張 冠 軍

(張家口市宣化區(qū)市政工程公司,河北 宣化 075000)

城市雨水開發(fā)與利用新思路

張 冠 軍

(張家口市宣化區(qū)市政工程公司,河北 宣化 075000)

城市雨水的匯流，其來源大致可分為屋面、地面雨水和道路雨水兩部分.以“綠色建筑”評價標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，探討將生活廢水與屋面、地面雨水聯(lián)合回用的策略.同時，應(yīng)用低影響開發(fā)(LID)技術(shù)對雨水進(jìn)行源頭控制，使雨水以自然的方式回歸自然；結(jié)合“海綿城市”的理念，將雨水最大限度的貯存，利用雨水的自然循環(huán)過程服務(wù)于城市用水的社會循環(huán)需要.

雨水利用；綠色建筑；低影響開發(fā)；海綿城市

0 引 言

我國屬于極度缺水國家，除采用節(jié)約用水和污水回用等措施提高水資源利用效率外，還應(yīng)注意非常規(guī)水資源的開發(fā)與利用.降雨是地球水體循環(huán)的重要形式，也是區(qū)域水資源補(bǔ)給的重要來源，如何將雨水轉(zhuǎn)化為可高效利用的替代水源顯得尤為重要.

目前，我國大中城市的雨水開發(fā)與利用還基本處于探索和研究階段，沒有形成系統(tǒng)的雨水開發(fā)與利用規(guī)劃.此外，部分嚴(yán)重缺水城市在過度開采地下水的同時投入大量資金用于汛期雨水的排除，造成了資源與資金的雙重浪費.在當(dāng)今謀求可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，探討城市雨水開發(fā)與利用的新思路不僅有利于減輕城市汛期防洪壓力，還有利于緩解城市用水緊缺局面.

1 城市雨水發(fā)開與利用方法

在城市雨水的匯流過程中，其來源大致可分為屋面、地面雨水和道路雨水兩部分.現(xiàn)階段，我國城市地區(qū)絕大部分屋面、地面雨水仍然采用收集后匯入雨水管網(wǎng)的傳統(tǒng)思路，并未將其有效利用，提高屋面、地面雨水的利用效率是全面實現(xiàn)城市雨水開發(fā)與利用的重要環(huán)節(jié).

隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高以及城市規(guī)模的日益擴(kuò)大，城市道路的覆蓋面積也在逐年增長，其在降雨過程中起著收集與匯流的作用，是雨水管網(wǎng)中雨水流量來源的重要組成部分.一般而言，降雨的時空分布并不均勻，存在短時流量過大的問題，由此導(dǎo)致的城市內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā).然而，僅僅依靠雨水管網(wǎng)的升級改造來解決城市雨水的出路問題，并不符合可持續(xù)發(fā)展理念，探索城市道路雨水的開發(fā)與利用方法，不僅僅是在減輕城市舊有雨水管網(wǎng)的排水壓力，更是在積極尋找城市替代水源，謀求可持續(xù)發(fā)展.

1.1 屋面、地面雨水開發(fā)與利用方法

目前，“綠色建筑”的概念逐漸興起，在《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中明確鼓勵將雨水回用于綠化灌溉、道路沖洗以及洗車用水，并指出應(yīng)結(jié)合雨水利用設(shè)施進(jìn)行景觀水體設(shè)計[1].因此，在探討屋面、地面雨水開發(fā)與利用方法的過程中，應(yīng)緊密結(jié)合“綠色建筑”的評價標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行屋面、地面雨水開發(fā)與利用設(shè)計.

在將盥洗、淋浴等產(chǎn)生的生活廢水回用于沖廁的工程實踐中，由于氣味、感官等諸多因素的限制，導(dǎo)致民眾的接受程度不高，因此本文將探討生活廢水和屋面、地面雨水聯(lián)合回用的策略和方法.雨水作為回用水源在水質(zhì)方面具備天然的優(yōu)勢，排除初期雨水后的剩余雨水中的有機(jī)物濃度處于較低水平，采用一般物化方法處理即可達(dá)到“城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”[2].在雨水收集方面，可在現(xiàn)有管線下游修建雨水調(diào)蓄池，并利用三通的形式控制初期雨水的排除.

