住宅小區(qū)雨水處置與利用方案探討

□文/石 博

住宅小區(qū)雨水處置與利用方案探討

□文/石 博

雨水的處置與利用方案應(yīng)因地制宜。文章針對(duì)天津市降雨量和分布特點(diǎn)，介紹幾種雨水處置和利用方案并以某住宅小區(qū)為例，制定經(jīng)濟(jì)合理的規(guī)劃方案。

雨水利用；蓄滲；綠化用水

我國(guó)是一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的1/4，淡水資源的匱乏問(wèn)題已成為制約工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市發(fā)展的瓶頸。因此雨水收集利用在減少城市雨洪危害，開(kāi)拓水源方面正日益成為一項(xiàng)重要發(fā)展方向。城市大型公建、住宅小區(qū)等建筑群的屋面及地面雨水經(jīng)收集和處理后，除用于補(bǔ)充地下水，還可用于景觀環(huán)境、綠化、道路沖洗、洗車、冷卻水、供熱循環(huán)水、沖廁等用途，可以有效減少自來(lái)水用量，節(jié)約水資源，緩解缺水問(wèn)題。

常見(jiàn)小區(qū)雨水處置利用方案

傳統(tǒng)直排

雨水主要通過(guò)硬化路面的污水井排入市政下水系統(tǒng)，落入綠地的雨水一部分可以回滲到地下，當(dāng)雨量強(qiáng)度較大時(shí)產(chǎn)生的徑流同樣排入下水系統(tǒng)。在暴雨期往往形成小區(qū)道路積水嚴(yán)重，污水外溢等情況。

水景觀

建設(shè)人工湖、人工溪流、噴泉等各種水景觀，不僅提升小區(qū)人文環(huán)境品位，也可以起到調(diào)節(jié)小環(huán)境溫濕度的生態(tài)作用。合理規(guī)劃人工湖可以作為調(diào)蓄雨洪的重要設(shè)施，減少地面徑流，還可以蓄水作為綠化用水。不過(guò)只有當(dāng)水體容積達(dá)到足夠規(guī)模的時(shí)候才能發(fā)揮上述效果。另外，水景觀需水量大，水價(jià)的上漲使運(yùn)行成本居高不下，某些城市還規(guī)定景觀環(huán)境用水不得使用自來(lái)水；控制水質(zhì)的工作成本和運(yùn)行維護(hù)成本高，物業(yè)管理困難，不少水景長(zhǎng)期閑置或廢棄。

透水路面

包括草皮磚、透水磚和透水混凝土等技術(shù)。目前多數(shù)小區(qū)的地表大部分被柏油道路和混凝土等覆蓋，雨水不能直接下滲，容易引發(fā)積水。透水磚不但能加大雨水滲入地下，干燥時(shí)給地表提供濕度，吸熱，對(duì)陽(yáng)光反射率低，在晴天起到降溫作用。

下凹式綠地

經(jīng)多項(xiàng)研究和實(shí)踐效果表明，低于路面的下凹式綠地能夠明顯提高雨水蓄滲效率。一項(xiàng)草坪高度對(duì)入滲量的影響試驗(yàn)表明，若草坪低于路面，其入滲量是高于路面時(shí)的3～4倍。頻率為20%、10%、5%的降雨過(guò)程，綠地下凹10cm，徑流系數(shù)減小到0，也就是綠地不會(huì)產(chǎn)生徑流，每年僅有2～3次暴雨產(chǎn)生溢流，絕大部分雨水徑流蓄滲在綠地中。同時(shí)研究還表明當(dāng)綠地比路面低 10cm、F匯/F綠＝1.0、穩(wěn)滲率為 0.2mm/min，頻率為20%、10%、5%的降雨過(guò)程，綠地積水時(shí)間分別為15.8、16.3、26.8h，這一淹水歷時(shí)不會(huì)影響綠地的正常生長(zhǎng)。

蓄水池

蓄水池作為收集設(shè)施對(duì)雨水再利用起到關(guān)鍵作用，使各項(xiàng)方案蓄滲的雨水得到直接利用。蓄水池不宜過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間閑置和浪費(fèi)，還要考慮土壓力等多種因素加大施工復(fù)雜程度和建安成本；過(guò)小則起不到蓄水調(diào)節(jié)的作用。

