北京市生产建设项目雨水利用模式探讨

贾瑞燕，肖辉杰，吴敬东，尹玉冰，曹广月

(1.北京市水利科学研究所，北京 100048;2.北京林业大学水土保持学院，北京 100083)

北京市生产建设项目雨水利用模式探讨

贾瑞燕1，肖辉杰2，吴敬东1，尹玉冰1，曹广月2

(1.北京市水利科学研究所，北京 100048;2.北京林业大学水土保持学院，北京 100083)

雨水利用模式;生产建设项目;北京市

加强生产建设项目雨水利用设施建设，是有效解决北京市水资源短缺、内涝和水污染严重的重要途径。对北京市生产建设项目雨水利用工程存在的问题进行了分析，结合不同类型生产建设项目的特点，总结出了适宜北京市工业厂房、居住区、公共设施、学校、市政交通道路、公园等项目的雨水利用模式。

北京是严重缺水的城市，年人均水资源占有量不足300 m3，是世界上严重缺水的大城市之一。随着城市规模的不断扩大，生产建设项目大规模的启动，硬质地面代替了原有的植被和土壤，造成局部降雨后的产流增加，雨水资源不但白白流失掉，而且进一步加剧城市用水紧张局势，还在一定程度上加剧了城区积水状况。另外，伴随着城市的发展，屋顶材料的多样化、车流量的增加及融雪剂等的使用，使得雨水径流的水质不断恶化，大量的污染物随雨水径流一起进入受纳水体，对城市的生态环境构成了严重威胁［1］。采取措施对雨水资源进行综合利用，不仅可以缓解北京水资源危机，有效减少地表径流，减轻城市排水和河道行洪压力，而且能够从源头上控制城市水体污染。目前，城市雨水利用已经越来越受到人们的关注。

1 生产建设项目雨水利用工程存在的问题

为了缓解北京市水资源紧缺的现状和解决内涝及水污染的问题，改善生态环境，2009年7月北京市出台的房地产建设项目、公路建设项目水土保持方案技术导则将“雨洪利用率”纳入到水土流失防治标准中，使传统水土保持中的“重土轻水”逐步转向了“水、土兼治”的工作方向。但在过去的两年中，北京市生产建设项目水土保持工作中“水的流失”问题一直没有得到较好的解决，主要存在以下几个问题:

(1)缺少生态化、多样化的雨水综合利用措施。目前，北京市已建项目部分设置有雨水利用措施，主要为蓄水池(占总数的46%)，人行道透水砖铺装、下凹式绿地、停车场嵌草砖铺装(占总数的42%)等形式［2］。现有的雨水利用措施多单纯强调雨水收集或下渗补充地下水资源，而对各种生态化的综合利用方式不够重视，雨水利用方式单一，利用效果不是很理想。

(2)没有针对不同的生产建设项目进行专门设计。不同生产建设项目区的地理条件、土地利用、基础设施、用水状况、雨水水质等有很大不同，对景观功能的要求、防洪排涝及水资源的需求等也有很大差别［3］，但是目前水土保持方案中的雨水利用措施没有针对不同的建设项目进行专门设计，因地制宜体现得不够。

(3)综合性差，缺乏与其他工程的协调。生产建设项目水土保持中的雨水利用工程是一项复杂的系统工程，设计时应与项目中绿化工程、各种市政管线工程、道路交通工程、消防工程、给排水工程，以及人员活动需求、场地功能、建筑功能等方面协调一致，以免造成布设的雨水利用工程不能真正地实施，或者实施了却不能正常发挥作用。另外，雨水利用工程涉及雨水资源利用、污染控制、蓄洪防涝、改善生态环境等，应将雨水利用与城市各类基础设施建设、环境及生态建设紧密结合。