將生活廢水與屋面、地面雨水聯(lián)合回用是一項極具探索性的嘗試，其在全面提高水資源社會循環(huán)利用效率方面意義深遠(yuǎn).其利用方式如圖1所示：

圖1 生活廢水與屋面、地面雨水聯(lián)合回用方案

在上述生活廢水與屋面、地面雨水聯(lián)合回用的方式中，需要建造兩座調(diào)蓄池，一座用于收集生活廢水和屋面、地面雨水，另一座用于貯存經(jīng)過處理后得到的再生水.由于生活廢水和屋面、地面雨水的有機(jī)物濃度均不足以支持直接采用生物法進(jìn)行水質(zhì)凈化，因此可適量摻加化糞池污水后采用MBR工藝進(jìn)行聯(lián)合處理[3].經(jīng)過處理后得到的再生水應(yīng)優(yōu)先用于沖廁、洗車等人體非接觸用水，其次可用于小區(qū)內(nèi)人工湖、人工噴泉等景觀用水，此外還應(yīng)探討再生水回灌補(bǔ)給地下水的可行技術(shù)方案.

在實際運行過程中，必須考慮由于自然損壞、設(shè)備維修等原因造成的水循環(huán)回路阻斷，因此應(yīng)在前端調(diào)蓄池處設(shè)置溢流管道，并將溢流管道與市政排水管網(wǎng)連通；同時，考慮到后端調(diào)蓄池可能會出現(xiàn)水量不足的現(xiàn)象，因此應(yīng)將其與市政給水管網(wǎng)連通，不過應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐怪兴毓嗍姓o水管網(wǎng)的現(xiàn)象發(fā)生.

1.2 路面雨水開發(fā)與利用方法

低影響開發(fā)(LID)技術(shù)[4]是通過對雨水的源頭控制，維持和保護(hù)土地開發(fā)前的自然水文狀態(tài)，使工程對生態(tài)環(huán)境的擾動最小的理念和方法.在探討城市道路路面雨水開發(fā)與利用方法的過程中，應(yīng)緊密結(jié)合低影響開發(fā)(LID)技術(shù)使雨水以自然的方式回歸自然，減少對降雨過程的人工干預(yù).同時，還應(yīng)緊密結(jié)合“海綿城市”的理念，將雨水最大限度的貯存，利用雨水的自然循環(huán)過程服務(wù)于城市用水的社會循環(huán)需要.

在以低影響開發(fā)(LID)技術(shù)進(jìn)行城市道路路面雨水開發(fā)與利用設(shè)計時，應(yīng)注重在徑流形成的源頭進(jìn)行雨水分散設(shè)計，以降低雨水徑流系數(shù)為主要目標(biāo).通過在城市運用低影響開發(fā)(LID)技術(shù)不僅可以使雨水最大限度的回歸自然，也可以降低集中降水所形成的洪峰流量，減輕雨水管網(wǎng)的泄洪壓力.其具體利用方式如下圖所示：

圖2 基于低影響開發(fā)(LID)技術(shù)的雨水源頭控制方案

在上述運用低影響開發(fā)(LID)技術(shù)進(jìn)行雨水分散設(shè)計時，應(yīng)優(yōu)先采用透水鋪裝、生物滯留、下沉式綠地等方式實現(xiàn)雨水的自然下滲，但當(dāng)采用自然下滲方式不足以排除全部降雨時，應(yīng)將過量的雨水排放到雨水管網(wǎng)中，避免內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生.透水鋪裝指的是利用人工鋪筑的可透水材料使雨水通過與鋪裝下基層相通的滲水路徑滲入下部土壤的雨水分散方式；生物滯留指的是通過填料的過濾與吸附作用以及植物根系的吸收作用來凈化雨水，由于其能將雨水暫時貯存后緩慢滲入地下，因此可以削減地表雨水的洪峰流量[5]；下沉式綠地指的是一些低于路面的廣場式園林綠地，利用其對雨水的調(diào)蓄助滲作用實現(xiàn)雨水在源頭的分散控制.

