海綿城市雨水處理技術(shù)與雨水利用分析

楊文灝

【摘要】洪澇災(zāi)害與水資源短缺問題是我國目前要面對(duì)的問題，結(jié)合管理理念和雨水的利用，規(guī)劃“生態(tài)海綿”地區(qū)的雨水利用以及處理技術(shù)，雨水資源化的途徑將從城市規(guī)劃層面提出。研究“生態(tài)海綿”的建造技術(shù)和指標(biāo)，經(jīng)過“生態(tài)海綿”將雨水滲透從而滯留利用，達(dá)到保護(hù)水資源、防洪、以及控制水污染的綜合效益。

【關(guān)鍵詞】海綿城市；雨水處理；雨水利用

這幾年，我國許多的大城市都出現(xiàn)內(nèi)澇的情況，一到雨季必定出現(xiàn)內(nèi)澇，在城市就能“看?！绷耍涣硪环矫嬉餐瑫r(shí)存在城市水資源短缺的問題。城市傳統(tǒng)開發(fā)建設(shè)的過程中，自然水文平衡遭到破壞，出現(xiàn)各種水問題，主要表現(xiàn)為雨水資源流失、城市洪澇災(zāi)害頻發(fā)、土壤水源隔斷、河流基流喪失、雨水徑流污染嚴(yán)重、城市水體水質(zhì)惡化等。深圳市在城市建設(shè)各方面取得巨大成就的同時(shí)，也像國內(nèi)外其他城市一樣，不可避免的遭受各種水問題。所以說城市合理排去和收集雨水都很重要，構(gòu)建綠色的“生態(tài)海綿”在前期即設(shè)計(jì)階段就要統(tǒng)籌考慮，設(shè)計(jì)階段應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)的環(huán)境、水文、氣象、土地利用等結(jié)合雨水利用及處理設(shè)施進(jìn)行科學(xué)合理的平面與豎向設(shè)計(jì)，在建筑與小區(qū)、城市道理、綠地與廣場(chǎng)、水系等規(guī)劃建設(shè)中，統(tǒng)籌考慮景觀水體、濱水帶等開放空間，建設(shè)低影響開發(fā)設(shè)施，構(gòu)建低影響開發(fā)雨水利用及處理系統(tǒng)。

1、“生態(tài)海綿”的規(guī)劃

根據(jù)區(qū)域發(fā)展要求并落實(shí)深圳總體規(guī)劃，按照總體規(guī)劃要求創(chuàng)新規(guī)劃思路和方法。

1.1 規(guī)劃概述

“生態(tài)排水與管網(wǎng)排水”是結(jié)合深圳總體規(guī)劃的雨水排除新型模式，最新的可持續(xù)發(fā)展以及低影響開發(fā)等理念結(jié)合雨水的開發(fā)應(yīng)用，創(chuàng)建“生態(tài)海綿”雨水利用地區(qū)的規(guī)劃理念。在“生態(tài)海綿”區(qū)域要求更改以往的排除雨水的方式，使用與自然相近的雨水治理辦法，盡量讓雨水不往外排，充分地讓雨水分散積蓄以及初步凈化。所有規(guī)劃的區(qū)域就像海綿一樣，短暫地將進(jìn)入的雨水儲(chǔ)藏起來，讓雨水慢慢下滲或者再利用，強(qiáng)調(diào)雨水可持續(xù)利用，把雨水“排水量零增長(zhǎng)”的形式表達(dá)出來，這就是規(guī)劃生態(tài)海綿地區(qū)的理念，這種理念符合保護(hù)生態(tài)環(huán)境、低碳發(fā)展的要求 。

1.2 目標(biāo)

一般雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是及時(shí)、迅速地排除降雨形成的地表徑流。但是在流量設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮對(duì)雨水徑流的利用。因此 ，一方面是斥資建設(shè)龐大的雨水排放系統(tǒng)將雨水徑流排出城市 ， 另一方面卻是城市地下水補(bǔ)給不足和淡水資源缺乏。也就是說， 雨水作為一種天然的水資源經(jīng)過我們目前的管理方式由水資源變成了水的污染物， 成為城市向外圍擴(kuò)散污染的非常大的源頭。

