周 斌 ，張 星 ，方長(zhǎng)德

（1.濟(jì)南市水利工程總公司，山東 濟(jì)南 250014；2.濟(jì)南市郎茂山水庫(kù)管理處，山東 濟(jì)南 250100）

山東省多年平均水資源總量303億m3，人均水資源占有量只有334 m3，不足全國(guó)平均水平的1/6，僅為世界人均占有量的1/25，人均水資源量嚴(yán)重偏低。以目前用水水平及水資源保障現(xiàn)狀測(cè)算，到2020年全省總需水量351億m3；到2030年全省總需水量368億m3。全省現(xiàn)狀水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率僅為47%，其中Ⅰ類(lèi)水體僅為1.4%，Ⅱ類(lèi)水體為17.6%，Ⅲ類(lèi)水體為23.2%，Ⅳ類(lèi)水體為18.3%，Ⅴ類(lèi)水體為6.3%，劣Ⅴ類(lèi)水體則高達(dá)33.1%，水資源短缺和污染情況將會(huì)愈加嚴(yán)重。為解決水資源短缺、水災(zāi)害威脅、水生態(tài)退化三大水問(wèn)題，強(qiáng)化雨水綜合利用建設(shè)具有重要示范意義。下面簡(jiǎn)單介紹錦繡川水庫(kù)管理處雨水綜合利用示范工程。

1 工程概況

1.1 自然地理概況

錦繡川水庫(kù)位于濟(jì)南市南部山區(qū)，玉符河上游，錦繡川支流上，屬黃河水系，控制面積166 km2。流域地處泰山北麓山區(qū)，屬季風(fēng)大陸性氣候，春季少雨，多西南風(fēng)；夏季炎熱，雨量集中；秋季風(fēng)高氣爽；冬季寒冷干燥，多東北風(fēng)。流域內(nèi)山區(qū)山頂巖石裸露地表，丘陵地帶遍布石渣土、嶺沙土；山麓坡地分布黃土及紅土，植被情況較好，特別是經(jīng)過(guò)1984—2009年期間的小流域綜合治理，森林覆蓋率由原先的34%提高到65%。工程區(qū)范圍屬于水庫(kù)管理用地，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地勢(shì)高差變化較大，大部分區(qū)域相對(duì)較為平坦，地勢(shì)呈北高南低、東高西低。場(chǎng)地最大高差為25m，坡度大部分區(qū)域在15°以下，坡向大部分區(qū)域?yàn)槟舷蚣拔髂舷颉?/p>

1.2 水文氣象概況

濟(jì)南地處中緯度地帶，屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型氣候。其特點(diǎn)是季風(fēng)明顯，四季分明，春季干旱少雨，夏季溫?zé)岫嘤辏锛緵鏊稍?，冬季寒冷少雪。年平均氣?3.8℃，無(wú)霜期178 d，年平均降水量665.7 mm。

錦繡川水庫(kù)流域受泰山地形影響，降雨量一般較山前小。據(jù)1953—2009資料統(tǒng)計(jì)，水庫(kù)流域內(nèi)多年平均降水量為733 mm，年際變化較大，最大降水量為1 273 mm（1964年），最小年降水量為396 mm（1989年）。降水量年內(nèi)分配也很不均勻，枯季少雨，汛期降雨集中，6～9月降水量占全年降水量75%左右，7～8月更為明顯，占全年的51.2%，期間暴雨頻繁、強(qiáng)度大、雨量多，易形成大暴雨洪水。徑流與大氣降水相似，但年際、年內(nèi)變化更大。年徑流量基本在150～200 mm之間。

1.3 總體布局

根據(jù)雨水匯集方向，園區(qū)在地勢(shì)低洼地帶設(shè)置一處生物滯留塘，面積284 m2；工程項(xiàng)目區(qū)域南部低洼且平坦處為下沉式綠地1處、面積910 m2；在項(xiàng)目區(qū)南部低洼處設(shè)置滲透塘1處，面積174 m2；園區(qū)入口處及竹林區(qū)內(nèi)設(shè)置環(huán)形帶狀旱溪1處、面積256 m2；設(shè)置地下蓄水池2處。一處位于項(xiàng)目區(qū)入口處，用于截流旱溪來(lái)水以及項(xiàng)目區(qū)外經(jīng)由此處流入項(xiàng)目區(qū)的客水；一處設(shè)置在園區(qū)西南低洼處，靠近生物滯留塘，便于雨水收集，容積分別為50 m3、100 m3。坡處采用沿等高線砌壘攔蓄雨水，根據(jù)地形及匯水方向，合理布置水平階1處、面積448 m2；現(xiàn)狀入院改造干道120 m，更有利于匯集雨水；干道截留26 m；在第一個(gè)蓄水池下游，布置瀑布1處。綠化面積671.4 m2，種植各種喬木、灌木178株；灌溉工程1 020 m。

