雨水收集利用技術(shù)介紹

摘要：本文將《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（試行）》（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，2014年10月）中給出的各類雨水收集利用技術(shù)的概念、適用性和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。

關(guān)鍵詞：LID技術(shù)；黑臭水體；治理

中圖分類號(hào)：X143 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）01-0090-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.053

The introduction of the urban rainwater collection and utilization technology

Zhang Zongnong

（HeNan Building Materials Research & Design Institute Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450000，China）

Abstract： This paper simply introduces the fundamental conception， applicability， advantages and disadvantage of every kind of the urban rainwater collection and utilization technology. These technologies are contained in the Technical guide for construction of sponge city - Construction of low impact development rainwater system （Trial Implementation） which is issued by Ministry of Housing and Urban and Rural Construction on October， 2014.

Key words： LID technology；Black and smelly water；Treatment

按主要功能分類，雨水收集利用技術(shù)包括滲透技術(shù)、儲(chǔ)存技術(shù)、調(diào)節(jié)技術(shù)、轉(zhuǎn)輸技術(shù)、截污凈化技術(shù)等幾類，下面就這幾類技術(shù)做簡(jiǎn)單的介紹。

1 滲透技術(shù)

1.1 透水鋪裝

透水鋪裝是一種透水型地面，主要方法是采用透水鋪裝材料鋪設(shè)或以傳統(tǒng)材料保留縫隙的方式進(jìn)行鋪裝。透水鋪裝主要應(yīng)用在小區(qū)或城市中不適合采用裸露地面和綠地的硬化部分，如人行道、街道、廣場(chǎng)、自行車道等。透水鋪裝材料有透水磚、透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土等；傳統(tǒng)材料保留縫隙鋪裝主要有嵌草磚鋪裝、園林的鵝卵石鋪裝以及碎石鋪裝等，其中透水瀝青混凝土路面還可用于機(jī)動(dòng)車道。

透水鋪裝是城市節(jié)約水資源，改善環(huán)境的重要措施，也是綠色建筑節(jié)水的發(fā)展方向之一。透水地面可以大量收集雨水、緩解城市熱島效應(yīng)。透水鋪裝具有一定的峰值流量削減作用，實(shí)現(xiàn)小區(qū)雨天無路面積水，還能對(duì)雨水起到凈化作用，下滲的雨水通過透水性鋪裝及下部透水墊層的過濾作用得到凈化。

1.2 綠色屋頂

綠色屋頂（種植屋面或屋頂綠化）是指在房屋建筑的屋頂、天臺(tái)、露臺(tái)等進(jìn)行的人工綠化?；▓@式、組合式、草坪式是綠色屋頂?shù)娜N主要形式。

草坪式所需的基質(zhì)厚度小，自重輕，且一般選用抗逆性強(qiáng)的草本植被，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低；組合式綠色屋頂為了實(shí)現(xiàn)高低錯(cuò)落的植物搭配，一般會(huì)使用少量的低矮灌木及其他種類的植被，需要經(jīng)常的澆水和維護(hù)；花園式的屋頂花園從組成內(nèi)容上來說增加了許多造景元素，比如景觀小品或者小型的景觀水體，在植物選擇上可以選擇一些較為高大的樹木，養(yǎng)護(hù)成本高，且基質(zhì)厚度大，自重大，對(duì)屋頂?shù)暮奢d、屋頂防水的防根刺等有了更高的要求。

綠色屋頂具有提高城市綠化覆蓋、創(chuàng)造空中景觀，吸附塵埃減少噪音、減少城市熱島效應(yīng)、緩解雨水屋面溢流、有效保護(hù)屋面結(jié)構(gòu)等作用，不同形式的綠色屋頂對(duì)屋頂荷載、空間條件、防水等有不同的要求。

1.3 下沉式綠地

下沉式綠地有狹義和廣義之分，在本節(jié)中的下沉式綠地是指狹義的下沉式綠地。下沉式綠地的主要做法是在有條件的地方，將硬化地面周邊綠地的高程降低，綠地的高程一般比臨近的硬化地面高程低幾十厘米，這樣硬化地面的徑流就能夠在綠地內(nèi)蓄積，并且具有一定的污染物去除功能，實(shí)現(xiàn)了綠地景觀功能和雨水徑流就地消納、生態(tài)環(huán)境改善、雨水利用等功能的統(tǒng)一。下沉式綠地是一種分散式、小型化的綠色基礎(chǔ)設(shè)施（生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施），用地面積不增加，建設(shè)成本與非下沉式綠地相比相當(dāng)。

