有關(guān)市政道路雨水收集利用方法分析

孫雨石

（大連市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 ，遼寧大連 116011）

1 市政道路雨水收集概述

1.1 市政道路雨水收集的意義

市政道路雨水收集是針對城市開發(fā)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的屋頂、道路、庭院、廣場、綠地等不同下墊面所產(chǎn)生的徑流，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行收集利用，以達(dá)到充分利用資源和減輕區(qū)域防洪壓力的目的。城市市政道路雨水收集不是狹義的利用雨水資源和節(jié)約用水，它還包括減緩城區(qū)雨水洪澇，回補地下水減緩地下水位下降趨勢，控制雨水徑流污染、改善城市生態(tài)環(huán)境等廣泛的意義。因此，城市雨水利用是一項多目標(biāo)綜合性控制技術(shù)。當(dāng)前水資源的缺乏已成為世界性的問題，在傳統(tǒng)的水資源開發(fā)方式已無法再增加水源時，回收利用雨水成為一種既經(jīng)濟(jì)又實用的水資源開發(fā)方式。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進(jìn)行收集、集中和儲存利用，是從水文循環(huán)中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決未來水資源短缺問題做出重要貢獻(xiàn)。集雨用雨不僅可以大大提高水資源的利用效率，還可以有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，減輕城市河湖防洪壓力，減少需由政府投入的排洪設(shè)施資金。

1.2 市政道路雨水收集的價值

隨著城市化的進(jìn)程，造成地面硬化（如建筑屋面、路面、廣場、停車廠等），改變了原地面的水文特性，干預(yù)了自然的水文循環(huán)。這種干預(yù)產(chǎn)生的效果是負(fù)面的：大量雨水流失，交通路面頻繁積水影響正常生活，雨洪峰值變大加重排水系統(tǒng)負(fù)荷，土壤含水量減少，熱島效應(yīng)及地下水位下降現(xiàn)象加劇等。而與此同時，我國城市缺水問題卻越來越嚴(yán)重，全國六百多個城市中，有近400座城市缺水或嚴(yán)重缺水，且均呈遞增趨勢，以至國家花費巨資搞城市調(diào)水工程。市政道路雨水收集的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）水資源方面。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進(jìn)行收集、集中和儲存利用，是從水文循環(huán)中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻(xiàn)。（2）生態(tài)方面。市政道路雨水收集能夠改善生態(tài)環(huán)境，補充涵養(yǎng)地下水，減少水旱災(zāi)害，有效緩解農(nóng)村飲水困難，促進(jìn)高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民增產(chǎn)增收并改善人居生活條件，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。（3）經(jīng)濟(jì)方面。市政道路雨水收集能夠節(jié)約用水并減少用水費用。市政道路雨水收集能夠消除污染排放而減少的社會損失并能節(jié)省城市排水設(shè)施的運行費用，節(jié)水可增加國家的財政收入。市政道路雨水收集還能通過改善城市生態(tài)環(huán)境并帶來收益。

2 市政道路雨水收集方法分析

2.1 市政道路雨水收集分析

作為水資源利用迅速在世界各地得到發(fā)展。許多發(fā)達(dá)國家如日本、澳大利亞和德國都很關(guān)注雨水的利用。近幾十年來，隨著水資源供需矛盾的日益突出，我國也認(rèn)識到雨水資源的價值，并采取了很多有效措施、因地制宜地進(jìn)行雨水綜合利用。市政道路雨水回收主要分為：（1）雨水回收的直接利用。雨水直接利用是指將雨水收集后直接回用，應(yīng)優(yōu)先考慮用于小區(qū)雜用水、環(huán)境景觀用水和冷卻循環(huán)用水等。由于我國大多數(shù)地區(qū)降雨量全年分布不均，故直接利用往往不能作為唯一水源滿足要求，一般需與其它水源一起互為備用。（2）雨水回收的綜合利用。雨水綜合利用是指根據(jù)具體條件，將雨水直接利用和間接利用結(jié)合，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析基礎(chǔ)上最大限度地利用雨水。市政道路雨水收集的一般模式是將地面雨水通過雨漏管和暗渠收集，通過分散或集中過濾除去徑流中顆粒物質(zhì)，然后將水引入蓄水池貯蓄，在積水模塊箱中安裝水處理設(shè)備對收集來的雨水進(jìn)行處理。市政道路雨水收集后的處理過程，與一般的水處理過程相似，唯一不同的是雨水的水質(zhì)明顯的比一般回收水的水質(zhì)好。市政道路雨水收集中的中水主要是指收集的雨水經(jīng)過處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水，其水質(zhì)介于上水于下水之間，是水資源有效利用的一種形式。中水系統(tǒng)是指中水的進(jìn)化處理、集水、供水、計量、檢測設(shè)施，以及其他附屬設(shè)施集合在一起的結(jié)合體，是建筑或建筑小區(qū)的功能配套設(shè)施之一。市政道路雨水收集中的中水處理流程分三步：前處理階段、主要處理階段（生物膜處理、混凝、沉淀池、生物膜處理）、后處理階段（消毒）。格柵用于廢水預(yù)處理工程，以截留廢水中較大懸浮物與漂浮物，防止水泵、排水管，以及處理設(shè)備堵塞。格柵是由金屬或格條制成的框架，斜置或垂直于污水流經(jīng)的渠道上，以截流大塊呈懸浮或漂浮狀的污染物。

