城市雨水人工暗河蓄排系统技术研究★

郭冉冉 赵宏杰

(1.邯郸市城乡规划局邯郸县分局，河北 邯郸 056000;2.邯郸职业技术学院，河北 邯郸 056000)

近些年，我国大部分城市都出现了不同程度的缺水现象，地表水的供给不足，导致过度开采地下水，造成地下水由于补给水量严重不足，大面积地下漏斗的产生。同时，各城市由于暴雨的袭击使得城市被水淹、城市洪涝现象也越来越多。雨水作为淡水资源，是城市开辟第二水源的重要资源，让这些数量可观的雨水资源白白流失，既使环境水体受到了污染，又加剧了城市排水系统的压力，同时也浪费了水资源。如果能采用合理的方法把城市雨水合理的收集起来或者是引导入渗到地下，补充地下水资源，这样就能够缓和城市水资源的危机，又能够改善城市水环境，调节气候，增加土壤湿度，减轻城市排水系统压力。

1 城市雨水集蓄利用主要模式

雨水集蓄利用是将降雨产生的径流收集贮存起来，为人类开展的各种社会生产活动所利用。在我国的干旱、半干旱地区，雨水集蓄利用历史悠久，尤其在农业灌溉方面发展迅速。

1.1 屋顶雨水的集蓄和利用

近年来，城市化后屋顶雨水的利用已为人们所重视。例如在每幢建筑中设置储水箱，将屋顶雨水引入箱内，以备洗涤、冲厕和卫生之用，可以节省供水系统的优质水。

1.2 路面集雨补给地下水

城市中有许多不透水或基本不透水的路面，径流系数很大，雨后水体流失，不能就地利用。对这类路面的集雨利用，—般有三种方法:第一，在道路两旁设边沟，沟内铺砌过滤层，使雨水径流流入沟内，下渗补给地下水;第二，筑路材料，使其有一定的透水性能，雨水亦能透过路面渗入地下;第三，城市立交桥下路面段或两旁草坪下可以修建雨水储蓄池或增渗池，加强对城市雨水资源的集蓄利用。

1.3 下凹式草坪和园地的集雨利用

城市中有不少成片的草坪和绿地，常年的灌浇，用水量颇大。节水灌溉固然很重要，但若考虑利用雨水，会更有成效。新修草坪或翻整旧草地时，如果条件允许，可以在草坪下(在地面以下0.5 m～1.0 m，据草种根系所需深度而定)放置简易的滤水层，再在下面修建水池。—般，其降雨入渗补给系数较大，据观测，约0.7。这样，入渗的水能反复利用，省水效果不言而喻。

2 人工暗河雨水蓄排技术原型基础

暗河就是指地面以下的河流，是一种地下岩溶地貌，是由地表水通过地下的岩石缝隙渗入地下或者地下水在溶洞里面的汇集形成的。岩石被溶蚀然后坍塌，经过水的搬运作用就形成了地下河道。地下暗河的实质就是一种过水的通道，有一定的空间容积，是由于岩石有缝隙或者被溶蚀形成其过流的能力高于周边从而形成了地下河流。其形成原理就是地层中局部呈带状土体孔隙率大幅度大于周围的土体。

3 人工暗河雨水蓄排技术设计

以城市雨水的综合有效利用为基点，给人们生活和生产造成大的危害的水为灾害水，带给人的后果是水灾;水多水少水脏水浑都能形成水灾;洪涝渍灾就是水多，旱灾就是水少，面源污染就是水脏，水土流失是水浑。排水和蓄水是解决水多水少的基本措施，即水多就要利用排水的方法，让多出来的水排掉，达到需要的安全标准;水少了则要在降雨时用存蓄的方式贮存雨水，补充水资源的不足。在工程型措施方面，蓄水和排水是相互对立统一的，蓄水是排水的调节和制动，排水是蓄水的前提和基础。排水不足容易出现安全问题，如防洪、排涝问题得不到解决，这样不但不能有效利用水资源，反而会加剧灾害的发生，甚至会因为未排除的水引发灾难。