下沉式綠地即適合與居住小區(qū)，也適合于城市道路或者城市公園，具有較低的建設(shè)成本和維護(hù)成本，但是若在一個(gè)區(qū)域內(nèi)大范圍應(yīng)用時(shí)受地形等條件的限制，并且可以實(shí)現(xiàn)的調(diào)蓄容量較小。

1.4 生物滯留設(shè)施

生物滯留設(shè)施一般建設(shè)在地勢(shì)較低的區(qū)域，利用微生物、土壤和植物對(duì)徑流雨水進(jìn)行滲濾和凈化，并具有一定的徑流雨水儲(chǔ)存功能。生物滯留設(shè)施凈化后的雨水通過滲透補(bǔ)充地下水，或者通過設(shè)置于設(shè)施底部的穿孔管收集后輸送到市政雨水系統(tǒng)。生物滯留設(shè)施模擬了自然水文過程中的蒸發(fā)和滲透作用，起到了凈化和滯留徑流雨水的功能[1]。通常情況下，生物滯留設(shè)施可以用于處理高頻的小雨量降水或者低頻暴雨的初期降水。設(shè)置在生物滯留設(shè)施中的溢流系統(tǒng)用于排放超出其處理能力的降雨。雨水花園、高位花壇、生態(tài)樹池、生物滯留帶等均是在不同應(yīng)用位置的生物滯留設(shè)施的別名。生物滯留設(shè)施可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景采取多種形式，能夠適用不同的區(qū)域，且與景觀結(jié)合時(shí)比較容易。生物滯留設(shè)施能夠以較低的建設(shè)成本和維護(hù)成本實(shí)現(xiàn)良好的徑流控制效果[2]。但是在土壤滲透性差、巖石層與地下水位較高、坡度較大的地區(qū)，為了避免次生災(zāi)害，應(yīng)根據(jù)地區(qū)的地質(zhì)情況采取諸如防滲、換土等手段。

1.5 滲透塘與滲井

滲透塘適用于匯水面積較大（大于1hm2）且具有一定空間條件的區(qū)域，利用洼地實(shí)現(xiàn)雨水的下滲以達(dá)到地下室補(bǔ)充的作用。滲透塘在凈化雨水和削減峰值流量方面具有一定的作用。

滲井由井壁和井底組成，通常為了增加滲井的滲透能力，可以在滲井周圍設(shè)置水平滲排管，將礫石或碎石鋪設(shè)在滲排管周圍[3]。

2 儲(chǔ)存技術(shù)

2.1 濕塘

濕塘系一類常年保持一定的水面面積的低洼區(qū)，在降雨時(shí)可以攔截和調(diào)蓄降雨徑流，同時(shí)還有景觀水體的功能。濕塘的主要補(bǔ)水水源是雨水。濕塘能夠調(diào)蓄雨水、削減峰值流量且具有一定的污染物去除功能。

在場(chǎng)地設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多功能綜合利用寶貴的土地資源，結(jié)合開發(fā)空間和綠地等條件對(duì)濕塘進(jìn)行合理布局，使得濕塘在高頻小雨時(shí)儲(chǔ)蓄雨水和補(bǔ)充景觀用水，在暴雨時(shí)調(diào)蓄雨水、消減峰值流量，平時(shí)具有休閑娛樂和景觀作用。濕塘能夠有效削減較大區(qū)域的徑流總量、徑流污染和峰值流量，但對(duì)場(chǎng)地條件要求較嚴(yán)格，建設(shè)和維護(hù)成本高[4]。

2.2 雨水濕地

雨水濕地是一類模擬天然濕地結(jié)構(gòu)的人工濕地，通過沉淀、過濾和生物作用凈化雨水，具有天然濕地相類似的組成結(jié)構(gòu)——基質(zhì)，挺水植物，沉水植物，動(dòng)物與微生物，能夠形成良好的小生態(tài)系統(tǒng)。同天然濕地類似，雨水濕地具有較高的雨水污染控制能力，還具有良好的景觀效果。雨水濕地污染物消減能力較強(qiáng)，徑流總量和峰值流量控制效果尚可，但建設(shè)成本及維護(hù)成本較高。

