賴雄偉 （福建省天鈞建設(shè)發(fā)展有限公司，福建 漳州 363000）

海綿城市概念的提出，在于讓城市適應(yīng)環(huán)境變化以及自然災(zāi)害等方面的能力具備一定的“彈性”，在此基礎(chǔ)上提出了六字方針，分別為“滲、滯、蓄、凈、用、排”，該項(xiàng)措施的提出能夠?qū)?5%以上的降水實(shí)現(xiàn)充分消化和綜合利用，不僅緩解了城市排水系統(tǒng)的壓力，減少水體污染的可能性，也在很大程度上改善了生態(tài)環(huán)境，彌補(bǔ)城市發(fā)展過程中對水資源的需求，緩解了用水危機(jī)。初期雨水是指降水初期所產(chǎn)生的雨水徑流，考慮到城市環(huán)境的特殊性，污染物含量通常都超過了普通污水的程度，因此，對其治理也是推動雨水資源綜合利用的前提條件。

1 城市地區(qū)地表徑流分析估算

估算的目的在于加強(qiáng)對水資源的綜合利用，也是建設(shè)海綿城市的關(guān)鍵。首先，對于部分樓層應(yīng)當(dāng)根據(jù)其不透水面積的實(shí)際比例大小，將市區(qū)劃分為相應(yīng)的不同功能區(qū)，比如商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)；然后，開展相應(yīng)的測試。通過記錄各類型區(qū)域降雨徑流的關(guān)系建立聯(lián)系方程，給出相應(yīng)的參數(shù)，經(jīng)過反復(fù)論證后，最終得到降雨量、不透水面積、徑流量三者之間的關(guān)系；最后，根據(jù)不同的地表情況進(jìn)行分析和計(jì)算?？紤]到目前國內(nèi)很多城市都沒有開展雨洪測試的條件，需要借助于相類似的經(jīng)驗(yàn)公式，算出歷年來降雨產(chǎn)生的徑流量，然后再累積成年徑流深，形成目前狀態(tài)下本區(qū)域范圍內(nèi)的年徑流數(shù)據(jù)，接下來就可以推算出該地段平均數(shù)據(jù)。比如北京市某郊區(qū)的綜合試驗(yàn)公式為，R=0.527×P×I0.886-4.5I4.4-1.07,其中R為次徑流深；P為面雨量；I為不透水面積比例。在具體分析過程中，大多數(shù)都是使用本市區(qū)最新的1/10000地圖，并且在使用的過程中，還需要根據(jù)當(dāng)前的現(xiàn)狀以及城市發(fā)展規(guī)劃，將其劃分為不同類型的功能區(qū)，接下來就需要計(jì)算不透水面積。通常而言，需要采用近幾年的平均數(shù)據(jù)，整理各功能區(qū)某系列年降水量的數(shù)據(jù)資料，一個(gè)類型區(qū)只需要一個(gè)雨量站的資料，至于年內(nèi)各次降雨量，則可以根據(jù)逐日降雨量表用日雨量代替，但遭遇連續(xù)降雨日那么就應(yīng)當(dāng)通過場次進(jìn)行分割；再計(jì)算類型I值，也可以充分借用相類似的經(jīng)驗(yàn)公式，以此計(jì)算次降雨的R值，累積相加求出年徑流量。

圖1 綠色屋頂示意圖

2 初期雨水的處理技術(shù)與方法

2.1 綠色屋頂

綠色屋頂是當(dāng)前海綿城市建設(shè)的重要設(shè)施之一，通過在城市大樓和建筑主體屋頂安裝蓄水層、過濾層和土壤，作用在于能夠有效減緩雨水徑流調(diào)控期流量，實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)以及改善空氣質(zhì)量的作用。雨水通過綠色植物以及土壤被攔截，不僅為其生長提供充足的水資源，同時(shí)土壤的基質(zhì)層也可以實(shí)現(xiàn)涵養(yǎng)水分的作用，對雨水的徑流量起到了一定程度的調(diào)節(jié)作用。雨水通過植物的吸收以及土壤的過濾和微生物的作用下，可以使得其本身所蘊(yùn)含的污染物得到充分的降解，在降雨初期，綠色屋頂還可以起到延緩雨水達(dá)到徑流峰值所需的時(shí)間，同時(shí)也能有效降解雨水中的污染物質(zhì)，能有效緩解城市路面地表徑流壓力。在天氣較為干燥的情況下，通過綠色屋頂?shù)男钏饔茫墒顾徽舭l(fā)后重新回歸大氣，在降解空氣溫度的同時(shí)也緩解了城市的熱島效應(yīng)。

2.2 生物滯留池

主要是通過人工挖掘以及在自然環(huán)境下所形成的淺凹綠地，其本身就具備了雨水的滯留能力，在城市中也稱之為雨水花園，如今該項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。不僅可以有效避免雨水初期徑流量過大的問題，也具備了蓄水和改善水質(zhì)的功能，以及一定的景觀效應(yīng)，完全符合海綿城市建設(shè)的管理理念。典型的生物自流池組成部分包括下滲層、蓄水層以及填料層等眾多部分，考慮到初期雨水污染程度相對比較高，為了保證凈化雨水的徹底性，大多數(shù)在結(jié)構(gòu)上采用多重組合方案，也就能降解特殊的污染物，同時(shí)植被體系的構(gòu)建也有助于節(jié)流和分解，對徑流雨水起到明顯的凈化作用。土壤以及植物根系可以通過微生物的作用，有效去除雨水中的污染物和其他的化學(xué)物質(zhì)。

2.3 雨水濕地系統(tǒng)