宏觀上，設(shè)計(jì)規(guī)劃要考慮城市的占地和空間的開發(fā)，擬定雨水空間分布的綜合利用、技術(shù)措施和歸類等等。微觀上，利用雨水規(guī)劃設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，進(jìn)行控制，落實(shí)好具體要利用的技術(shù)，控制好有關(guān)配套政策和指標(biāo)等。開展雨水綜合利用的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該做到宏觀和微觀相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)蓄減排、保護(hù)水資源、充分利用雨水、控制水污染、以及氣候改善等綜合效益。

1.3 評(píng)價(jià)

從經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等角度出發(fā)將規(guī)劃創(chuàng)建的“生態(tài)海綿”地區(qū)提出三類指標(biāo)，具體是：強(qiáng)度類指標(biāo)表示雨水利用的程度，其中，排入市政管網(wǎng)的雨水量占全年總降雨量的比例就是年雨水排放率，被規(guī)劃區(qū)滯留的降雨量和該降雨量對(duì)應(yīng)的重現(xiàn)期就是零排放降雨量和零排放重現(xiàn)期。反映雨水利用設(shè)施的建設(shè)和管理成本是經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)，反映雨水資源化程度及環(huán)境污染的控制就是資源環(huán)境類指標(biāo)。擬定各類指標(biāo)的限制值要根據(jù)規(guī)劃區(qū)的實(shí)際情況出發(fā)，方案實(shí)施后的真實(shí)效果也可以用指標(biāo)體系來預(yù)測(cè)以及驗(yàn)證。為了做好規(guī)劃效益的評(píng)價(jià)服務(wù)，創(chuàng)造了指標(biāo)體系，希望可以繼續(xù)鞏固雨水利用指標(biāo)體系，為制定法規(guī)和雨水利用相關(guān)管理控制技術(shù)提供有效的幫助。

1.4技術(shù)體系

由雨水凈化系統(tǒng)、雨水滲透系統(tǒng)以及雨水蓄集利用系統(tǒng)創(chuàng)建“生態(tài)海綿”地區(qū)的技術(shù)體系。

1.4.1 雨水滲透系統(tǒng)

雨水滲透設(shè)施讓雨水回灌地下，補(bǔ)充、涵養(yǎng)地下水源，是一種間接的雨水利用技術(shù)。滲透地面可分為天然滲透地面和人工滲透地面兩大類，天然滲透在城區(qū)以綠地為主，它具有透水性好的特征；居住區(qū)內(nèi)建筑物周圍均有綠地分布，便于雨水的引入利用；可減少綠化用水并改善城市水環(huán)境；對(duì)雨水中夾雜的染物具有較強(qiáng)的截留和凈化作用。

1.4.2 雨水蓄集利用系統(tǒng)

雨水蓄集利用設(shè)施就是將雨水根據(jù)需求進(jìn)行收集后，并經(jīng)過對(duì)收集的雨水進(jìn)行處理后達(dá)到符合設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。目前多數(shù)由棄流過濾系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)組成。利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地雨水徑流實(shí)施調(diào)蓄、凈化和利用，改善城市水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。

2、技術(shù)應(yīng)用及設(shè)計(jì)

將深圳的環(huán)境、地質(zhì)、水文和氣象等條件進(jìn)行研究分析，下滲補(bǔ)充地下水是雨水利用的主要途徑，一部分用來補(bǔ)充景觀水系，同時(shí)還可以考慮綠化澆灌。

2.1 城市快速路機(jī)非隔離帶設(shè)計(jì)

深圳作為一個(gè)快速建設(shè)的城市，城市快速路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、進(jìn)度快，維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)也更高，為了減少后期道路的養(yǎng)護(hù)難度，提高雨水過后道路的通行效率，在此以快速路建設(shè)雨水處理利用系統(tǒng)作為方案闡述。