院內(nèi)西側(cè)客水來(lái)水量較大，采取兩道引流暗溝引水。依托自然山體特征進(jìn)行布局，恢復(fù)其自然消化吸收雨水的狀態(tài)，除了自身綠地消納雨水外，增加下沉綠地、水平階、生物滯留塘、滲透塘等延長(zhǎng)雨水滯留時(shí)間，旱溪輸導(dǎo)雨水為主，末端運(yùn)用生物措施凈化利用雨水。

2 工程措施

2.1 生物滯留塘

生物滯留塘由進(jìn)水口、前置塘、沉泥區(qū)、排水口、溢流出水口、護(hù)坡及駁岸等構(gòu)成。生物滯留塘邊坡坡度一般不大于1∶3，塘底至溢流水位一般不小于0.6 cm。根據(jù)雨水匯集方向，園區(qū)在地勢(shì)低洼地帶設(shè)置一處生物滯留塘，雨水通過(guò)旱溪及地表徑流匯入生物滯留塘。

根據(jù)該區(qū)域的調(diào)蓄容積計(jì)算，生物滯留塘面積163 m2，可調(diào)蓄雨水容積89 m3。生物滯留塘深度1 m，塘底人工夯實(shí)，鋪設(shè)礫石蓄水層50 cm，上鋪300 g/m2土工布3層，再鋪設(shè)粗砂濾水層10 cm，最后覆蓋30 cm厚種植壤土。在礫石蓄水層底部設(shè)置旁通管，將過(guò)濾的水量輸送到蓄水池頂部的滲透粗砂層，經(jīng)由通水管進(jìn)入下部的蓄水池。旁通管由DN110PVC管制作，中間設(shè)置閘閥，以調(diào)節(jié)生物滯留塘的水位。PVC管長(zhǎng)度視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。

生物滯留塘通過(guò)將雨水滯留下滲來(lái)補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過(guò)吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過(guò)程減少污染。其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水，延緩雨水匯集的時(shí)間，土壤能夠增加雨水下滲，緩解地表積水現(xiàn)象。凈化的雨水通過(guò)地下暗管引導(dǎo)入地下蓄水池，儲(chǔ)蓄利用。最終通過(guò)對(duì)生物滯留塘的合理規(guī)劃與建造，使其達(dá)到示范和推廣的效果。

2.2 下凹式綠地

下凹式綠地的下凹深度一般根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能確定，深度為0.15～0.2 m，且不宜大于0.2 m。下凹式綠地內(nèi)設(shè)置溢流口，保證暴雨徑流的溢流排放，溢流口頂部標(biāo)高高于綠地5～10 cm。項(xiàng)目區(qū)南部東側(cè)低洼地塊，設(shè)計(jì)為下凹式綠地，便于雨水匯集，設(shè)計(jì)深度0.20 m。下凹式綠地的規(guī)格為長(zhǎng)5～10 m、寬2～5 m，單個(gè)面積10～50 m2。連續(xù)布置，中間用土埂隔開(kāi)。下凹式綠地面積910 m2，雨水有效調(diào)蓄容積為135 m3。各下凹式綠地為一個(gè)蓄水單元，各單元設(shè)計(jì)采用連通管連接，將整個(gè)綠地水系連通為一個(gè)整體。當(dāng)綠地內(nèi)水位高于5 cm時(shí)開(kāi)始經(jīng)由連通管溢流，水流最終引入至滲透塘。連通管采用土工布包裹粗砂形成，長(zhǎng)度90 cm，兩端各20 cm下彎埋入土中；寬度80 cm，厚度10 cm。

下凹式綠地施工方法：塊地整塑翻地，挑出石塊、樹(shù)根和垃圾，整平成水平地塊，種植苗木。土埂采用10%水泥土填筑夯實(shí)、整修平整、順直，表面光滑。通過(guò)下凹式綠地收集場(chǎng)地中的徑流雨水，當(dāng)雨水流過(guò)地表淺溝，污染物在過(guò)濾、滲透吸收及生物降解的聯(lián)合作用下被去除，植被同時(shí)也降低了雨水流速，使顆粒物得到沉淀，達(dá)到控制雨水徑流的目的。

