房地产类建设项目雨洪集蓄利用技术

崔万晶，祝小明，王延秀，曹涛涛

(北京林丰源生态环境规划设计院有限公司，北京100083)

随着我国城市建设的飞速发展，房地产类建设项目如雨后春笋般兴起，大量建筑物、道路和硬化广场的建设使得城市不透水面积快速增加，土地利用方式发生了根本性转变，人为硬化将原有的植被和土壤变成了不透水地面，越来越庞大的城市地下排水管网取代了绿地、沟道、池塘等天然的雨洪调蓄系统。然而，城市的雨水排放管网都是以快速汇集和排除地面径流为目的的，这不仅增加了雨水排放系统本身的排水压力，而且加速了雨水向城市各河道的汇集，对城市河道排洪造成了更大的压力。

1 城市排洪现状

近年来我国的城市水涝灾害频发，呈现出“城市越大、给排水设施越完备、水涝灾害愈严重”的怪现象。仅2011年，7月3日大暴雨造成成都城区一片汪洋，6月24日和7月26日北京在强降雨后出现了到天安门“观海”的景象，6月11日深圳、8月13日上海、9月4日昆明……各大城市的市政排水系统都在遭受着前所未有的考验。我国许多城市其实存在着严重的水资源缺乏问题，一方面是使用庞大的排水系统将日益增长的雨水径流排出城市，另一方面却是城市地下水补给的严重不足，地下水位快速下降，形成大量漏斗区，这使得城市用水形成供需矛盾的局面。目前房地产类建设项目作为城市建设的主导产业，如能在项目设计和建设过程中，充分考虑雨水渗透、集蓄和利用设施，则将使天然降水得到充分利用，既能解决城市水资源缺乏问题，又能缓解城市排水和防洪压力，减少雨水管网系统的投资和运行费用，还能增加土壤含水量、涵养水源、补充地下水、改善城市生态环境、调节区域小气候。

2 雨洪集蓄利用技术

雨洪集蓄利用技术主要从直接利用、间接利用和综合利用3个方面进行考虑。直接利用即是将雨洪直接收集和使用，增加雨洪资源的利用量，减少雨水流失量;间接利用则是通过提高区域雨水入渗率等方式来提高雨水的利用率;综合利用顾名思义就是直接利用和间接利用的综合体，一般情况下都是将上述两种形式进行结合设计和实施。

房地产类建设项目主要由建(构)筑物、道路、硬化场地和绿地组成，降雨径流主要产生在径流系数较高的建(构)筑物屋面、道路和硬化场地。因此，对不透水硬化区域的雨水集蓄利用着重从降低径流系数、收集地表径流两个方面进行考虑，对房地产类建设项目中能蓄渗雨水的主要区域绿地来说，则从提高雨水蓄积量、下渗率和雨水利用率方面进行考虑。笔者经多年对房地产类建设项目雨洪利用技术进行跟踪研究，现提出以下几种雨洪集蓄利用技术供参考。

2.1 建筑物屋顶绿化

建筑物屋顶面积在房地产类建设项目中所占比例较大，但目前国内的建筑物屋顶大部分都没有实施绿化，如果实施屋顶绿化，那么屋顶雨水径流系数可明显降低(表1)，屋面排水将大大减少，从而减轻对城市市政排水系统的压力。

表1 屋面雨水径流系数对比

为实现屋顶绿化，必须在建筑物或构造楼板、保温隔热层和防水层的基础之上增加为植物生长所需的构造层，屋顶绿化种植区基本构造剖面一般为:屋顶结构层、防水层、隔根层、蓄排水层、过滤层、种植层和护根层[1]，如图1所示。

屋顶绿化可通过种植层与蓄排水层蓄存部分雨水，既解决屋顶绿化本身的需水要求，又减少了屋面雨水径流量。相关研究表明，屋顶绿化蓄存雨水的能力与种植层、蓄水层的厚度和材料是密切相关的，因此通过屋顶绿化集蓄、利用雨水，应着重从屋顶绿化基质材料的选择方面着手。

针对城市现状情况，大部分已建成的建筑物都是平屋顶，通过技术改造即可实施屋顶绿化，与此同时提高新建建筑的屋面绿化率，则可使城市的屋顶绿化面积大大增加，降低雨水径流，改善城市小气候和增加景观效果。目前，随着屋顶绿化的生态作用得到重视，在北京、上海等大城市已逐步加大实施的力度。