機(jī)非隔離帶生物滯留帶設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）快車道外側(cè)路緣石開口且局部通過平面石加大橫坡收水效果；

（2）路緣石豁口處設(shè)置石籠，內(nèi)填碎石及細(xì)沙混合料，過濾凈化雨水；

（3）下沉20cm，并設(shè)置溢流口；

（4）如道路縱坡較大，可增加攔水梗：縱坡>2%，溢流口間設(shè)置兩道攔水梗；縱坡1%≤i<2%，溢流口間設(shè)置一道攔水梗。

通過上述設(shè)計(jì)方案，可有效提高快速道路雨水徑流量，減少地面積水，提高車輛通過率，同時(shí)可有效補(bǔ)充地下水，減少后期養(yǎng)護(hù)成本。在建設(shè)城市快速路時(shí)建議考慮此設(shè)計(jì)方案。

2.2 高架橋面雨水處理利用設(shè)計(jì)

高架橋作為目前城市快速建設(shè)的另一大規(guī)模交通設(shè)施，深圳在目前的城市建設(shè)中也有不少，為了在普通高架橋加入“海綿城市”概念，在此也針對(duì)高架橋雨水收集利用做個(gè)簡(jiǎn)單闡述。

高架橋面雨水處理利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）高位下沉式中央綠化帶--抬高路緣石及種植土高度；

（2）橋面雨水→雨落管→初期棄流裝置→雨水罐→高位下沉式綠化帶→雨水管。

通過上述設(shè)計(jì)方案，可提高高架橋的雨水徑流量，減少道路面積水，同時(shí)可將雨水收集回用，在綠化灌溉、補(bǔ)充景觀水等能有效利用。

2.3 道路雨水收集回用設(shè)計(jì)

道路雨水收集回用設(shè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

（1）雨水控制井、沉沙井采用Φ1500圓形混凝土雨水 檢查井，沉沙井內(nèi)安裝初期雨水棄流設(shè)施—旋流過濾器；

（2）棄流、塵沙→蓄水模塊→前置塘→水體。

雨水收集系統(tǒng)的設(shè)置，可以收集經(jīng)初期凈化的雨水并存儲(chǔ)起來，可用于景觀水補(bǔ)充或綠化灌溉等，對(duì)保護(hù)水資源起了重要作用?？煽紤]在有空間的地方建設(shè)利用。

3、結(jié)束語

很多年以來，雨水排除和利用規(guī)劃都沒有以單項(xiàng)規(guī)劃來實(shí)行在城市涉水規(guī)劃中，而且不把雨水利用規(guī)劃和其他專項(xiàng)規(guī)劃有機(jī)結(jié)合在一起。把雨水資源化的方針融入到城市規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃、綜合防災(zāi)、水系統(tǒng)規(guī)劃、以及水系統(tǒng)規(guī)劃等規(guī)劃中對(duì)城市未來健康、可持續(xù)的發(fā)展都有重大意義。

未來可以借鑒“生態(tài)海綿”地區(qū)構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步落實(shí)雨水利用規(guī)劃的政策和法規(guī)創(chuàng)新雨水利用規(guī)劃關(guān)念，盡量把雨水綜合利用規(guī)劃由非傳統(tǒng)規(guī)劃變成為法定規(guī)劃，讓社會(huì)了解雨水利用的重要性，加強(qiáng)有關(guān)研究和實(shí)踐的投入，從法律、經(jīng)濟(jì)和教育等多方面提供保障，創(chuàng)造適合我國雨水利用的藝術(shù)與生活 。

參考文獻(xiàn)：

[1]海綿城市建設(shè)技術(shù)指南-低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建. 住房城鄉(xiāng)建設(shè)部，2016，10：5-6.

[2]楊文喜，王彥洋，李順群，王建彬. 基于海綿城市建設(shè)的城市雨水處理技術(shù)研究[J]. 城市，2016，12（12）：77-79.