賈瑞燕，肖輝杰，吳敬東，尹玉冰，曹廣月

(1.北京市水利科學(xué)研究所，北京 100048;2.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083)

北京市生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用模式探討

賈瑞燕1，肖輝杰2，吳敬東1，尹玉冰1，曹廣月2

(1.北京市水利科學(xué)研究所，北京 100048;2.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京 100083)

雨水利用模式;生產(chǎn)建設(shè)項目;北京市

加強(qiáng)生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用設(shè)施建設(shè)，是有效解決北京市水資源短缺、內(nèi)澇和水污染嚴(yán)重的重要途徑。對北京市生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用工程存在的問題進(jìn)行了分析，結(jié)合不同類型生產(chǎn)建設(shè)項目的特點，總結(jié)出了適宜北京市工業(yè)廠房、居住區(qū)、公共設(shè)施、學(xué)校、市政交通道路、公園等項目的雨水利用模式。

北京是嚴(yán)重缺水的城市，年人均水資源占有量不足300 m3，是世界上嚴(yán)重缺水的大城市之一。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)建設(shè)項目大規(guī)模的啟動，硬質(zhì)地面代替了原有的植被和土壤，造成局部降雨后的產(chǎn)流增加，雨水資源不但白白流失掉，而且進(jìn)一步加劇城市用水緊張局勢，還在一定程度上加劇了城區(qū)積水狀況。另外，伴隨著城市的發(fā)展，屋頂材料的多樣化、車流量的增加及融雪劑等的使用，使得雨水徑流的水質(zhì)不斷惡化，大量的污染物隨雨水徑流一起進(jìn)入受納水體，對城市的生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅［1］。采取措施對雨水資源進(jìn)行綜合利用，不僅可以緩解北京水資源危機(jī)，有效減少地表徑流，減輕城市排水和河道行洪壓力，而且能夠從源頭上控制城市水體污染。目前，城市雨水利用已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。

1 生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用工程存在的問題

為了緩解北京市水資源緊缺的現(xiàn)狀和解決內(nèi)澇及水污染的問題，改善生態(tài)環(huán)境，2009年7月北京市出臺的房地產(chǎn)建設(shè)項目、公路建設(shè)項目水土保持方案技術(shù)導(dǎo)則將“雨洪利用率”納入到水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)中，使傳統(tǒng)水土保持中的“重土輕水”逐步轉(zhuǎn)向了“水、土兼治”的工作方向。但在過去的兩年中，北京市生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持工作中“水的流失”問題一直沒有得到較好的解決，主要存在以下幾個問題:

(1)缺少生態(tài)化、多樣化的雨水綜合利用措施。目前，北京市已建項目部分設(shè)置有雨水利用措施，主要為蓄水池(占總數(shù)的46%)，人行道透水磚鋪裝、下凹式綠地、停車場嵌草磚鋪裝(占總數(shù)的42%)等形式［2］?，F(xiàn)有的雨水利用措施多單純強(qiáng)調(diào)雨水收集或下滲補充地下水資源，而對各種生態(tài)化的綜合利用方式不夠重視，雨水利用方式單一，利用效果不是很理想。

(2)沒有針對不同的生產(chǎn)建設(shè)項目進(jìn)行專門設(shè)計。不同生產(chǎn)建設(shè)項目區(qū)的地理條件、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施、用水狀況、雨水水質(zhì)等有很大不同，對景觀功能的要求、防洪排澇及水資源的需求等也有很大差別［3］，但是目前水土保持方案中的雨水利用措施沒有針對不同的建設(shè)項目進(jìn)行專門設(shè)計，因地制宜體現(xiàn)得不夠。

(3)綜合性差，缺乏與其他工程的協(xié)調(diào)。生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持中的雨水利用工程是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計時應(yīng)與項目中綠化工程、各種市政管線工程、道路交通工程、消防工程、給排水工程，以及人員活動需求、場地功能、建筑功能等方面協(xié)調(diào)一致，以免造成布設(shè)的雨水利用工程不能真正地實施，或者實施了卻不能正常發(fā)揮作用。另外，雨水利用工程涉及雨水資源利用、污染控制、蓄洪防澇、改善生態(tài)環(huán)境等，應(yīng)將雨水利用與城市各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、環(huán)境及生態(tài)建設(shè)緊密結(jié)合。

2 生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用技術(shù)措施

生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用主要包括雨水收集回用、滲透和調(diào)蓄技術(shù)等，不同類型的生產(chǎn)建設(shè)項目應(yīng)根據(jù)其特點因地制宜、優(yōu)化選用雨水利用技術(shù)措施。

