住宅小区雨水处置与利用方案探讨

2010-03-20□文/石博

天津建设科技 2010年6期

关键词：蓄水池蓄水绿地

□文/石博

住宅小区雨水处置与利用方案探讨

□文/石博

雨水的处置与利用方案应因地制宜。文章针对天津市降雨量和分布特点，介绍几种雨水处置和利用方案并以某住宅小区为例，制定经济合理的规划方案。

雨水利用；蓄渗；绿化用水

我国是一个水资源短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，淡水资源的匮乏问题已成为制约工农业生产和城市发展的瓶颈。因此雨水收集利用在减少城市雨洪危害，开拓水源方面正日益成为一项重要发展方向。城市大型公建、住宅小区等建筑群的屋面及地面雨水经收集和处理后，除用于补充地下水，还可用于景观环境、绿化、道路冲洗、洗车、冷却水、供热循环水、冲厕等用途，可以有效减少自来水用量，节约水资源，缓解缺水问题。

常见小区雨水处置利用方案

传统直排

雨水主要通过硬化路面的污水井排入市政下水系统，落入绿地的雨水一部分可以回渗到地下，当雨量强度较大时产生的径流同样排入下水系统。在暴雨期往往形成小区道路积水严重，污水外溢等情况。

水景观

建设人工湖、人工溪流、喷泉等各种水景观，不仅提升小区人文环境品位，也可以起到调节小环境温湿度的生态作用。合理规划人工湖可以作为调蓄雨洪的重要设施，减少地面径流，还可以蓄水作为绿化用水。不过只有当水体容积达到足够规模的时候才能发挥上述效果。另外，水景观需水量大，水价的上涨使运行成本居高不下，某些城市还规定景观环境用水不得使用自来水；控制水质的工作成本和运行维护成本高，物业管理困难，不少水景长期闲置或废弃。

透水路面

包括草皮砖、透水砖和透水混凝土等技术。目前多数小区的地表大部分被柏油道路和混凝土等覆盖，雨水不能直接下渗，容易引发积水。透水砖不但能加大雨水渗入地下，干燥时给地表提供湿度，吸热，对阳光反射率低，在晴天起到降温作用。

下凹式绿地

经多项研究和实践效果表明，低于路面的下凹式绿地能够明显提高雨水蓄渗效率。一项草坪高度对入渗量的影响试验表明，若草坪低于路面，其入渗量是高于路面时的3～4倍。频率为20%、10%、5%的降雨过程，绿地下凹10cm，径流系数减小到0，也就是绿地不会产生径流，每年仅有2～3次暴雨产生溢流，绝大部分雨水径流蓄渗在绿地中。同时研究还表明当绿地比路面低 10cm、F汇/F绿＝1.0、稳渗率为 0.2mm/min，频率为20%、10%、5%的降雨过程，绿地积水时间分别为15.8、16.3、26.8h，这一淹水历时不会影响绿地的正常生长。

蓄水池

蓄水池作为收集设施对雨水再利用起到关键作用，使各项方案蓄渗的雨水得到直接利用。蓄水池不宜过大或过小，过大会造成长时间闲置和浪费，还要考虑土压力等多种因素加大施工复杂程度和建安成本；过小则起不到蓄水调节的作用。

屋面雨水收集

地面径流雨水水质较差，城市道路初期雨水中COD通常高达3000～4000mg/L；而绿地径流雨水又基本以渗透为主，可收集雨量有限；屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用。收集利用需和蓄水池配合使用，所以排水管出口附近要设置渗水管、滤水层等配套设施，设计施工难度加大。国外在此方面已经有成熟方案，形成一系列的定型产品和组装式成套设备。

中水利用

雨水收集处理后转作中水，雨水直接利用比例高，是缺水地区开源节流的途径之一。但是考虑到大部分地区雨水季节性水量分布差异大，中水处理设施一年中会有较长时间闲置。同时，较高的水质处理以及中水系统的建设维护费用，也制约了雨水用于中水补充水源、纳入中水系统联合运行的方案。

