本规划确定处理规模为600m3/d。

　　2.2水源确定

　　根据前面分析可知，每年4～9月雨水收集总量均大于用水总量，但雨水的水源无法保持稳定性，其与天气情况直接相关，且仅靠降雨量也不能完全满足需求用水量的要求，主要表现在2个方面：①一年中10月到翌年3月份降雨总量不能满足冲沙台和冲凉房总用水需求量；②即使在雨季，降雨量的频率、降雨厚度，每个年份随季节、时间变化也较大，无法保证每天均有适量降雨，可能存在长期无雨或短期暴雨，雨水量不够，导致系统不能连续运行的问题。

　　雨水处理系统需做出相关的应对措施：

　　①设计蓄水池。拟设计一个能够储存3～5天雨水处理量的蓄水池，设计容积为2000 m3。

　　②寻找补充水源。本项目考虑以内湖作为补充备用水源。

　　内湖即大梅沙人工湖，面积8万m3，水深5m，库容可达40万m3，具体位置见图1。主要水源来自于上游的山洪雨水及周边雨水，水质基本达到地表Ⅲ类水标准，常年溢流到大海。根据《盐田区供水和水资源综合开发利用第十二个五年规划》可知：规划将从叠翠湖水库（总库容146.35万m3，正常库容128.5万m3）引水至小梅沙海洋世界及周边区域市政杂用，故大梅沙海滨公园可从中截流部分作为内湖的补充水源，可从根本上保证冲凉和冲沙台用水的供给。

　　因此本规划考虑以菠萝山山体雨水作为主水源，以蓄水能力较大的内湖水作为补充备用水源，完全能够满足大梅沙海滨公园冲沙台和冲凉房300-650m3/d的用水量。

　　2.3工艺流程

　　（1）设计进水和出水水质

　　本工程中雨水主要来自山体雨水，水质较好，能够达到地表水Ⅲ类水水质标准，故设计进水水质参考地表水Ⅲ类水标准，见下表2。

　　表2 设计雨水进水水质表

　　为了实现雨水资源化，海滨公园雨水处理站出水主要用于游客和园区冲沙和冲凉用水，水质需达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），水质标准见表3：

　　表3 生活饮用水卫生标准

　　（2）工艺方案选择

　　根据进水、出水水质要求，海滨公园雨水处理需采用具有去除有机物、除磷和悬浮物功能的深度处理工艺才能达到预期目的。由于物理处理工艺主要去除雨水中的悬浮颗粒物；而雨水中的BOD5含量较低，菌种较难存活，且无雨期间要保持菌种存活需耗费财力、物力和人力较大，故极少采用生物处理法。目前国内雨水处理应用中，超滤工艺已经被大量工程实践证明为一种成功的工艺。

　　超滤技术以机械筛分原理为基础，以膜两侧压差为驱动力，将溶液进行净化、分离或浓缩。超滤机系列设备核心采用先进的合金PVC超滤膜技术，超滤膜过滤直径小于0.01微米，可以去除所有大分子污染物，如细菌、藻类、铁锈、胶体、以及病毒等，却可以保留水中对人体有益的矿物质和微量元素。

　　原水进入超滤机后，通过中空毛细管超滤膜，超滤水从膜管壁的渗出。留在毛细管内的细菌及其它各种杂质如铁锈、胶体、藻类、悬浮物和大分子有机物等通过反洗方式从排污口排出。

　　设备在设计时充分考虑了原水水质对超滤膜可能存在的污染，设计了手动错流、定时冲洗的方式将被截流物排出，并采用压力罐反洗技术进行膜组件的反冲洗，从而最大限度保证设备的稳定运行。

　　消毒是减少水中病原微生物的主要措施。因紫外消毒采用管道式安装，简单便捷，占地面积小，方便管理，消毒效果好。同时给水处理中对余氯有一定的要求，因此需投加适量的二氧化氯。因此本雨水处理站中采用二氧化氯消毒和紫外消毒，起到双重杀菌的作用。

　　超滤工艺与传统工艺（格栅-混凝沉淀-过滤）处理雨水的技术性能比较见表4。

　　表4 方案技术性能比较表

　　（3）工艺流程设计

　　公园内现有菠萝山雨水经收集后，提升至雨水收集池，经提升泵提升后格栅过滤出水进入混凝反应池，混凝后自流到沉淀池，沉淀池出水自流到中间水池，中间水池雨水经过二次提升后经碟片过滤器过滤，过滤出水进超滤设备过滤，超滤出水经消毒后进入清水池回用，超滤浓水排入市政污水管道。

　　工艺流程如图3：

　　图3 雨水利用工程工艺流程图

　　本规划中雨水处理站的主要构筑物清单见下表5：

　　表5 主要构筑物清单

　　2.4处理站位置选择

　　雨水处理站选址考虑海滨公园旅游环境因素，不影响周边的环境，采用地下钢筋混泥土结构，将雨水处理站位置初步定在大广场南侧绿化带内，占地面积为350m2。具体位置见图1。

　　3.效益分析

　　1）经济效益：工程建成后，每年可节约自来水资源219000m3，减少用水压力，可节省105.558万元/年的自来水费。本项目年运行费用为17.89万元，收、支相抵年净收益87.67万元，具有显著的经济效益。

　　2）环境效益：工程通过雨水利用能够补充水体、滋养绿地、补充景观用水，环境效益明显。

　　3）社会效益：工程建成后，可形成一个雨水利用示范点，弘扬保护环境、建设循环经济的理念，它将成为海滨公园服务与环境保护的完美结合，作为教育基地，供学生和游人参观学习，提高大家对水处理过程的认知及对水环境保护的认识。

　　4.结语

　　随着城市化进程加快，带来了水资源紧缺和环境与生态的问题，雨水的合理利用也逐渐为大家所重视。城市雨水利用也是一项造福子孙后代的系统工程，应纳入城市或地区的总体规划。本项目在规划期内，规划设置雨水处理站，通过分析大大减少了新鲜水的使用量，可带来很好的经济、环境和社会效益，也为北大核心期刊目录2014其他城市或地区类似情况提供一定的经验和借鉴。

　　参考文献：

　　[1]熊必永，李捷，张杰，深圳市盐田区非传统水资源开发与评价，2004北京 中日水环境物探防治与修复学术研讨会。

　　[2]施咏权，梅欣佩等，《盐田区供水和水资源综合开发利用第十二个五年规划》，深圳市水务规划设计院和深圳市盐田区农林水务局，2011.04