2.1 雨水收集回用技術(shù)

(1)雨水收集技術(shù)。雨水利用設(shè)計時，主要利用項目區(qū)內(nèi)的屋面、硬化的廣場路面等可集雨面收集雨水，并且根據(jù)不同的徑流收集面，采取不同的雨水收集措施。屋面雨水的收集通常采用天溝、檐溝、收集管、雨落管、連接管等;路面、廣場、停車場等雨水的收集與輸送通常采用雨水管、雨水明渠、雨水暗渠、植被淺溝等方式［4］。

(2)雨水棄流、截污技術(shù)。在雨水收集利用的過程中，應(yīng)該舍棄含有大量的懸浮物、污染嚴(yán)重的初期雨水，將其就近排入市政污水管網(wǎng)或土壤下滲處理。國內(nèi)外常用的棄流裝置有自控棄流裝置、滲透棄流裝置和棄流井等。

雨水截污技術(shù)是在源頭和徑流過程中，對雨水水質(zhì)進(jìn)行控制，屋面雨水可通過安放在雨水斗、排水立管和排水橫管的濾網(wǎng)、篩網(wǎng)等進(jìn)行截污;路面雨水可通過在雨水口設(shè)置截污掛籃進(jìn)行截污。

(3)雨水蓄存技術(shù)。項目區(qū)雨水集中直接利用時，可采用地上或地下封閉式蓄水池、集雨箱等，也可利用水景和人工湖等。蓄水池是雨水綜合利用系統(tǒng)中最常見的貯水構(gòu)筑物，通常與項目區(qū)內(nèi)現(xiàn)有排水系統(tǒng)相結(jié)合，集蓄地面徑流，用以澆灌項目區(qū)內(nèi)的綠地或營造水景觀。集雨箱(桶)主要用于蓄存屋面雨水，規(guī)模較小，安裝簡便，維護(hù)管理方便，但是需要占用一定的空間，水質(zhì)不易保障，且季節(jié)性較強(qiáng)。具體選擇形式可根據(jù)區(qū)域特點，結(jié)合建筑材料、使用條件和經(jīng)濟(jì)條件等確定。

(4)雨水處理技術(shù)。收集的屋面、路面雨水應(yīng)根據(jù)用途以及所受的污染程度選擇合適的雨水處理技術(shù)。雨水的可生化性較差，通常采用沉淀、過濾、消毒等一級處理措施;當(dāng)對水質(zhì)有較高的要求時，考慮深度處理措施，如活性炭技術(shù)、微濾技術(shù)、膜技術(shù)等;另外，以人工土壤—植被凈化技術(shù)［5］(生物滯留系統(tǒng)、雨水濕地、雨水生態(tài)塘、高位花壇、土壤過濾、雨水花園等)為核心的生態(tài)處理技術(shù)既有效又經(jīng)濟(jì)，且自然，是一種非常實用的雨水凈化技術(shù)，適用于城市住宅小區(qū)、公園、學(xué)校、水體周圍。人工土壤—植被凈化技術(shù)是通過人工強(qiáng)化的基質(zhì)與植物系統(tǒng)對雨水徑流進(jìn)行截污收集或下滲，一般由表層雨水滯留層、種植土層、砂濾層、雨水收集管和溢流管等部分組成［6］。

2.2 雨水滲透技術(shù)

雨水滲透工程可以有效地控制初期徑流污染、減少雨水流失、增加雨水下滲。滲透設(shè)施主要包括下凹式綠地、透水鋪裝地面、滲透淺溝、滲透井、滲透洼地、滲透管等。滲透設(shè)施易于實施，投資較少，可用于居住小區(qū)、道路兩側(cè)、廣場、停車場等場所。一般優(yōu)先選用下凹式綠地、透水鋪裝地面等地面入滲方式，當(dāng)?shù)孛嫒霛B方式不能滿足要求時，可采用其他入滲方式或組合入滲方式。常用滲透設(shè)施的優(yōu)缺點及適用區(qū)域見表1。

表1 常用滲透設(shè)施的優(yōu)缺點及適用區(qū)域

2.3 雨水調(diào)蓄技術(shù)

雨水調(diào)蓄主要是對城市雨水進(jìn)行調(diào)節(jié)和儲存，以達(dá)到消減洪峰流量的目的，可以利用地勢低洼處、人工修建蓄洪池來進(jìn)行防洪，也可以利用雨水管道本身的容量來調(diào)蓄雨水。