2.3 滲透塘

依地形及雨水匯集區(qū)域，在項(xiàng)目區(qū)南部低洼處設(shè)置滲透塘，雨水通過(guò)植草溝及地表徑流匯入滲透塘。邊坡坡度一般不大于1∶3，塘底至溢流水位不小于60 cm。根據(jù)調(diào)蓄容積計(jì)算，設(shè)計(jì)滲透塘面積174 m2，有效調(diào)蓄容積為76.8 m3。本工程溢流水位設(shè)計(jì)為30 cm，底部鋪設(shè)壤土，壤土中摻入25%有機(jī)肥，用于種植水生植物。溢流管采用DN110PVC管，入水管口設(shè)置90°彎頭（下彎），并用鐵絲網(wǎng)包裹。水流引流至生物滯留塘。滲透塘可有效補(bǔ)充地下水、凈化雨水、削減峰值流量，建設(shè)費(fèi)用較低。

2.4 旱溪

園區(qū)入口處及竹林內(nèi)設(shè)置環(huán)形帶狀旱溪，結(jié)構(gòu)層次為礫石層、卵石層。根據(jù)匯水面積及調(diào)蓄容積，設(shè)計(jì)深度為 0.2～0.4 m，面積256 m2，可有效調(diào)蓄容積51.2 m3。旱溪尺寸依地形變化調(diào)整，要做到線型圓潤(rùn)美觀。平均上口寬100 cm、下口寬40 cm、深度20 cm。邊坡不低于1∶1，頂坡兩側(cè)1 m范圍內(nèi)種植草皮，同時(shí)散布自然石以美化景觀，自然石量化粒徑30～50 cm。底部礫石墊層厚度平均10 cm，表層用M10水泥砂漿砌河卵石，河卵石粒徑5～10 cm，外露面需凹凸有致，不得光滑平整?？v向坡度根據(jù)地形而定，但不小于1%。

旱溪可有效滯留雨水，下滲補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，兼具輸水功能。旱溪斷面形式多樣，根據(jù)實(shí)際用地條件靈活設(shè)置，在用地寬敞的地方適當(dāng)放大旱溪面積，并增加相對(duì)高差，沉淀上游來(lái)的雨水?dāng)y帶的泥沙，降低雨水由于長(zhǎng)距離運(yùn)輸而攜帶的泥沙含量。

2.5 地下蓄水池

本工程設(shè)置地下蓄水池2處。一處位于項(xiàng)目區(qū)入口處，用于截流旱溪來(lái)水以及項(xiàng)目區(qū)外經(jīng)由此處流入項(xiàng)目區(qū)的客水?？退山邓纬?，水量較大。根據(jù)園區(qū)北部綠化噴灌需水量的要求，該水池容積設(shè)計(jì)為50 m3。一處地下蓄水池設(shè)置在園區(qū)西南低洼處，靠近生物滯留塘，便于雨水收集。根據(jù)園區(qū)雨水回用用水量，以及匯水區(qū)內(nèi)降雨調(diào)蓄容積，設(shè)計(jì)地下蓄水池容積為100 m3。利用地下蓄水池儲(chǔ)蓄凈化后的雨水，更加有利于雨水積蓄，避免蒸發(fā)和再次污染。且具有節(jié)省占地，儲(chǔ)存水量大等優(yōu)點(diǎn)，雨水通過(guò)生物滯留塘等設(shè)施凈化后，匯入蓄水池，用于綠化灌溉、洗車(chē)及沖廁，起到良好示范及推廣效果。

水池池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用標(biāo)準(zhǔn)圖集05S804施工，按池頂覆土1 000 mm選型。關(guān)于圖紙的選用和施工說(shuō)明于下：

圖集中的進(jìn)出水管、溢流管及相關(guān)配套附件均取消；進(jìn)人孔根據(jù)地形適當(dāng)加高與地面平齊，安裝標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵井蓋；頂板施工時(shí)，均勻布置安裝DN25PVC管，管上下口均與混凝土面齊平，以便于匯集的雨水滲入水池。滲水管縱橫相間距均為50 cm。池頂覆蓋自下而上依次分別為300 g/m2土工布1層、粗砂層50 cm、300 g/m2土工布2層、壤土20 cm。50 m3水池頂粗砂層與旱溪的礫石層聯(lián)通，并與客水引水管聯(lián)通；100 m3水池頂粗砂層與滯留塘旁通管聯(lián)通。池體混凝土澆筑完成后土方回填時(shí)，一定要確保夯填密實(shí)。混凝土澆筑時(shí)，注意在池壁適當(dāng)位置預(yù)埋安裝PE水泵出水管，管徑根據(jù)潛水泵出水口確定。

