城市居住小区雨水利用技术浅析

孙福梁

摘要本文介绍了各种居住小区雨水利用技术，并指出了各种技术应注意的问题，为具体区域的规划设计提供一定的参考。

关键词雨水利用；渗透地面；渗透沟；渗透井

中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

雨水作为一种最根本、最直接与最经济的资源，对调节、补充城市水资源及改善、保护城市自然生态系统具有重要的作用[1]。雨水中污染物质相对较少，其利用工程建设较简单，费用也少。在居住小区建设中采取各种措施、技术等手段，提高雨水的利用能力与效率，是传统水利不可缺少的补充与延伸，是解决水资源危机的重要途径[2]，其意义深远，不仅具有直接的经济效益，更重要的是还有间接经济效益、环境生态效益和社会效益。

2雨水利用技术浅析

将雨水“排放”变为雨水“生态循环”和“再利用”，有许多观念，技术和管理模式。目前小区雨水利用主要模式有直接利用和间接利用，直接利用表现为雨水收集、雨水贮留、雨水处理等技术，雨水的间接利用表现为雨水渗透等技术。还可将小区雨水直接和间接利用结合起来，这样就形成小区雨水利用的完整体系。

2.1雨水直接利用技术

雨水直接利用技术基本分为收集，净化，储存，供水与利用几个方面，用途一般首先考虑绿化、冲洗道路、停车场、洗车、景观用水、工地用水等杂用水，有条件时还可作为洗衣、冷却循环、冲厕和消防等补充用水。

2.1.1 雨水收集

雨水收集利用技术是将来对来自屋顶、道路等的降水径流收集，稍加处理或不经处理即直接用于冲洗厕所、浇洒绿地等。其中主要表现为对屋顶雨水的收集，通常有屋顶雨水集蓄利用系统和屋顶花园雨水利用系统两种系统。

2.1.1.1 屋顶雨水集蓄利用系统

来自屋顶上和较清洁路面上的降水径流除初期受到轻度污染外，后期径流一般水质良好，可以收集经简单处理后即可利用。对于屋面雨水，一种方式是雨水经过雨水竖管进入初期弃流装置，初期弃流水就近排入小区污水管道，并进入城市污水处理厂处理排放，这样既防止初期雨水中大量污染物对环境的污染，同时也为之后的处理利用创造条件。经初期弃流后的雨水通过储水池收集，然后用泵提升至压力滤池，最后进入清水池。另一种方式是雨水从屋顶收集不收集地表径流后通过重力管道过滤或重力式土地过滤，然后雨水通过稳定的进口流入储水池池中部含浮游式过滤器，处理后的雨水由泵送至各用水点用于冲洗厕所、灌溉绿地或构造水景观等。其中典型方式见下图。

图2-1 屋顶雨水收集利用系统

2.1.1.2 屋顶花园雨水利用系统

屋顶花园雨水利用系统是削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度、控制非点源污染和美化城市的新生态技术。通常是根据当地的气候条件，选择合适的上层土壤以及植物，在屋顶建造一定面积的植被区，利用植被区对屋顶雨水进行过滤，然后再进行收集。其中应注意的是上层土壤应选择空隙率高、密度小、耐冲刷、可供植物生长的洁净天然或人工材料[3]。

2.1.1.3 雨水收集应注意的问题

1）平时屋顶和房檐雨水槽、雨落管和雨水储存罐等维护工作，以保证收集的雨水有良好的水质。并且应尽量扩大集雨面积。

2）雨量大时排放多余雨水避免雨水漫流

2.1.2 雨水净化

雨水在降落过程中，空气中的溶解性气体，溶解或悬浮状固体，重金属及细菌等会进入其中。研究表明，屋面径流污染也比较严重，尤其初期雨水污染最为严重，水质浑浊、色度大。经试验研究发现雨水水质不仅与降雨强度有关，也与屋面材料、空气质量、气温、两次降雨间隔时间等因素有关。因此，应依据不同的用水要求进行不同深度的处理净化。其中常见的净化方法有；

物理法一大致有沉淀与上浮、过滤格栅、砂滤等；

化学法一大致有絮凝、氧化还原等。

2.1.3 雨水贮存

雨水的储存在雨水利用系统中也是很关键的，它和最后利用的水质量有着很大的关系，因此在雨水的储存中应该注意以下几各方面的问题:

1) 首先需考虑到防涝抗旱的功效，以达到基本的防涝抗旱作用为依据来合理设计能满足雨水利用要求的储存设施和建筑物。即有可靠的调储容量和溢流排放设施。这里要强调的是，创新思路和巧妙的策划十分重要。

2) 水量平衡。储存系统设计应进行水量平衡计算。应根据工程的实际情况、往年雨水量和使用水用量的平衡和稳定、系统的技术经济合理性等因素综合考虑确定。系统中储存池箱的调节容积应按雨水量及处理量的之间关系求算。

3) 宜采用耐腐蚀、易清垢的材料制作。钢板池箱内、外壁及其附配件均应采取防腐蚀处理。

4) 配备自来水补水管应采取自来水防污染措施，补水管出水口应高于雨水储存池箱内溢流水位并且安装自来水水表。

2.2雨水间接利用技术

雨水的间接利用，是指将雨水下渗回灌地下，补充涵养地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降和海水入侵，减少水涝等雨水的间接利用是指雨水的渗透，这是合理利用和管理雨水资源，改善生态环境的有效方法之一。雨水渗透的目的包括将雨水回灌地下，补充涵养地下水资源，改善生态环境，缓解地面沉降、减少水涝等。雨水的间接利用方式主要有以下几种下凹式绿地、人造透水地面、渗透管渠、渗透浅沟、渗透井及渗透池塘。

2.2.1 下凹式绿地

下凹式绿地具有蓄渗雨水、削减洪峰流量、过滤水质和防止水土流失等优点（武云甫，陈光吉等），是雨水利用的重要途径之一。北京水利学会的专家周纪明指出，下凹式绿地如果下凹，对暴雨的拦蓄达到81%以上（苏敏，1999）。下凹式绿地的建设，可以减少绿地的灌溉次数和灌溉量。此外，以往道路必备的大量配套雨水井和雨水管也可以大大减少。下凹式绿地的结构为，路面高程高于绿地高程，雨水口设在绿地内，且高于绿地高程而低于路面高程（叶水根等，2001）。这样设置可使雨水径流首先流入绿地，在绿地蓄满后雨水才流入雨水口。在具体的规划设计和建设时，应根据降雨产流的特点，确定绿地的高低、坡度和集蓄水池的位置、大小与结构，以充分收集和蓄存雨水，为就地利用雨水创造条件[4]。

2.2.2 人造渗透地面

人工渗透地面主要分为两类，一类是多孔沥青及多孔混凝土地面，另一类是草皮砖。它们可用于停车场、车辆较少的道路及人行道，特别适用于居民小区。

2.2.2.1多孔沥青及混凝土地面

渗透式收集利用的基础在于路面需采用渗透性强的混凝土和沥青混合材料经特殊设计而成。典型的多孔沥青地面表面沥青层避免使用细小骨料，沥青重量比为5.5%-6.0%，空隙率为12%-16%，厚6-7厘米。沥青层下设两层碎石，上层碎石粒径1.3厘米，厚5厘米，下层碎石粒径2.5-5厘米，空隙率为38%-40%，其厚度视所需蓄水量定，因它主要用于贮蓄雨水并延缓径流[5]。

多孔混凝土地面构造与多孔沥青地面类似，只是将表层改换为无砂混凝土，其厚度约为12.5厘米，空隙率15%-25%。多孔沥青及多孔混凝土地面自年在美国使用以来，得到的支持，至今己广泛应用于发达国家.

2.2.2.2草皮砖

草皮砖是带有各种形状空隙的混凝土块，开孔率可达20%-30%，因在空隙中可种植草类而得名。特别多用于城区各类停车场、生活小区及道路边。它除了有渗透雨水的作用，还有美化环境的效果，国内建材市场上有成品出售，便于采用及推广，如图2.5。草皮砖地面因有草类植物生长，与多孔沥青及混凝土地面相比，能更有效地净化雨水径流及调节大气温度和湿度。试验证明它对于重金属如铅、锌、铬等有一定去除效果。植物的叶、茎、根系能延缓径流速度，延长径流时间。草皮砖地面的径流系数为0.05-0.35，取决于其基础碎石层的蓄水性能、地面坡度等因素。