某小区雨水处置利用方案

小区位于天津市河北区，项目占地56364m2，建筑面积约90000m2，其中建筑占地23.2%，绿地率40%，小区道路和停车位36.8%。天津市位于中纬度欧亚大陆东岸，属暖温带、半湿润大陆季风气侯，虽临近渤海，但属内陆性海湾，受海洋影响较少，温差很大，四季分明。多年平均降雨量590.1mm。降雨的80%集中在6～9月，雨量集中。

（1）考虑到雨水水量、水质以及建筑中水系统的特点，雨水不宜与建筑中水系统联合运行。屋面雨水收集利用系统和中水补充系统的储存容积过大，而整个系统的设备在一年中的大部分时间里闲置，代价太高，不宜采用。

（2）该小区位于天津主城区，出于节地与地价成本的考虑，不宜采用人工开挖营造水景观的方案。加之天津为缺水地区，大规模水景的蒸发损失量过大，水费昂贵，运行费用和工作负荷都很高。

（3）采用下凹式绿地，既可以美化环境又可以作为一种蓄集雨水措施，对于拦蓄雨洪，补充地下水有明显作用。而其建造成本与普通草坪相比几乎相同，在城市小区规划建设中应大力推广应用。出于园林景观的美观考虑，下凹式绿地也可以设计成局部起伏形式，只需其平均高度低于路面5～10cm即可。

（4）公共广场、露天停车场、生态公园、人行道、房舍周边等处铺设透水砖。以北京雨洪试验场进行试验所用透水砖为例，渗透系数在0.789～2.14mm/s,降雨落到地面随即入渗地下,因此透水砖面层对加强雨水入渗率，减少地表径流起了显著作用。

（5）天津雨季集中，建设大规模蓄水池投资高，利用率低，单位蓄集水的成本高。但是有了蓄水池才能把雨洪管理提升到回收利用的程度，有条件的大型公建区域应修建有一定规模的地下蓄水池，同时建议和下凹式绿地、地埋渗管、屋面雨水收集措施结合使用，屋面雨水管出口设置在绿地或透水砖区域内，避免直接排向硬化路面，加大雨水收集能力。

该小区规划将蓄水池，分散设计为多个蓄水井，设置在大面积绿地内。一方面相对于大型蓄水池的设计降低了施工难度，大幅降低成本；另一方面蓄水井的均匀分布也增加了汇水面积，收集雨水更多；同时作为绿化用水可以就近取用，节约人力物力。蓄水井可以参照市政道路雨水井建设，井口加盖以减少蒸发和变质，防范坠入事故的发生。天津市极限最大冻土深度81cm，考虑到蓄水的容积需要，井深≮1.5m。

综上所述，该小区雨水处置与利用方案规划为下凹式绿地+局部透水砖地面+分散式绿地内蓄水井。

综合效益分析

直接经济效益分析

（1）上述方案相对于传统做法的成本差异。下凹式绿地与传统高与地面绿地相比成本几乎没有差异；存车场混凝土厚200mm、强度等级C30路面造价约为150元/m2；彩砂透水砖厚80mm停车场路面造价约70元/m2，按道路与停车场总面积20%铺设计算，节约成本约12万元；蓄水井按造价2000元/个，设置30个，增加成本约6万元。

（2）小区理论降水量约33260m3/a；下凹式绿地按全部回渗，为13304m3；透水道路按50%回渗，为6120 m3。传统方式中不透水路面径流系数0.9；绿地径流系数0.15。则回渗量分别为1224m3和11308m3。

上述方案与传统方式对比雨水回渗量增加了6892m3，如果考虑其中30%替代了自来水作为绿化和路面浇水的效用，则每年节约水费约8064元。

（3）以蓄水井收集全部绿地降水20%计算，回收利用量约2661m3，用于绿化用水每年可节约水费10377元。