3 生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用模式

3.1 雨水利用工程的設(shè)置原則

(1)控制雨水徑流的排放，確保項目建設(shè)前后區(qū)域內(nèi)徑流系數(shù)不顯著增加。

(2)充分利用水質(zhì)良好的雨水資源，實現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)。

(3)雨水利用工程要因地制宜進(jìn)行配置，考慮項目區(qū)用水量、水源、地下水位、地質(zhì)情況、水文情況、氣候條件、地表徑流條件、面源污染情況等因素。

(4)雨水利用措施要綜合采用，將雨水利用與雨水徑流污染控制、城市防洪、生態(tài)景觀改善相結(jié)合，組成生態(tài)化、多樣化雨水利用模式。

(5)避免對生態(tài)與環(huán)境造成不利影響，對雨水徑流污染嚴(yán)重的區(qū)域，應(yīng)避免直接回灌地下水，要嚴(yán)格設(shè)計雨水滲透工程，以免對原地下水水質(zhì)造成污染。

(6)充分利用現(xiàn)有設(shè)施，將雨水利用與水景、人工湖、消防水池、中水回用等設(shè)施有機(jī)聯(lián)合。

3.2 雨水利用模式

北京市生產(chǎn)建設(shè)項目主要包括工業(yè)廠房、房地產(chǎn)、公共設(shè)施、學(xué)校、市政交通道路、公園等。針對不同建設(shè)項目的地理條件、土地利用情況、基礎(chǔ)設(shè)施狀況、用水狀況、雨水水質(zhì)等，通過可利用雨水量及具體項目的水量平衡分析，以經(jīng)濟(jì)適用、生態(tài)優(yōu)化為首要前提，提出相應(yīng)的雨水利用模式。

(1)工業(yè)廠房項目。工業(yè)廠房項目一般面積比較大，用水量也非常大，但是雨水水質(zhì)情況比較復(fù)雜，與企業(yè)的生產(chǎn)活動緊密聯(lián)系，相對于一般城市民用區(qū)，工業(yè)場區(qū)的雨水污染情況比較嚴(yán)重，雨水收集利用系統(tǒng)主要是去除雨水中的污染物，以達(dá)到工業(yè)回用、下滲、生活雜用、澆灌、外排等各種用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)［7］。

北京市工業(yè)廠房項目主要為電子工業(yè)、食品工業(yè)及醫(yī)藥制造工業(yè)等，污染相對比較輕，因此宜采用收集利用、入滲為主，輔以調(diào)控排放措施的雨水綜合利用模式。對于污染比較嚴(yán)重的工業(yè)廠房項目，應(yīng)首先采用高位花壇、生物滯留槽、植被草溝等面源污染控制措施凈化水質(zhì)，然后進(jìn)行入滲或收集。

屋頂雨水可直接通過管道收集，經(jīng)簡單處理后存于蓄水池備用，也可通過管道直接進(jìn)入周邊綠地下滲(綠地設(shè)置為下凹式)，或在綠地內(nèi)建設(shè)滲井、滲溝等入滲設(shè)施，調(diào)控雨水逐漸回補地下水，雨水排放口設(shè)置消能措施。為了達(dá)到最高效益，可以考慮雨水與中水聯(lián)合應(yīng)用，以雨水補充部分中水。

人行道采用透水路面，使雨水滲入地下補充土壤水分。停車場、廣場等地區(qū)可以采用嵌草鋪裝的地面材料，如嵌草、植草磚，既可以增加綠化，同時也能夠入滲雨水、美化環(huán)境?？紤]到停車場受壓問題，停車位也可以采用透水磚鋪裝，兩個停車位之間布置滲溝，這樣既可以承受較大的壓力，又可以增加雨水的入滲。

(2)房地產(chǎn)項目。居住區(qū)項目建成后的用水量非常大，主要包括居民生活用水、公共服務(wù)設(shè)施用水、沿街商業(yè)用房用水和綠化用水等。居住區(qū)項目建筑集中、匯水面積大、雨水徑流污染較輕，經(jīng)過面源污染控制后的雨水比較適合收集利用。目前，北京提倡建設(shè)生態(tài)居住區(qū)，應(yīng)選擇收集利用、入滲為主，輔以調(diào)控排放措施的低耗、生態(tài)化的雨水綜合利用模式。

收集屋面的雨水，經(jīng)過植被草溝、雨水濕地等面源污染控制或簡單處理后用于綠化、洗車及澆灑道路等。道路兩側(cè)布設(shè)下凹式綠地，便于雨水匯集和入滲。人行道、停車場和廣場等宜采用透水性鋪裝地面下滲雨水。對于有水景的住宅小區(qū)可以將景觀水體作為雨水貯存設(shè)施。