人工暗河蓄排设计是根据城市河湖岸外绿地、城市小区或者临河小区中不同的地质状况建雨水集水井，设置一条地下透水通道，利用尾矿或建筑废料碎渣填筑。填筑暗河的尾矿和建筑废料碎渣简称暗河构料。人工暗河可以把雨水集水井与河湖相连。当集水井中积蓄的雨水水量超过需要利用的水量时，多余的雨水将通过人工暗河通道经过过滤层，排泄到河湖中或者就地入渗，回补地下水。雨水集水井收集到的雨水提供给小区作杂用水或者周围绿地浇灌等，提高雨水资源的利用率。暗河上方绿地可以在绿地中修筑暗河垛口，垛口是在绿地中栽种绿化树木的树坑，也可以是像绿地喷灌水管一样的管径加过滤装置，并与地下暗河相连通，垛口周围可以有20%～30%用暗河构料围筑。当下暴雨时，雨水降到绿地上，经过坡面汇流到垛口里，过多雨水可以通过人工暗河排向河流或者湖泊。当干旱时候，河湖水位较高时，通过毛管力作用，河湖水也可由人工暗河补给绿地生态用水。

人工暗河蓄排系统的集水井可作为传统的雨水蓄水设施，如蓄水池、水窖、地下蓄水箱等。人工暗河是该系统的核心也是各个集水井、垛口和渗透井的连接通道及排泄通道，不同粒径的填料使得人工暗河孔隙率及透水率远远大于周边土壤孔隙率和透水率，从而使人工暗河具有一定的贮水能力、排水能力、渗透补给地下水能力和调节雨水能力，人工暗河占地少，又在地下，方便城市市政和交通施工，便于在城市城区、道路、城市公园和生活小区设置，它可以与入渗池、渗水井、垛口等综合使用，也可以单独使用。

4 人工暗河雨水蓄排技术特点

人工暗河雨水蓄排系统集城市中雨水收集、利用、滞蓄与排水为一体，具有资源有效利用特性、实用性、节能性以及生态环保等特性，是社会可持续发展中的有效途径，具体特点有:

1)人工暗河蓄排系统具实现雨洪资源化的特点。

人工暗河蓄排系统的集雨面是城市屋面、道路和植被良好的绿化地带。植被和土壤对雨水中污染物有滞留和吸收的作用，对初期降水中污染浓度大的雨水效果最为明显。集水井收集到的雨水可以是一段降雨后经过绿化植被初级净化过的雨水，也可以是降水初期就收集的雨水;后期水质化学指标较好，所收集雨水资源用途相对更为广泛;从初期就收集的雨水经过过滤层的过滤作用也可以达到水质的要求，然后加以利用。人工暗河蓄排系统的设计相对增加了雨水资源可利用量，也增加了系统雨水循环速度，充分发挥系统更大的收集雨水资源特性。

2)人工暗河蓄排系统具有节能减排的特色。

人工暗河雨水蓄排系统的雨水收集、滞蓄以及地下排水消减了暴雨期城市地面积水量和洪峰量。该系统同时也具有节能特点，由于夏季的汛期到来会有暴雨的发生，排水泵站就是排解城市内涝的有效工具，能够减轻排水泵站的压力和城市排洪压力，同时能够节省排洪耗电量。

3)人工暗河蓄排系统便于管理、易于推广。

人工暗河雨水蓄排系统的暗河部分由砂砾碎料构成，能够承重，地下暗河的设计不会影响到地面上建筑物和道路的使用。如果在进行城市建设时需要占用人工暗河的空间，可以在基础回填时使用类似暗河的材料补充好原有的暗河即可。可见，人工暗河雨水蓄排系统的建设性和实用性均较好。

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