2.6 透水鋪裝

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)步行道路均設(shè)計(jì)為透水性鋪裝。透水鋪裝線型為圓潤(rùn)曲線，平均寬度1.5 m，寬處2.0 m，窄處1.0 m。采用無(wú)砂混凝土及透水碎石鋪裝形式，設(shè)計(jì)透水鋪裝面積398 m2。

透水鋪裝的縱向坡度依地形而定，中間地形變化處要做到平滑圓潤(rùn)，不得出現(xiàn)明顯異變。透水鋪裝的上表面高出地表10 cm，結(jié)構(gòu)層次依次為透水面磚（C15現(xiàn)澆無(wú)砂混凝土8 cm）、透水基層（粗砂22 cm）、夯實(shí)土路基。透水鋪裝兩側(cè)，設(shè)置花崗巖路沿石，路沿石斷面按200 cm×80 cm確定，長(zhǎng)度40 cm、80 cm兩種相間布置。

通過(guò)透水鋪裝實(shí)現(xiàn)雨水滲透，加大雨水滲透量，減少地表徑流。存蓄在透水鋪裝內(nèi)部的雨水通過(guò)收集系統(tǒng)進(jìn)行收集，可以得到優(yōu)質(zhì)水源，有效增加雨水資源收集量；另一方面，可消納周邊徑流，起到控制區(qū)域雨水徑流的作用，又能夠達(dá)到削減徑流，截污減排的目的。

2.7 水平階

項(xiàng)目區(qū)地表坡度變化明顯處采用沿等高線砌壘水平階，攔蓄雨水，根據(jù)地形及匯水方向，合理布置，設(shè)計(jì)水平階面積448 m2。水平階采用M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)。水平階墻背回填時(shí)要盡量利用開(kāi)挖出的石塊、建筑垃圾，以消化掉固體廢料，節(jié)約壤土；要夯實(shí)，并進(jìn)行坡地平整，為修筑下凹式綠地做好準(zhǔn)備。通過(guò)布設(shè)水平階，可減緩該區(qū)域雨水流速，增加坡地雨水的滯留面和滲透量，便于雨水收集利用。

2.8 入院干道拓寬

為更有利于匯集雨水，需對(duì)現(xiàn)狀入院干道改造。干道縱向曲線要平順圓潤(rùn)、變化要緩和，使行車(chē)舒適。橫向斷面要考慮轉(zhuǎn)彎離心力作用，設(shè)置內(nèi)轉(zhuǎn)向半徑15 m，橫坡坡向圓心。

原道路混凝土面層做拆除處理，采用液壓油錘破碎，垃圾外運(yùn)利用清挖的土方、建筑垃圾填筑路基，使用25 t振動(dòng)碾分層壓實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到96%。采用15 cm厚水泥碎石穩(wěn)定層。

采用C30水泥混凝土鋪筑，壓實(shí)厚度20 cm。設(shè)置花崗巖路沿石。路沿石斷面按200 cm×80 cm確定，長(zhǎng)度40 cm、80 cm兩種相間布置。主干道內(nèi)側(cè)土坡采用生態(tài)植被護(hù)坡做法。首先鋪筑10 cm厚壤土，植被選用固土能力強(qiáng)、耐干旱及水淹的冷季型草坪草，設(shè)計(jì)坡度為20%～60%。坡腳采用干砌卵石固腳、散布自然石美化環(huán)境。自然石人工自然擺放一層。卵石固腳坡面長(zhǎng)度30 cm、地表平面寬度30 cm，厚度不小于20 cm。散布自然石至旱溪坡頂。

2.9 干道截流

院內(nèi)西側(cè)客水來(lái)水量較大。采取兩道引流暗溝引水。一道引流溝引流客水主流，將來(lái)水引流至蓄水池頂，經(jīng)由滴水孔滲入蓄水池；一道引流溝主要引流客水余水和地面水流，引水至瀑布北側(cè)，經(jīng)由瀑布下泄。南側(cè)的引流暗溝溝頂設(shè)置雨水篦子，南側(cè)設(shè)置橡膠減速帶一條，以最大限度地將雨水徑流引至瀑布處，降低院內(nèi)徑流量。

2.1 0 瀑布

瀑布布置在第一個(gè)蓄水池下游，能夠首先體現(xiàn)雨水利用的作用，利用現(xiàn)有地形設(shè)置。瀑布基礎(chǔ)開(kāi)挖至基巖，采用C25細(xì)石混凝土砌筑塊石。瀑布山體采用C25細(xì)石混凝土砌筑路基拆除的混凝土塊體，外露面采用自然石鑲面。預(yù)留微小花草種植坑，種植小型花草，美化環(huán)境。