2.3 蓄水池及雨水罐

蓄水池一般利用鋼筋混凝土、磚或石建造，或者使用塑料蓄水模塊拼裝建造。蓄水池在有雨水回用需求的建筑與小區(qū)、城市綠地等應(yīng)用較多，但是需設(shè)置必要的雨水凈化設(shè)施以滿足回用水質(zhì)要求。蓄水池不適用于無雨水回用需求和徑流污染嚴(yán)重的地區(qū)。

雨水罐用塑料、玻璃鋼或金屬等材料制成，安裝方便，便于維護(hù)，但容積小，適用于單體建筑屋面雨水的收集利用。

3 調(diào)節(jié)技術(shù)

調(diào)節(jié)技術(shù)主要有調(diào)節(jié)塘和調(diào)節(jié)池，主要以削減峰值流量功能為主。通過合理設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)塘也可具有滲透功能，對(duì)地下水補(bǔ)充和雨水凈化起到一定的作用。調(diào)節(jié)技術(shù)適用于建筑與小區(qū)、城市綠地等具有一定空間條件的區(qū)域，可以與濕塘、雨水濕地合建，構(gòu)建多功能調(diào)蓄水體。

4 轉(zhuǎn)輸技術(shù)

轉(zhuǎn)輸技術(shù)包括滲管/渠、植草溝。

滲管/渠是指雨水管用穿孔管或者無砂混凝土管/渠和礫（碎）石等材料的組合體代替，實(shí)現(xiàn)雨水管/渠的滲透功能。滲管/渠對(duì)場(chǎng)地空間要求小，但建設(shè)費(fèi)用較高，易堵塞，維護(hù)較困難。

植草溝是用帶有植被的地表溝渠代替硬化溝渠，地表徑流在植草溝中轉(zhuǎn)輸時(shí)，雨水地表徑流降低，匯流時(shí)間延長，同時(shí)植草溝內(nèi)的植物和土壤能夠截留和處理雨水中的污染物，實(shí)現(xiàn)雨水污染控制的目的。常年保持一定水面的植草溝稱為濕式植草溝，不能持續(xù)保持一定水面的植草溝稱為干式植草溝。

5 截污凈化技術(shù)

5.1 植被緩沖帶

植被緩沖帶系在坡度較緩的地區(qū)設(shè)置帶狀植被，通過植被的攔截和土壤的下滲，地表徑流流速減緩，雨水中的部分污染物得到部分去除，實(shí)現(xiàn)了徑流污染消減功能，同時(shí)也能夠增加入滲和延長匯流時(shí)間。較高的場(chǎng)地空間大小、坡度等條件要求限制了植被緩沖帶的廣泛應(yīng)用，并且控制徑流的能力有限。

5.2 初期雨水棄流設(shè)施

為了降低后續(xù)處理設(shè)施對(duì)雨水的處理難度，通常需要使用初期雨水棄流設(shè)施將降雨初期污染物濃度較高的雨水予以棄除。可以采用容積法、水流切換法等方法實(shí)現(xiàn)初期棄流。作為一類預(yù)處理設(shè)施，通常設(shè)置在其他雨水設(shè)施的前端。

5.3 人工土壤滲濾

為了達(dá)到雨水回用水質(zhì)要求，可以利用人工土壤滲濾處理蓄水池等儲(chǔ)存的雨水。人工土壤滲濾凈化雨水的效果好，能夠與景觀比較容易結(jié)合，但建設(shè)成本較高。

參考文獻(xiàn)

[1]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.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（試行）[Z].北京：2014.

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[3]孔凡斌，魏華.森林生態(tài)保護(hù)與效益補(bǔ)償法律機(jī)制研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2004，18（5）：112-118.

[4]陳亞寧，崔旺誠.塔里木河的水利用與生態(tài)保護(hù)[J].地理學(xué)報(bào)，2003，58（2）：215-222.

收稿日期：2017-12-23

作者簡(jiǎn)介：張宗農(nóng)，工學(xué)碩士。