城市区域内雨洪利用技术的研究

摘要：目前我国城市雨洪利用技术还比较落后，缺乏系统性。针对雨洪利用现状及经济状况，提出了适用于我国国情的雨洪利用技术，包括屋面雨水利用技术、下凹式绿地渗蓄路面雨水技术及雨水渗透技术。

关键词：雨洪利用；雨水收集；下凹式绿地；雨水渗透技术

Abstract: at present our country city rainfall flood using technology still lag behind, the lack of systematic. According to rainfall flood utilization status and economic condition, puts forward the suitable for China’s national conditions of rainfall flood using technology, including roof rainwater to use technology, sink type green space permeability storage technology and the rain road rain penetration technology.

Keywords: rainfall flood use; The rainwater collection; Sink type green space; The rain penetration technology

雨水是自然界水循环的阶段性产物，其水质优良，是城市中十分宝贵的水资源。据统计一个地区的降水量相当于该地区年水汽输入量的1/3左右，而在城区这部分水量的40%~50%转化为河川径流量，该部分雨水径流一方面会造成水资源流失，同时也会导致城市雨洪灾害，并在传输过程中污染水体[1]。因此，解决城市雨洪问题应从源头上控制，保住该部分雨洪资源，在城市排水规划过程中通过规划和设计采取工程措施将城区雨水蓄积起来加以充分利用，这样既可以起到节约成本以利用雨洪资源的目的，还可以减少雨洪径流在传输过程中所受污染，减轻城市雨洪灾害威胁。城市雨洪利用措施主要有：屋面雨水利用系统、下凹式绿地渗蓄路面雨水系统及雨水渗透等。

1 屋面雨水利用系统

1.1 屋面雨水收集利用系统

屋面雨水收集系统可以收集水质较好的雨水，一般稍加处理或不经处理即可直接用于冲洗厕所、洗衣、浇灌绿地或构造水景观。屋面雨水水质受多种因素影响，主要是屋面沉积物和屋面防水材料的析出物以及大气污染的影响。另外，除雨水本身的酸度外，还受燃料排放产生的易与水反应产生酸根粒子的气体如CO2、SO2等以及粉尘烟尘等影响，同时还与屋面材料和结构有关。经研究测定，屋面初期径流的COD可高达3000mg/L左右，SS也可高达上千。在降雨初期的短时间内，雨水径流污染性程度较高，但其污染指标随着降雨延续而迅速降低，后期径流水质一般都比较良好，因此在安装屋面雨水收集系统时需要设置分流并

弃置初期雨水径流的装置。

屋面雨水收集利用系统分为单体建筑物分散式系统和建筑群或小区集中式系统。由雨水汇集区、输水管系、弃流装置、储存(地下水池或水箱)、净化系统(如过滤、消毒等)和配水系统等几部分组成。有时设有渗透设施，与储水池溢流管相连，当集雨量较多或降雨频繁时，使超过储存容量的部分溢流雨水渗透

[3]。

屋顶集雨利用系统水资源通常以特定重现期(如半年或一年)的标准雨型的降雨过程线来计算，以全年平均降雨量乘上收集面积、径流系数、初期弃流系数、季节折减系数等得到。其中折减系数是考虑我国大多数地区降雨主要集中在汛期，其它月份不仅降雨量少而且降雨的强度一般也比较小，有的降雨过程甚至不能形成径流，也就无法收集利用，因此乘上以修正系数。初期弃流系数的确定因根据初期雨水径流的水质和该部分雨洪回用用途综合考虑。据北京建筑工程学院车武等人对北京城区屋面雨水径流污染的研究，屋面初期雨水弃流量大约为2mm。北京2000年的测试资料显示：当一场雨的降雨量少于10mm时，最初2mm降雨形成的径流中包含了此场雨径流的COD总量的70%以上。当降雨量大于15mm时，最初2mm降雨形成的径流中包含了其COD总量的30%~40%[2]。

1.2 绿化屋面雨水利用

屋顶绿化是一种削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境新的生态技术，也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施。

屋面绿化是以建筑物屋面为依托平台，在其上铺设一定厚度的人造土、泥炭土、腐殖土等轻型栽培基质（如浮石、蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土颗粒）及输水骨架层，以植物材料来覆盖屋顶的空间绿化形式。依靠屋面的植被和土壤基质作用，将70～90%的屋面雨水就地拦截，使得屋面雨水径流系数由0.9减小到0.3左右。由于在屋面种植了大量的绿色植物（我国目前以景天类植物为主），屋面雨水通过植物和栽培基质的过滤作用，雨水可直接收集利用，不需要设置雨水过滤和初期雨水弃流等装置，不仅有效的控制了雨水污染，改善了小区的微气候，同时也营造了良好的空间景观。

2 下凹式绿地渗透路面雨水

下凹式绿地设计的关键是控制调整好绿地与周边道路和雨水溢流口的高程关系，即路面高程高于绿地高程，雨水溢流口设在绿地中或绿地和道路交界处，雨水口高程高于绿地高程而低于路面高程。如果道路坡度适合时可以直接利用路面作为溢流坎，从而使非绿地铺装表面产生的径流雨水汇入下凹式绿地，待绿地蓄满水后再通过溢流口或道路溢流。

下凹式绿地应根据地形面貌、植被性能和总体规划要求进行布置。绿地与路面的高差应根据土壤渗透系数、降雨特点、植被对水的浸泡适应能力及水量平衡要求等来综合确定。一般高差在50~200mm左右。

当绿地下凹深度为h0=50mm时拦蓄效果计算见表2。从表可以看出，单独绿地条件下，下凹深度为50mm时，10年一遇暴雨拦蓄率为100%，100年一遇暴雨拦蓄率达59.37%；在有一倍汇水面积的情况下，10年一遇的拦蓄率为43.57%，100年一遇暴雨的拦蓄率达25.37%；在有多倍汇水面积情况下，其拦蓄率也很高，可见其渗蓄效果极为明显。

4 结语

城市区域雨洪利用应根据我国的水资源现状，城市发展环境，借鉴国外发达国家雨水利用经验，加强雨洪利用技术的研究，大力推广雨洪利用技术，达到减轻城市防洪压力和缓解水资源危机的目的。

雨洪利用的规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水质、给水排水系统、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件，充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件，通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案，突出系统观点，兼顾经济效益和社会效益，考虑城市和小区环境、生态、人和自然的统一和谐，力求最佳效果。

参考资料：

[1]车武，李俊奇.从第十届国际雨水利用大会看国内外城市雨水利用的现状与趋势[J].给水排水，2002，28（2）：12-24.

[2]汪慧贞，李宪法.北京城区雨水径流的污染及控制[J].城市环境与城市生态，2002，15（2）：16-18.

[3]车武，李俊奇，刘红，孟光辉.现代城市雨水利用体系[J].北京水利，2003，3：16-18.