瀑布底角設(shè)消力池，面積10 m2。池底已開(kāi)挖至基巖，以基巖做為池底，周邊采用C25細(xì)石混凝土砌筑自然石護(hù)岸；若基巖深度較深，采用現(xiàn)澆C20混凝土15 cm，周邊采用C25細(xì)石混凝土砌筑自然石，高度1.0 m。池底分散鋪設(shè)自然石。消力池出口接旱溪。瀑布頂部安設(shè)廢舊閥門(mén)體。

3 雨水綜合利用效果

3.1 匯水效果

依據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形及高程分析，將項(xiàng)目區(qū)劃分為3個(gè)匯水分區(qū)，分區(qū)組織雨水收集利用。一區(qū)主要運(yùn)用蓄水措施為生物滯留塘，匯水面積225.45 m2，蓄存雨水約79 m3，滿(mǎn)足了該區(qū)域的調(diào)蓄指標(biāo)；二區(qū)主要運(yùn)用蓄水措施滲透塘、下凹綠地、水平階，滲透塘匯水面積173.65 m2，蓄存雨水69.46 m3；下凹綠地匯水面積181.84 m2蓄存雨水36.37 m3；水平階匯水面積448 m2，蓄存雨水89.6 m3，滿(mǎn)足該區(qū)域的調(diào)蓄指標(biāo)；三區(qū)主要運(yùn)用蓄水措施生物滯留塘及蓄水池，匯水面積283.7 m2，蓄存雨水56.74 m3，蓄水池蓄存雨水120 m3，末端雨水收集。

3.2 收水方法

1）透水鋪裝：將園區(qū)道路、居住區(qū)道路、停車(chē)場(chǎng)鋪裝材料改為透水混凝土，加大雨水滲透量，減少地表徑流，滲透的雨水儲(chǔ)蓄在地下儲(chǔ)蓄池內(nèi)經(jīng)凈化排入河道或者補(bǔ)給地下水，減少雨水地面徑流快速排水對(duì)路面沖刷、對(duì)水體的污染。

2）雨水花園：是指在園林綠地中種有樹(shù)木或灌木的低洼區(qū)域，由樹(shù)皮或地被植物作為覆蓋。他通過(guò)將雨水滯留下滲來(lái)補(bǔ)充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過(guò)吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過(guò)程減少污染。其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水，延緩雨水匯集的時(shí)間，土壤能夠增加雨水下滲，緩解地表積水現(xiàn)象。蓄積的雨水能夠供給植物利用，減少綠地的灌溉水量。

3）生物滯留塘：即利用天然或人工修筑的池塘或洼地進(jìn)行雨水滲透，補(bǔ)及地下水，生物滯留塘能有效地削減徑流峰值，凈化雨水。

4）下凹式綠地：指具有一定的調(diào)蓄容積低且于周邊鋪砌地面或道路的用于調(diào)蓄和凈化徑流雨，本項(xiàng)目有條件綠地均設(shè)計(jì)為下凹式綠地。

3.3 蓄水方法

通過(guò)收水措施收集的雨水在下滲補(bǔ)充地下水之后多余水量由蓄水措施進(jìn)行儲(chǔ)蓄。蓄水措施是低影響開(kāi)發(fā)雨水處理的中間步驟。利用地下蓄水池儲(chǔ)蓄凈化后的雨水，更加有利于蓄水，避免蒸發(fā)和再次污染。

3.4 雨水利用

用水措施是雨水綜合利用的最終環(huán)節(jié)。將收集凈化好的雨水在各方面進(jìn)行利用，減少對(duì)自來(lái)水的需求，緩解用水壓力。在經(jīng)過(guò)土壤滲濾凈化、雨水花園凈化、生物處理多層凈化之后的雨水，一部分滲入地下，補(bǔ)充地下水源，一部分進(jìn)行收集儲(chǔ)蓄，用于管理處內(nèi)綠化灌溉、洗車(chē)、沖廁等。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程重要作用的發(fā)揮，重在后期的運(yùn)行管理。因此，建議：1）工程的運(yùn)行，安排水庫(kù)職能部門(mén)實(shí)施，專(zhuān)人負(fù)責(zé)運(yùn)行管理工作。2）配備具有資格的維修養(yǎng)護(hù)人員，確保工程效能的發(fā)揮。