城市雨水开发与利用新思路

张 冠 军

(张家口市宣化区市政工程公司,河北 宣化 075000)

城市雨水开发与利用新思路

张 冠 军

(张家口市宣化区市政工程公司,河北 宣化 075000)

城市雨水的汇流，其来源大致可分为屋面、地面雨水和道路雨水两部分.以“绿色建筑”评价标准为导向，探讨将生活废水与屋面、地面雨水联合回用的策略.同时，应用低影响开发(LID)技术对雨水进行源头控制，使雨水以自然的方式回归自然；结合“海绵城市”的理念，将雨水最大限度的贮存，利用雨水的自然循环过程服务于城市用水的社会循环需要.

雨水利用；绿色建筑；低影响开发；海绵城市

0 引 言

我国属于极度缺水国家，除采用节约用水和污水回用等措施提高水资源利用效率外，还应注意非常规水资源的开发与利用.降雨是地球水体循环的重要形式，也是区域水资源补给的重要来源，如何将雨水转化为可高效利用的替代水源显得尤为重要.

目前，我国大中城市的雨水开发与利用还基本处于探索和研究阶段，没有形成系统的雨水开发与利用规划.此外，部分严重缺水城市在过度开采地下水的同时投入大量资金用于汛期雨水的排除，造成了资源与资金的双重浪费.在当今谋求可持续发展的大环境下，探讨城市雨水开发与利用的新思路不仅有利于减轻城市汛期防洪压力，还有利于缓解城市用水紧缺局面.

1 城市雨水发开与利用方法

在城市雨水的汇流过程中，其来源大致可分为屋面、地面雨水和道路雨水两部分.现阶段，我国城市地区绝大部分屋面、地面雨水仍然采用收集后汇入雨水管网的传统思路，并未将其有效利用，提高屋面、地面雨水的利用效率是全面实现城市雨水开发与利用的重要环节.

随着城镇化水平的不断提高以及城市规模的日益扩大，城市道路的覆盖面积也在逐年增长，其在降雨过程中起着收集与汇流的作用，是雨水管网中雨水流量来源的重要组成部分.一般而言，降雨的时空分布并不均匀，存在短时流量过大的问题，由此导致的城市内涝现象频发.然而，仅仅依靠雨水管网的升级改造来解决城市雨水的出路问题，并不符合可持续发展理念，探索城市道路雨水的开发与利用方法，不仅仅是在减轻城市旧有雨水管网的排水压力，更是在积极寻找城市替代水源，谋求可持续发展.

1.1 屋面、地面雨水开发与利用方法

目前，“绿色建筑”的概念逐渐兴起，在《绿色建筑评价标准》中明确鼓励将雨水回用于绿化灌溉、道路冲洗以及洗车用水，并指出应结合雨水利用设施进行景观水体设计[1].因此，在探讨屋面、地面雨水开发与利用方法的过程中，应紧密结合“绿色建筑”的评价标准，进行屋面、地面雨水开发与利用设计.

在将盥洗、淋浴等产生的生活废水回用于冲厕的工程实践中，由于气味、感官等诸多因素的限制，导致民众的接受程度不高，因此本文将探讨生活废水和屋面、地面雨水联合回用的策略和方法.雨水作为回用水源在水质方面具备天然的优势，排除初期雨水后的剩余雨水中的有机物浓度处于较低水平，采用一般物化方法处理即可达到“城市杂用水水质标准”[2].在雨水收集方面，可在现有管线下游修建雨水调蓄池，并利用三通的形式控制初期雨水的排除.

将生活废水与屋面、地面雨水联合回用是一项极具探索性的尝试，其在全面提高水资源社会循环利用效率方面意义深远.其利用方式如图1所示：

图1 生活废水与屋面、地面雨水联合回用方案

在上述生活废水与屋面、地面雨水联合回用的方式中，需要建造两座调蓄池，一座用于收集生活废水和屋面、地面雨水，另一座用于贮存经过处理后得到的再生水.由于生活废水和屋面、地面雨水的有机物浓度均不足以支持直接采用生物法进行水质净化，因此可适量掺加化粪池污水后采用MBR工艺进行联合处理[3].经过处理后得到的再生水应优先用于冲厕、洗车等人体非接触用水，其次可用于小区内人工湖、人工喷泉等景观用水，此外还应探讨再生水回灌补给地下水的可行技术方案.

在实际运行过程中，必须考虑由于自然损坏、设备维修等原因造成的水循环回路阻断，因此应在前端调蓄池处设置溢流管道，并将溢流管道与市政排水管网连通；同时，考虑到后端调蓄池可能会出现水量不足的现象，因此应将其与市政给水管网连通，不过应采取适当的措施防止中水回灌市政给水管网的现象发生.