(3)公共設(shè)施項目。行政辦公、商業(yè)金融、文化娛樂等公共設(shè)施項目一般以建筑為主，綠地面積小，且較分散，因此宜采用入滲、調(diào)控排放為主，輔以收集利用的雨水利用模式，以減少區(qū)內(nèi)徑流為目的。其中低檔的商業(yè)用地占地面積小，污染物類型復(fù)雜、濃度高，一般采用生物滯留槽、植被草溝等面源污染控制措施過濾后排放或入滲，不建議收集利用。另外一些特殊污染源地區(qū)(農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場、車輛維修站、醫(yī)院等)的雨水徑流容易受到未知的污染，為了避免污染地下水，不建議入滲，通常通過面源污染控制措施過濾、攔截后排放。

(4)學(xué)校建設(shè)項目。學(xué)校建設(shè)項目一般面積比較大，建筑物密集程度較小，需要大量的沖廁、綠化等用水，因此可以考慮收集部分雨水作為綠地、沖廁、景觀等用水，未收集部分作入滲處理。學(xué)校教學(xué)樓、宿舍樓、食堂等建筑物屋面的雨水經(jīng)雨水樽和地下蓄水池收集回用，也可以在蓄水設(shè)施周圍設(shè)置雨水利用景觀;硬化路面的機(jī)動車流量較小，建議全部采用透水鋪裝以增加入滲能力，人行道兩側(cè)還可以設(shè)置滲溝;綠化用地設(shè)置為下凹式綠地，當(dāng)?shù)孛嫒霛B能力不能滿足要求時，設(shè)置滲井、滲溝等增滲設(shè)施;運動場的雨水采用環(huán)溝或排水溝收集，經(jīng)初期棄流、沉淀后進(jìn)入蓄水池存儲回用。

(5)市政交通道路。由于汽車輪胎和筑路材料的磨損、汽車尾氣排放、運輸物品的泄漏、融雪劑的使用等，因此市政道路的污染物濃度相對較高。路面徑流污染是僅次于農(nóng)業(yè)污染的第二大面源污染源，所以不建議對市政道路的雨水進(jìn)行收集利用。一般在綠化隔離帶設(shè)置植被淺溝、生物滯留設(shè)施(滯留帶)、低勢綠地等生態(tài)處置措施就地滯留、凈化、下滲雨水，人行道采用透水性鋪裝地面下滲雨水［8］。如果道路兩旁有空地，宜建設(shè)雨水花園滯留凈化雨水，消減洪峰流量，并通過植物的合理配置，創(chuàng)建和諧環(huán)境。

(6)公園。公園綠地空間開闊、占地面積非常大，是天然的滲透設(shè)施，不僅滲透能力強(qiáng)，而且植物根系對雨水徑流中的懸浮物、雜質(zhì)等有一定的凈化作用，所以綠地雨水可以就地利用?？山Y(jié)合綠地規(guī)劃、地形地勢設(shè)置下凹式綠地、植草溝等作為局部短時蓄水池，另外采用滲透井、滲透池、滲透管等滲透設(shè)施加大雨水的滲透量。綠地的植物要采取灌草結(jié)合的節(jié)水型配置方式。

公園內(nèi)道路、廣場等宜采用透水鋪裝，多余的降雨徑流匯集到下凹式綠地、植草溝等下滲。

4 結(jié)語

北京市生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用工程形式多樣，應(yīng)根據(jù)具體項目的特點進(jìn)行全面分析，選擇切實可行的雨水利用模式。對北京市不同類型生產(chǎn)建設(shè)項目總結(jié)提出了適宜的雨水利用模式，有利于北京市科學(xué)、有效地利用雨水資源，并為其他城市生產(chǎn)建設(shè)項目雨水利用工程提供可以借鑒的經(jīng)驗。建議水土保持行政主管部門采取切實有效的措施，加強(qiáng)對水土保持工作的監(jiān)督管理，確保水土保持方案報告書中規(guī)劃的雨水利用工程有效實施，使生產(chǎn)建設(shè)項目中“水的流失”問題能夠得到較好的控制。

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［2］劉洋.北京城市雨水利用工程實效調(diào)研分析與對策研究［D］.北京:北京建筑工程學(xué)院，2008.

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S157;TV213.9

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1000－0941(2012)10－0026－03

賈瑞燕(1979—)，女，山西盂縣人，碩士，從事水土保持方案編制、水土保持監(jiān)測等工作。

2012－05－20

(責(zé)任編輯 孫占鋒)