在對路面雨水的綜合開發(fā)與利用過程中，不僅應(yīng)重視雨水的源頭控制，還應(yīng)重視城市對雨水的整體調(diào)蓄貯存作用，實現(xiàn)“海綿城市”的戰(zhàn)略構(gòu)想.在進(jìn)行城市雨水調(diào)蓄貯存設(shè)計時，應(yīng)從雨水濕地、蓄水池、景觀河等方面考慮，盡量完善城市水資源的彈性調(diào)節(jié)機(jī)制.其利用方式如下圖所示：

圖3 基于“海綿城市”的雨水調(diào)蓄貯存方案

在以“海綿城市”為導(dǎo)向進(jìn)行城市雨水調(diào)蓄貯存設(shè)計時，應(yīng)將自然下滲方式無法排除的過量雨水利用雨水管網(wǎng)收集.其中，部分雨水可利用蓄水池貯存，用作城市道路的日常清洗以及城市綠地的日常灌溉；另一部分雨水則應(yīng)就近排放入景觀河流、雨水濕地、人工湖泊等，利用自然水體實現(xiàn)對雨水的貯存和凈化，最終實現(xiàn)“海綿城市”的構(gòu)想.

2 結(jié) 論

(1)參照城市雨水的匯流過程，將其來源分為屋面、地面雨水和道路雨水兩部分，綜合屋面、地面雨水以及道路雨水開發(fā)與利用方法，為城市雨水開發(fā)與利用提供整體思路和策略.

(2)以“綠色建筑”評價標(biāo)準(zhǔn)為導(dǎo)向，探討生活廢水和屋面、地面雨水聯(lián)合回用的策略.采用MBR工藝進(jìn)行處理后的再生水優(yōu)先用于沖廁、洗車等人體非接觸用水，其次可用于小區(qū)內(nèi)人工湖、人工噴泉等景觀用水，此外還應(yīng)探討再生水回灌補(bǔ)給地下水的可行技術(shù)方案.

(3)路面雨水開發(fā)與利用可分為源頭控制和調(diào)蓄貯存兩個環(huán)節(jié).在源頭控制環(huán)節(jié)，應(yīng)用低影響開發(fā)(LID)技術(shù)，通過透水鋪裝、生物滯留、下沉式綠地等方式對雨水進(jìn)行分散控制，降低雨水徑流系數(shù)；在調(diào)蓄貯存環(huán)節(jié)，結(jié)合“海綿城市”的理念，通過蓄水池、景觀河流、雨水濕地、人工湖泊等方式對雨水進(jìn)行調(diào)蓄貯存，完善城市水資源的彈性調(diào)節(jié)機(jī)制.

[1]綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn).GB/T 50378～2014

[2]孔丹鳳，呂偉婭.江蘇省綠色建筑節(jié)水與水資源利用技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].中國給水排水，2013，29(24)：27～31

[3]劉爽，王新亮，劉寶山等.MBR處理小區(qū)雨污水并再生回用[J].中國給水排水，2014，30(23)：88～90

[4]王文亮，李俊奇，車伍等.城市低影響開發(fā)雨水控制利用系統(tǒng)設(shè)計方法研究[J].中國給水排水，2014，30(24)：12～17

[5]胡愛兵，張書函，陳建剛.生物滯留池改善城市雨水徑流水質(zhì)的研究進(jìn)展[J].環(huán)境污染與防治，2011，33(1)：74～77

New Ideas on Development and Utilization of Urban Rainwater

ZHANGGuan-jun

(Xuanhua Municipal Engineering Company,Zhangjiakou 075000)

During the collection of urban rainwater,its source can be divided into two parts:“roof-ground rainwater”and“road rainwater”.Guided by the“Green Building”evaluation standard,the strategies to recycle“roof-ground rainwater”and“road rainwater”together are explored.At the same time,the Low Impact Development(LID)Technology is used to control rainwater from very beginning,so as to make the rainwater return to nature in a natural way.With the concept of“Sponge City”,the rainwater is stored to its maximum,so as to serve the social cycles need of urban water by using the natural cycles of rainwater.

rainwater utilization；green building；Low Impact Development；Sponge City

2014-12-22

張冠軍(1971-)，男，高級工程師，從事水處理技術(shù)研究.

TU 99

A