图1 屋顶绿化种植区基本构造层

2.2 硬化地面透水性材料铺装

房地产类建设项目中硬化地面主要有道路、广场、停车场、园林路等，这些区域的面积一般能占到整个项目区的30%～50%，甚至更多。因此，提高硬化地面地表径流入渗率，对房地产类建设项目的雨洪利用起着至关重要的作用，而对硬化地面铺装透水性材料无疑是最直接有效的方法。

用于铺装的透水性材料种类繁多，20世纪80年代以来，国际上流行的透水性材料有透水砖、卵石、嵌草砖等。Watannabe S在日本横滨一区域布设了透水性铺装材料进行径流控制研究，结果表明该设施减少了15% ～20%的径流[2]。据研究，当降雨强度为41.54 mm/h、降雨时间为1～2 h时，透水砖铺装结构不会发生地表径流，在107.17 mm/h×1 h时，透水砖铺装结构(1∶4干硬性水泥砂浆2 cm、级配碎石23 cm)的径流系数比不透水砖铺装结构(素混凝土15 cm、中砂2 cm)减小48% ～82%[3]。特别是随着技术进步，透水砖种类五花八门，其中生态砂透水砖通过破坏水的表面张力增加透水性，渗水效果显著，且其制作原材料是沙漠中的天然硅砂，生态环保，节约资源。

嵌草砖铺装一般用于地面停车场，通过在嵌草砖内栽植植物提高地表雨水下渗率，同时可绿化美化环境。卵石铺装大多应用于园林路，通过卵石、砾石等提高地面孔隙度，从而增加地表径流的入渗，减少地表径流量。

2.3 绿地下凹式整理

随着我国经济水平和人们生活水平的提高，人们对居住环境的要求也越来越高，绿色城市和生态小区成为城市建设的口号，要求城市和小区具有较高的绿地率，这就为绿地下凹式整理提供了必要的基础条件，从而间接地为雨洪集蓄利用提供了良好的基础。绿地具有截留降雨、增加土壤入渗、减轻径流污染、减少雨水蒸发和降低土层固结等功能。通过对绿地进行下凹式整理，可以强化绿地的各种有益功能，从而最大程度地达到雨洪集蓄利用的目的。

下凹式绿地是指通过对绿地进行微地形整理，使其低于周边地面(一般5～10 cm)，从而使周边的雨水自然流入绿地。绿地内植物根系发达，土壤疏松，蓄渗雨水能力强，同时植物根系对雨水径流中的污染物和杂质可以起到过滤、净化的作用。

通常小区内的绿地比周边道路和广场地面高，硬化地面和建筑屋面的雨水径流基本都排入市政雨水排泄管网，绿地的蓄渗作用不能得到充分利用。同时，小区降雨初期雨水污染严重，径流量较大，直接进入排水管网后容易对区域水环境产生较大的影响。若通过一定的工程措施，将小区内的普通绿地进行下凹式整理，并适当调整区内雨水系统设置，合理处理路面高程、绿地高程和雨水口的关系，则可使原本流入排水管道的屋面和道路径流先行流入绿地进行蓄渗，充分发挥绿地的雨水调蓄入渗能力，这样不仅可以减少绿化用水，增加地下水的补给，还可大大减少小区内的雨洪外排量，减轻市政排水压力。

据研究，若下凹式绿地稳定渗透系数按5.0×10-6m/s计，在溢流雨水口比下凹式绿地高50 mm，未计集雨下垫面的径流系数和雨水蒸发量，暴雨设计重现期2年一遇，下凹式绿地占集雨面积20%的条件下，降雨量的80%以上通过下凹式绿地入渗不外排;设计重现期10年一遇和绿地率20%的条件下，也有70%以上雨水通过下凹式绿地下渗不外排[4]。

按《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB 50400—2006)的要求，雨水利用系统的规模应满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前的水平或规定的值。对大部分房地产项目来说，只需对绿地采取下凹式整理，并对排水系统进行适当调整，区域就基本可达到雨水不外排的要求。

2.4 蓄水池

蓄水池包括传统蓄水池和景观蓄水池。景观蓄水池主要有景观河、景观湖等景观水面，以及喷泉等景观水体，近年来推广较快的生态蓄水坑也可算作景观蓄水池的一种。

传统意义的蓄水池即人工修建、具有防渗作用的蓄水设施[5]，因建筑材料不同可分为砖池、浆砌石池、混凝土池等。根据地形和土质条件可以修建在地上或地下，分为开敞式和封闭式两大类。在房地产类建设项目中，蓄水池设计从景观效果、水质保障、安全角度等进行考虑，主要修建为地埋式，以收集建筑屋面雨水为主，用于小区的绿地浇灌和道路浇洒。蓄水池的设计容积一般综合考虑雨水设计径流量和小区需水量，当设计径流量可以满足需水量时，设计容积以满足项目区3～5 d的需水量为宜。