2 生产建设项目雨水利用技术措施

生产建设项目雨水利用主要包括雨水收集回用、渗透和调蓄技术等，不同类型的生产建设项目应根据其特点因地制宜、优化选用雨水利用技术措施。

2.1 雨水收集回用技术

(1)雨水收集技术。雨水利用设计时，主要利用项目区内的屋面、硬化的广场路面等可集雨面收集雨水，并且根据不同的径流收集面，采取不同的雨水收集措施。屋面雨水的收集通常采用天沟、檐沟、收集管、雨落管、连接管等;路面、广场、停车场等雨水的收集与输送通常采用雨水管、雨水明渠、雨水暗渠、植被浅沟等方式［4］。

(2)雨水弃流、截污技术。在雨水收集利用的过程中，应该舍弃含有大量的悬浮物、污染严重的初期雨水，将其就近排入市政污水管网或土壤下渗处理。国内外常用的弃流装置有自控弃流装置、渗透弃流装置和弃流井等。

雨水截污技术是在源头和径流过程中，对雨水水质进行控制，屋面雨水可通过安放在雨水斗、排水立管和排水横管的滤网、筛网等进行截污;路面雨水可通过在雨水口设置截污挂篮进行截污。

(3)雨水蓄存技术。项目区雨水集中直接利用时，可采用地上或地下封闭式蓄水池、集雨箱等，也可利用水景和人工湖等。蓄水池是雨水综合利用系统中最常见的贮水构筑物，通常与项目区内现有排水系统相结合，集蓄地面径流，用以浇灌项目区内的绿地或营造水景观。集雨箱(桶)主要用于蓄存屋面雨水，规模较小，安装简便，维护管理方便，但是需要占用一定的空间，水质不易保障，且季节性较强。具体选择形式可根据区域特点，结合建筑材料、使用条件和经济条件等确定。

(4)雨水处理技术。收集的屋面、路面雨水应根据用途以及所受的污染程度选择合适的雨水处理技术。雨水的可生化性较差，通常采用沉淀、过滤、消毒等一级处理措施;当对水质有较高的要求时，考虑深度处理措施，如活性炭技术、微滤技术、膜技术等;另外，以人工土壤—植被净化技术［5］(生物滞留系统、雨水湿地、雨水生态塘、高位花坛、土壤过滤、雨水花园等)为核心的生态处理技术既有效又经济，且自然，是一种非常实用的雨水净化技术，适用于城市住宅小区、公园、学校、水体周围。人工土壤—植被净化技术是通过人工强化的基质与植物系统对雨水径流进行截污收集或下渗，一般由表层雨水滞留层、种植土层、砂滤层、雨水收集管和溢流管等部分组成［6］。

2.2 雨水渗透技术

雨水渗透工程可以有效地控制初期径流污染、减少雨水流失、增加雨水下渗。渗透设施主要包括下凹式绿地、透水铺装地面、渗透浅沟、渗透井、渗透洼地、渗透管等。渗透设施易于实施，投资较少，可用于居住小区、道路两侧、广场、停车场等场所。一般优先选用下凹式绿地、透水铺装地面等地面入渗方式，当地面入渗方式不能满足要求时，可采用其他入渗方式或组合入渗方式。常用渗透设施的优缺点及适用区域见表1。

表1 常用渗透设施的优缺点及适用区域

2.3 雨水调蓄技术

雨水调蓄主要是对城市雨水进行调节和储存，以达到消减洪峰流量的目的，可以利用地势低洼处、人工修建蓄洪池来进行防洪，也可以利用雨水管道本身的容量来调蓄雨水。

3 生产建设项目雨水利用模式

3.1 雨水利用工程的设置原则

(1)控制雨水径流的排放，确保项目建设前后区域内径流系数不显著增加。

(2)充分利用水质良好的雨水资源，实现节水目标。

(3)雨水利用工程要因地制宜进行配置，考虑项目区用水量、水源、地下水位、地质情况、水文情况、气候条件、地表径流条件、面源污染情况等因素。

(4)雨水利用措施要综合采用，将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态景观改善相结合，组成生态化、多样化雨水利用模式。