1.2 路面雨水开发与利用方法

低影响开发(LID)技术[4]是通过对雨水的源头控制，维持和保护土地开发前的自然水文状态，使工程对生态环境的扰动最小的理念和方法.在探讨城市道路路面雨水开发与利用方法的过程中，应紧密结合低影响开发(LID)技术使雨水以自然的方式回归自然，减少对降雨过程的人工干预.同时，还应紧密结合“海绵城市”的理念，将雨水最大限度的贮存，利用雨水的自然循环过程服务于城市用水的社会循环需要.

在以低影响开发(LID)技术进行城市道路路面雨水开发与利用设计时，应注重在径流形成的源头进行雨水分散设计，以降低雨水径流系数为主要目标.通过在城市运用低影响开发(LID)技术不仅可以使雨水最大限度的回归自然，也可以降低集中降水所形成的洪峰流量，减轻雨水管网的泄洪压力.其具体利用方式如下图所示：

图2 基于低影响开发(LID)技术的雨水源头控制方案

在上述运用低影响开发(LID)技术进行雨水分散设计时，应优先采用透水铺装、生物滞留、下沉式绿地等方式实现雨水的自然下渗，但当采用自然下渗方式不足以排除全部降雨时，应将过量的雨水排放到雨水管网中，避免内涝现象的发生.透水铺装指的是利用人工铺筑的可透水材料使雨水通过与铺装下基层相通的渗水路径渗入下部土壤的雨水分散方式；生物滞留指的是通过填料的过滤与吸附作用以及植物根系的吸收作用来净化雨水，由于其能将雨水暂时贮存后缓慢渗入地下，因此可以削减地表雨水的洪峰流量[5]；下沉式绿地指的是一些低于路面的广场式园林绿地，利用其对雨水的调蓄助渗作用实现雨水在源头的分散控制.

在对路面雨水的综合开发与利用过程中，不仅应重视雨水的源头控制，还应重视城市对雨水的整体调蓄贮存作用，实现“海绵城市”的战略构想.在进行城市雨水调蓄贮存设计时，应从雨水湿地、蓄水池、景观河等方面考虑，尽量完善城市水资源的弹性调节机制.其利用方式如下图所示：

图3 基于“海绵城市”的雨水调蓄贮存方案

在以“海绵城市”为导向进行城市雨水调蓄贮存设计时，应将自然下渗方式无法排除的过量雨水利用雨水管网收集.其中，部分雨水可利用蓄水池贮存，用作城市道路的日常清洗以及城市绿地的日常灌溉；另一部分雨水则应就近排放入景观河流、雨水湿地、人工湖泊等，利用自然水体实现对雨水的贮存和净化，最终实现“海绵城市”的构想.

2 结 论

(1)参照城市雨水的汇流过程，将其来源分为屋面、地面雨水和道路雨水两部分，综合屋面、地面雨水以及道路雨水开发与利用方法，为城市雨水开发与利用提供整体思路和策略.

(2)以“绿色建筑”评价标准为导向，探讨生活废水和屋面、地面雨水联合回用的策略.采用MBR工艺进行处理后的再生水优先用于冲厕、洗车等人体非接触用水，其次可用于小区内人工湖、人工喷泉等景观用水，此外还应探讨再生水回灌补给地下水的可行技术方案.

(3)路面雨水开发与利用可分为源头控制和调蓄贮存两个环节.在源头控制环节，应用低影响开发(LID)技术，通过透水铺装、生物滞留、下沉式绿地等方式对雨水进行分散控制，降低雨水径流系数；在调蓄贮存环节，结合“海绵城市”的理念，通过蓄水池、景观河流、雨水湿地、人工湖泊等方式对雨水进行调蓄贮存，完善城市水资源的弹性调节机制.

[1]绿色建筑评价标准.GB/T 50378～2014

[2]孔丹凤，吕伟娅.江苏省绿色建筑节水与水资源利用技术及发展趋势[J].中国给水排水，2013，29(24)：27～31

[3]刘爽，王新亮，刘宝山等.MBR处理小区雨污水并再生回用[J].中国给水排水，2014，30(23)：88～90

[4]王文亮，李俊奇，车伍等.城市低影响开发雨水控制利用系统设计方法研究[J].中国给水排水，2014，30(24)：12～17

[5]胡爱兵，张书函，陈建刚.生物滞留池改善城市雨水径流水质的研究进展[J].环境污染与防治，2011，33(1)：74～77

New Ideas on Development and Utilization of Urban Rainwater

ZHANGGuan-jun

(Xuanhua Municipal Engineering Company,Zhangjiakou 075000)

During the collection of urban rainwater,its source can be divided into two parts:“roof-ground rainwater”and“road rainwater”.Guided by the“Green Building”evaluation standard,the strategies to recycle“roof-ground rainwater”and“road rainwater”together are explored.At the same time,the Low Impact Development(LID)Technology is used to control rainwater from very beginning,so as to make the rainwater return to nature in a natural way.With the concept of“Sponge City”,the rainwater is stored to its maximum,so as to serve the social cycles need of urban water by using the natural cycles of rainwater.

rainwater utilization；green building；Low Impact Development；Sponge City

2014-12-22

张冠军(1971-)，男，高级工程师，从事水处理技术研究.

TU 99

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