屋面雨水收集

地面徑流雨水水質(zhì)較差，城市道路初期雨水中COD通常高達(dá)3000～4000mg/L；而綠地徑流雨水又基本以滲透為主，可收集雨量有限；屋面雨水水質(zhì)較好、徑流量大、便于收集利用。收集利用需和蓄水池配合使用，所以排水管出口附近要設(shè)置滲水管、濾水層等配套設(shè)施，設(shè)計(jì)施工難度加大。國(guó)外在此方面已經(jīng)有成熟方案，形成一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。

中水利用

雨水收集處理后轉(zhuǎn)作中水，雨水直接利用比例高，是缺水地區(qū)開(kāi)源節(jié)流的途徑之一。但是考慮到大部分地區(qū)雨水季節(jié)性水量分布差異大，中水處理設(shè)施一年中會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)間閑置。同時(shí)，較高的水質(zhì)處理以及中水系統(tǒng)的建設(shè)維護(hù)費(fèi)用，也制約了雨水用于中水補(bǔ)充水源、納入中水系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行的方案。

某小區(qū)雨水處置利用方案

小區(qū)位于天津市河北區(qū)，項(xiàng)目占地56364m2，建筑面積約90000m2，其中建筑占地23.2%，綠地率40%，小區(qū)道路和停車位36.8%。天津市位于中緯度歐亞大陸東岸，屬暖溫帶、半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)氣侯，雖臨近渤海，但屬內(nèi)陸性海灣，受海洋影響較少，溫差很大，四季分明。多年平均降雨量590.1mm。降雨的80%集中在6～9月，雨量集中。

（1）考慮到雨水水量、水質(zhì)以及建筑中水系統(tǒng)的特點(diǎn)，雨水不宜與建筑中水系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行。屋面雨水收集利用系統(tǒng)和中水補(bǔ)充系統(tǒng)的儲(chǔ)存容積過(guò)大，而整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備在一年中的大部分時(shí)間里閑置，代價(jià)太高，不宜采用。

（2）該小區(qū)位于天津主城區(qū)，出于節(jié)地與地價(jià)成本的考慮，不宜采用人工開(kāi)挖營(yíng)造水景觀的方案。加之天津?yàn)槿彼貐^(qū)，大規(guī)模水景的蒸發(fā)損失量過(guò)大，水費(fèi)昂貴，運(yùn)行費(fèi)用和工作負(fù)荷都很高。

（3）采用下凹式綠地，既可以美化環(huán)境又可以作為一種蓄集雨水措施，對(duì)于攔蓄雨洪，補(bǔ)充地下水有明顯作用。而其建造成本與普通草坪相比幾乎相同，在城市小區(qū)規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)大力推廣應(yīng)用。出于園林景觀的美觀考慮，下凹式綠地也可以設(shè)計(jì)成局部起伏形式，只需其平均高度低于路面5～10cm即可。

（4）公共廣場(chǎng)、露天停車場(chǎng)、生態(tài)公園、人行道、房舍周邊等處鋪設(shè)透水磚。以北京雨洪試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)所用透水磚為例，滲透系數(shù)在0.789～2.14mm/s,降雨落到地面隨即入滲地下,因此透水磚面層對(duì)加強(qiáng)雨水入滲率，減少地表徑流起了顯著作用。

（5）天津雨季集中，建設(shè)大規(guī)模蓄水池投資高，利用率低，單位蓄集水的成本高。但是有了蓄水池才能把雨洪管理提升到回收利用的程度，有條件的大型公建區(qū)域應(yīng)修建有一定規(guī)模的地下蓄水池，同時(shí)建議和下凹式綠地、地埋滲管、屋面雨水收集措施結(jié)合使用，屋面雨水管出口設(shè)置在綠地或透水磚區(qū)域內(nèi)，避免直接排向硬化路面，加大雨水收集能力。