(5)避免对生态与环境造成不利影响，对雨水径流污染严重的区域，应避免直接回灌地下水，要严格设计雨水渗透工程，以免对原地下水水质造成污染。

(6)充分利用现有设施，将雨水利用与水景、人工湖、消防水池、中水回用等设施有机联合。

3.2 雨水利用模式

北京市生产建设项目主要包括工业厂房、房地产、公共设施、学校、市政交通道路、公园等。针对不同建设项目的地理条件、土地利用情况、基础设施状况、用水状况、雨水水质等，通过可利用雨水量及具体项目的水量平衡分析，以经济适用、生态优化为首要前提，提出相应的雨水利用模式。

(1)工业厂房项目。工业厂房项目一般面积比较大，用水量也非常大，但是雨水水质情况比较复杂，与企业的生产活动紧密联系，相对于一般城市民用区，工业场区的雨水污染情况比较严重，雨水收集利用系统主要是去除雨水中的污染物，以达到工业回用、下渗、生活杂用、浇灌、外排等各种用途的水质标准［7］。

北京市工业厂房项目主要为电子工业、食品工业及医药制造工业等，污染相对比较轻，因此宜采用收集利用、入渗为主，辅以调控排放措施的雨水综合利用模式。对于污染比较严重的工业厂房项目，应首先采用高位花坛、生物滞留槽、植被草沟等面源污染控制措施净化水质，然后进行入渗或收集。

屋顶雨水可直接通过管道收集，经简单处理后存于蓄水池备用，也可通过管道直接进入周边绿地下渗(绿地设置为下凹式)，或在绿地内建设渗井、渗沟等入渗设施，调控雨水逐渐回补地下水，雨水排放口设置消能措施。为了达到最高效益，可以考虑雨水与中水联合应用，以雨水补充部分中水。

人行道采用透水路面，使雨水渗入地下补充土壤水分。停车场、广场等地区可以采用嵌草铺装的地面材料，如嵌草、植草砖，既可以增加绿化，同时也能够入渗雨水、美化环境。考虑到停车场受压问题，停车位也可以采用透水砖铺装，两个停车位之间布置渗沟，这样既可以承受较大的压力，又可以增加雨水的入渗。

(2)房地产项目。居住区项目建成后的用水量非常大，主要包括居民生活用水、公共服务设施用水、沿街商业用房用水和绿化用水等。居住区项目建筑集中、汇水面积大、雨水径流污染较轻，经过面源污染控制后的雨水比较适合收集利用。目前，北京提倡建设生态居住区，应选择收集利用、入渗为主，辅以调控排放措施的低耗、生态化的雨水综合利用模式。

收集屋面的雨水，经过植被草沟、雨水湿地等面源污染控制或简单处理后用于绿化、洗车及浇洒道路等。道路两侧布设下凹式绿地，便于雨水汇集和入渗。人行道、停车场和广场等宜采用透水性铺装地面下渗雨水。对于有水景的住宅小区可以将景观水体作为雨水贮存设施。

(3)公共设施项目。行政办公、商业金融、文化娱乐等公共设施项目一般以建筑为主，绿地面积小，且较分散，因此宜采用入渗、调控排放为主，辅以收集利用的雨水利用模式，以减少区内径流为目的。其中低档的商业用地占地面积小，污染物类型复杂、浓度高，一般采用生物滞留槽、植被草沟等面源污染控制措施过滤后排放或入渗，不建议收集利用。另外一些特殊污染源地区(农产品批发市场、车辆维修站、医院等)的雨水径流容易受到未知的污染，为了避免污染地下水，不建议入渗，通常通过面源污染控制措施过滤、拦截后排放。