人工濕地技術(shù)不僅具備較好的生態(tài)價(jià)值，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)高效的處理并不會對環(huán)境造成任何破壞，相反還能夠改善水質(zhì)狀況。雨水濕地系統(tǒng)維護(hù)簡單、建造費(fèi)用低廉，從類型上可以劃分為雨水表流濕地以及自流濕地。目前，國內(nèi)對于這方面的研究還是處于起步階段，國內(nèi)某大學(xué)通過潛流式人工濕地處理雨水徑流技術(shù)，能夠有效去除接近80%的有機(jī)物以及其他元素，但在使用了間歇式技術(shù)過后，對水中氨和氮元素去除率可以高達(dá)99%，該技術(shù)的實(shí)施是包含了四個(gè)階段，分別為進(jìn)水、反應(yīng)、排水和空閑，最后一個(gè)階段提高了土壤基質(zhì)層的復(fù)氧能力，因此去氮效果得到明顯提升，該項(xiàng)技術(shù)也可以應(yīng)用于城市各功能區(qū)的雨水徑流處理，能夠在很大程度上改善水質(zhì)。國外對這方面的研究也是有著豐富的成果，部分機(jī)構(gòu)已經(jīng)將其應(yīng)用于公路雨水徑流，考慮到污染物大多數(shù)都是重金屬以及其他的化學(xué)物質(zhì)和顆粒物，尤其是汞、鉻、鉛等物質(zhì)是不可進(jìn)行生物降解，不斷的累積會對生態(tài)環(huán)境造成影響。

2.4 下凹式綠地

從深度來看大多數(shù)都介于55mm~200mm之間，雨水中的大多數(shù)固體污染物在經(jīng)過沉積后也可以被快速去除，這種方式在建設(shè)以及后期的維護(hù)費(fèi)用上相對較為低廉，如今已經(jīng)廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)以及公園廣場等諸多場所中。但是考慮到在實(shí)際應(yīng)用過程中會受到地形條件的限制，所以調(diào)蓄雨水的能力也會受其影響而產(chǎn)生較為明顯的變化，通過改變穩(wěn)定徑流路徑，直接與下凹綠地的排洪共同串聯(lián)使用，這樣就有助于削減在居住區(qū)的雨水徑流量。

2.5 植草溝

應(yīng)用于植被邊坡較緩的地表溝渠，可以實(shí)現(xiàn)對雨水的收集和排放，同時(shí)也具備了一定的過濾和凈化功能。但從實(shí)際效果來看對雨水水質(zhì)的改善效果相對比較差，不可以單獨(dú)使用，可以和其他的資源設(shè)施共同使用從而達(dá)到較好的效果。考慮到植草溝所占地的面積相對比較大，在城市中心區(qū)域寸土寸金其地價(jià)也比較高昂，所以這樣的方式顯然是不適用。在高速公路兩側(cè)或者是郊縣區(qū)域的公路當(dāng)中以此代替排水溝，能夠?qū)崿F(xiàn)對雨水的高效處理。

2.6 雨水生物塘

主要是通過物理以及化學(xué)沉淀和生物分解的方式，有效去除有機(jī)物和氮磷等元素，從類型上可以劃分為干塘、濕塘以及滲透塘三種。第1種可以有效削減雨水汛期峰值流量，但是所需要的空間相對比較大，如果能夠與雨水濕地相銜接那么就能夠構(gòu)建起較為全面的調(diào)蓄水體設(shè)施；第2種適合于小區(qū)公園，能夠有效削減較大區(qū)域范圍內(nèi)的徑流總量和污染；第3種，具備一定的凈化作用以及消減峰值流量的作用。

3 加強(qiáng)雨水資源利用的建議

從目前的研究現(xiàn)狀來看，為了能夠更好地建設(shè)海綿城市，進(jìn)一步加強(qiáng)對雨水資源的充分利用，需要做到以下幾點(diǎn)。

首先，目前國內(nèi)有相當(dāng)一部分工程設(shè)計(jì)參數(shù)都是借鑒于國外的案例和項(xiàng)目，所以對于相關(guān)參數(shù)的應(yīng)用，需要結(jié)合我國的實(shí)際情況，比如環(huán)境降水等相關(guān)條件進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，為今后設(shè)計(jì)參數(shù)提供有效的數(shù)據(jù)支撐；我國在制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)條例上顯得不夠全面和細(xì)致，因此，需要綜合各地區(qū)降水情況制定適合該城市發(fā)展的雨水排放標(biāo)準(zhǔn)，從政府層面上推進(jìn)雨水資源綜合利用技術(shù)的發(fā)展；近幾年隨著海綿城市逐步開展試點(diǎn)試驗(yàn)，相關(guān)的設(shè)施和技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用和推廣，在單項(xiàng)技術(shù)的系統(tǒng)化應(yīng)用上就顯得有所欠缺，其結(jié)果就導(dǎo)致對雨水的儲存收集以及運(yùn)輸在銜接上還顯得不夠流暢和緊密，也就直接影響到最終的利用效率。最后，目前國內(nèi)相關(guān)示范型工程可提供的經(jīng)驗(yàn)相對有限，并且在后期投入運(yùn)行過后相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)和人力管理成本也沒有形成較為全面的數(shù)據(jù)庫，針對該問題也需要在今后不斷進(jìn)行完善。

4 結(jié)語

海綿城市建設(shè)過程中，已經(jīng)有越來越多的學(xué)者開始關(guān)注初期雨水徑流處理技術(shù)。在水資源日益匱乏的今天，有必要加強(qiáng)對初期雨水的綜合處理和利用，不僅有利于改善用水環(huán)境，同時(shí)也能夠有效緩解城市水資源短缺的現(xiàn)實(shí)問題。