該小區(qū)規(guī)劃將蓄水池，分散設(shè)計(jì)為多個(gè)蓄水井，設(shè)置在大面積綠地內(nèi)。一方面相對(duì)于大型蓄水池的設(shè)計(jì)降低了施工難度，大幅降低成本；另一方面蓄水井的均勻分布也增加了匯水面積，收集雨水更多；同時(shí)作為綠化用水可以就近取用，節(jié)約人力物力。蓄水井可以參照市政道路雨水井建設(shè)，井口加蓋以減少蒸發(fā)和變質(zhì)，防范墜入事故的發(fā)生。天津市極限最大凍土深度81cm，考慮到蓄水的容積需要，井深≮1.5m。

綜上所述，該小區(qū)雨水處置與利用方案規(guī)劃為下凹式綠地+局部透水磚地面+分散式綠地內(nèi)蓄水井。

綜合效益分析

直接經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）上述方案相對(duì)于傳統(tǒng)做法的成本差異。下凹式綠地與傳統(tǒng)高與地面綠地相比成本幾乎沒(méi)有差異；存車場(chǎng)混凝土厚200mm、強(qiáng)度等級(jí)C30路面造價(jià)約為150元/m2；彩砂透水磚厚80mm停車場(chǎng)路面造價(jià)約70元/m2，按道路與停車場(chǎng)總面積20%鋪設(shè)計(jì)算，節(jié)約成本約12萬(wàn)元；蓄水井按造價(jià)2000元/個(gè)，設(shè)置30個(gè)，增加成本約6萬(wàn)元。

（2）小區(qū)理論降水量約33260m3/a；下凹式綠地按全部回滲，為13304m3；透水道路按50%回滲，為6120 m3。傳統(tǒng)方式中不透水路面徑流系數(shù)0.9；綠地徑流系數(shù)0.15。則回滲量分別為1224m3和11308m3。

上述方案與傳統(tǒng)方式對(duì)比雨水回滲量增加了6892m3，如果考慮其中30%替代了自來(lái)水作為綠化和路面澆水的效用，則每年節(jié)約水費(fèi)約8064元。

（3）以蓄水井收集全部綠地降水20%計(jì)算，回收利用量約2661m3，用于綠化用水每年可節(jié)約水費(fèi)10377元。

生態(tài)環(huán)境和社會(huì)效益

（1）雨水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)調(diào)節(jié)、補(bǔ)充地區(qū)水資源和生態(tài)環(huán)境起著極為關(guān)鍵的作用。排水系統(tǒng)多為雨污合流方式，一般當(dāng)降水量＞20mm/d時(shí)，雨水混合污水排入河道，會(huì)造成河湖水體污染。通過(guò)雨水滲蓄可以大幅緩解對(duì)河湖水環(huán)境的壓力，有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。

（2）降水量＜20mm/d的均勻降水，雨水通過(guò)匯水管網(wǎng)進(jìn)入污水處理廠。雨水滲蓄、利用方案可以減少城市污水處理費(fèi)用。同時(shí)也減少了用于市政排水管網(wǎng)擴(kuò)容改造的費(fèi)用。

（3）可減輕城市的防洪壓力，減少防洪投資和洪災(zāi)損失。減少或避免排澇設(shè)施不足導(dǎo)致的道路及小區(qū)積水，提高居民生活質(zhì)量。

（4）涵養(yǎng)地下水源，利用雨水補(bǔ)充地下水資源是最經(jīng)濟(jì)的方法，在一定程度上緩解城市水資源的供需矛盾。

結(jié)語(yǔ)

城市小區(qū)雨水處置利用要避免生搬硬套，應(yīng)該充分體現(xiàn)因地制宜、針對(duì)性強(qiáng)、靈活多樣的特點(diǎn)。既要考慮盡可能充分地利用雨水，又要兼顧經(jīng)濟(jì)可行并對(duì)不同方案做技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析，通過(guò)合理規(guī)劃，避免浪費(fèi)，創(chuàng)造更大的綜合效益。

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TU991.14

C

1008-3197（2010）06-27-02

2010-08-10

石 博/男，1975年出生，工程師，天津市房地產(chǎn)信托集團(tuán)公司，從事工程管理工作。