(4)学校建设项目。学校建设项目一般面积比较大，建筑物密集程度较小，需要大量的冲厕、绿化等用水，因此可以考虑收集部分雨水作为绿地、冲厕、景观等用水，未收集部分作入渗处理。学校教学楼、宿舍楼、食堂等建筑物屋面的雨水经雨水樽和地下蓄水池收集回用，也可以在蓄水设施周围设置雨水利用景观;硬化路面的机动车流量较小，建议全部采用透水铺装以增加入渗能力，人行道两侧还可以设置渗沟;绿化用地设置为下凹式绿地，当地面入渗能力不能满足要求时，设置渗井、渗沟等增渗设施;运动场的雨水采用环沟或排水沟收集，经初期弃流、沉淀后进入蓄水池存储回用。

(5)市政交通道路。由于汽车轮胎和筑路材料的磨损、汽车尾气排放、运输物品的泄漏、融雪剂的使用等，因此市政道路的污染物浓度相对较高。路面径流污染是仅次于农业污染的第二大面源污染源，所以不建议对市政道路的雨水进行收集利用。一般在绿化隔离带设置植被浅沟、生物滞留设施(滞留带)、低势绿地等生态处置措施就地滞留、净化、下渗雨水，人行道采用透水性铺装地面下渗雨水［8］。如果道路两旁有空地，宜建设雨水花园滞留净化雨水，消减洪峰流量，并通过植物的合理配置，创建和谐环境。

(6)公园。公园绿地空间开阔、占地面积非常大，是天然的渗透设施，不仅渗透能力强，而且植物根系对雨水径流中的悬浮物、杂质等有一定的净化作用，所以绿地雨水可以就地利用。可结合绿地规划、地形地势设置下凹式绿地、植草沟等作为局部短时蓄水池，另外采用渗透井、渗透池、渗透管等渗透设施加大雨水的渗透量。绿地的植物要采取灌草结合的节水型配置方式。

公园内道路、广场等宜采用透水铺装，多余的降雨径流汇集到下凹式绿地、植草沟等下渗。

4 结语

北京市生产建设项目雨水利用工程形式多样，应根据具体项目的特点进行全面分析，选择切实可行的雨水利用模式。对北京市不同类型生产建设项目总结提出了适宜的雨水利用模式，有利于北京市科学、有效地利用雨水资源，并为其他城市生产建设项目雨水利用工程提供可以借鉴的经验。建议水土保持行政主管部门采取切实有效的措施，加强对水土保持工作的监督管理，确保水土保持方案报告书中规划的雨水利用工程有效实施，使生产建设项目中“水的流失”问题能够得到较好的控制。

［1］李俊奇，车伍.城市雨水问题与可持续发展对策［J］.城市环境与城市生态，2005，18(4):5 －8.

［2］刘洋.北京城市雨水利用工程实效调研分析与对策研究［D］.北京:北京建筑工程学院，2008.

［3］董蕾，车伍，李海燕，等.我国部分城市的雨水利用规划现状及存在问题［J］.中国给水排水，2007，23(22):1 －5.

［4］李海燕，车伍，董蕾.北京城市住区雨水利用适用技术选择［J］.建筑科学，2009，25(12):7 －11.

［5］李俊奇，车武，汪宏玲.雨水利用与生态小区［J］.给水排水，2003，29(5):14 －16.

［6］王光武，舒安平，包美春，等.北京房地产建设项目水土保持中雨水收集综合利用模式研究［J］.北京水务，2011(6):57－59.

［7］杜国义.工业区雨水收集利用的研究［D］.西安:西安建筑科技大学，2010.

［8］李俊奇，王文亮，边静，等.城市道路雨水生态处置技术及其案例分析［J］.中国给水排水，2010，26(16):60－64.

S157;TV213.9

C

1000－0941(2012)10－0026－03

贾瑞燕(1979—)，女，山西盂县人，硕士，从事水土保持方案编制、水土保持监测等工作。

2012－05－20

(责任编辑 孙占锋)