为了满足人们回归自然的需求，生态小区越来越受到追捧，小桥流水、喷泉、瀑布等水景已经成为居民小区建设中不可缺少的组成部分。小区水体不仅可以提高景观效果，改善小区气候，还可作为雨水调蓄池，将小区雨水径流收集后用作绿化和浇灌用水等。但同时景观水体都需依赖于用水水质的支持，并需消耗大量的水资源，如果用水缺少流动和更换，则易发生水质恶化现象，水源不足形成烂泥坑则反而影响了区域景观。

生态蓄水坑和景观水面均为开敞式结构，容积一般较大，可收集项目区屋面、道路和硬化区域的雨水径流，依自然地形设置或人工开挖而成，土质结构，底部可适当进行防渗处理，池体周边一般可采用石、木等做自然式砌筑。将雨水排入小区内的景观河、景观湖或洼地等，形成怡人的水面景观，同时还可通过在景观水体中栽植湿生植物或水生植物进行绿化美化，在蓄水的同时具有良好的景观效果。水体净化可适当设置净水器械，还可适当饲养鱼、昆虫等生物进行净水。

2.5 绿地节水灌溉

随着绿色城市、绿色小区的发展，建设项目中绿地率逐步提高，绿地的灌溉用水占小区给水的比重很大，如何节约绿地灌溉用水是水资源节约中不可忽视的一个重要部分。

节水灌溉可从水源节约、水资源利用节约两方面进行考虑。首先在水源方面，可优先利用项目区设置的雨水集蓄设施中的雨水，不足部分可采用中水，严禁使用自来水进行绿化浇灌。其次在水资源利用方面，绿地浇灌方式可直接影响到用水量的大小，采用科学的微喷灌系统，可提高水资源利用率，从而减少绿化用水量。

微喷灌是利用直接安装在毛管上或与毛管连接的灌水器，即微喷头，将压力水以喷洒状的形式喷洒在植物根区附近土壤表面的一种灌水形式，简称微喷。微喷灌是在喷灌和滴灌的基础上逐步形成的一种新的高效节水灌溉技术，集喷灌、滴灌之长，避二者之短。它是较小压力、较小流量、微小水滴的喷灌，形象地说是“下毛毛雨”，除为植物灌水外，还可以加湿、降温，调节小气候。

微喷灌的优点有:①节水效果好，微喷灌可以有选择地对局部植物根系集中的地方喷洒灌水，减少了土壤无效耗水，节水效果显著，水的利用率可达80%以上。一般情况下，微喷灌与地面灌溉相比，1 m3水可以当2 m3水用。②方便节约，大大减少了用于绿地灌水的投劳和费用，减少了绿化管理维护的成本。③适应性强，微喷灌由于水量微小，不会在黏性土壤中产生径流，也不会在沙性土壤中产生渗漏，既可用于平地，也可用于坡地。

3 结语

屋顶绿化降低了传统硬化屋面的降雨径流系数，使降雨得到截留利用;透水性材料铺装提高了硬化地面的渗透系数，从而使降雨入渗补充地下水;下凹式绿地具有一定的雨洪集蓄作用，增加了雨水下渗范围和时间;蓄水池将降雨径流直接进行收集利用;节水灌溉提高了水资源的利用率。各项措施在截、蓄、渗、用等方面功能各异，直接或间接地提高了雨水的利用率，在房地产类建设项目中可通过组合使用以达到更好的效果，从而减轻城市排水压力、增强地下水补给、节约水资源。

[1]李胜，张帆.屋顶绿化与雨水回用设计[J].技术与市场:园林工程，2007(4):55-57.

[2]Watanabe S.Study on storm water control by permeable pavement and infiltration pipes[J].Water Science and Technology，1995，32(1):25-32.

[3]朱春阳，李芳，李树华.园林道路不同铺装结构对雨水入渗过程的影响[J].中国园林，2009(3):91-97.

[4]俞绍武，丁年，任心欣，等.城市下凹式绿地雨水蓄渗利用技术的探讨[J].给水排水，2010，36(z1):116-118.

[5]侯爱中，唐莉华，张思聪.下凹式绿地和蓄水池对城市型洪水的影响[J].北京水务，2007(2):42-45.