市政道路雨水收集需要先對年均可利用雨水量進(jìn)行計算，收集小區(qū)總匯水面積確定后，還需要對綜合雨量徑流系數(shù)進(jìn)行測量和確定。考慮雨水回用用途對水質(zhì)要求，將雨水通過雨水收集系統(tǒng)進(jìn)行收集，再經(jīng)過初期棄流后進(jìn)入PP模塊組合水池進(jìn)行儲存，經(jīng)雨水過濾板過濾后即可回用。按設(shè)計規(guī)范要求，屋面雨水初期棄流可采用1～3 mm徑流厚度，路面雨水初期棄流可采用3～5 mm徑流厚度，水池計算容積已拋去棄流雨水量，即為實際可收集雨水量。結(jié)合實際用水量及水池的實際占地情況，雨水收集時需要在科學(xué)、合理的地方建立蓄水池。余量雨水以溢流形勢排放至市政雨水管網(wǎng)。一次降雨可供回用總水量需要科學(xué)測定。考慮到雨水的保質(zhì)周期，設(shè)計人員還需仔細(xì)考慮每天的雨水回用量。根據(jù)用途不同采用不同的處理方式，市政道路雨水收集主要用于綠化、道路澆灑及景觀補水，考慮雨水的水質(zhì)，以及對用水水質(zhì)的要求，雨水在經(jīng)過初期棄流后的水質(zhì)為：CODcr70～100 mg/L；SS20～40 mg/L。所以雨水在經(jīng)過簡單的處理后即可達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。通過測試可以看出在雨水的收集利用過程中，初期降雨水質(zhì)質(zhì)量，若質(zhì)量較差應(yīng)該將初期降雨的雨水予以排除，收集較為潔凈的中、后期降雨的雨水。能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能的設(shè)備稱之為雨水初期棄流裝置，如圖1所示。

屋面雨水的棄流采用棄流井，內(nèi)置雨水棄流裝置。棄流雨水進(jìn)入路面雨水排放管線，中、后的潔凈雨水進(jìn)入屋面雨水收集管線，流向雨水儲水池。用于收集雨水的儲存裝置，采用成品裝配式PP方塊，可以采用不同數(shù)量的組合，而成不同的容積。該材質(zhì)儲水池便于安裝施工，且容易保證儲水池內(nèi)水質(zhì)。此類PP儲水方塊可回收使用。以聚丙烯塑料模塊相組合，形成一個地下水池。在水池周圍根據(jù)工程的需要可以包裹防滲不透水和可以入滲透水的兩種土工布，做成貯水型和滲透型的兩種不同類型。塑料模塊組合的水池安裝方便，承載力大。同時內(nèi)壁粗糙度為0.009，比混凝土內(nèi)壁光滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易附著雜質(zhì)，更有利于保證水質(zhì)穩(wěn)定。水池上方可作為綠地，種植花草和樹木等，起到美化環(huán)境的作用。

2.2 市政道路雨水收集工程的施工

市政道路雨水收集管道用挖掘機開挖溝槽，施工人員需要對市政道路進(jìn)行勘察探測，雨水收集管道的鋪設(shè)需要帶水作業(yè)。先對支管和干管上游的上一個檢查井進(jìn)行封堵，必要時用水泵疏導(dǎo)，然后快速地把雨水管道連續(xù)鋪設(shè)，不預(yù)留井位，在有檢查井的位置用小型切割機根據(jù)檢查井的大小切掉混凝土管道的上半部分，形成一個方形的孔，管道的下半部分作為流水槽。這樣可以快速地把支管的水流導(dǎo)入槽內(nèi)，工作人員可以在無水的條件下砌筑檢查井，有利于保證檢查井的質(zhì)量。雨水收集和排泄管道鋪設(shè)完成和檢查井砌筑完畢后，在回填之前要盡可能從管道上游往下游分段進(jìn)行閉水試驗。上游段試驗合格后，可往下游段充水。閉水試驗合格后才能進(jìn)行管溝的回填。路基挖方采用挖掘機挖方，棄土場采用推土機或裝載機平整。路床挖方完成后，將檢查井用鋼板或木板蓋嚴(yán)，并在其位置進(jìn)行標(biāo)記，以便于井室安砌。路床采用推土機，振動壓路機（不起振）初壓，壓路機復(fù)壓。路床如有翻漿，應(yīng)按規(guī)范要求處理，檢驗合格后進(jìn)行下道工序。石灰土拌和采用廠拌法施工。按體積比用挖掘機和裝載機配合拌和，用汽車運至現(xiàn)場，推土機粗平，拌和機攪拌后及時測定灰含量。石灰含量符合要求后再進(jìn)行整形碾壓，平地機細(xì)平，振動壓路機終壓，灰土養(yǎng)生采用灑水車養(yǎng)生。機動車道路邊石采用花崗巖路邊石，非機動車道及便道設(shè)施帶采用混凝土側(cè)平石；檢查井及收水井采用砂漿砌機磚。并將沿線舊井室恢復(fù)至二灰石上平；蓋上鐵板，待鋪油后接砌至設(shè)計高程。瀝青混凝土由瀝青攪拌廠集中攪拌，攤鋪作業(yè)使用自動調(diào)平攤鋪機，使用前根據(jù)工程需要調(diào)整和選擇攤鋪機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)。人工配合，分層流水作業(yè)進(jìn)行攤鋪，施工現(xiàn)場設(shè)專人測油溫，保證攤鋪和碾壓的適宜溫度。碾壓作業(yè)緊隨之后，首先用8～10 t壓路機初壓2遍；振動壓路機進(jìn)行復(fù)壓，碾壓遍數(shù)根據(jù)試壓確定（一般4～6遍）；終壓緊跟復(fù)壓后進(jìn)行，使用關(guān)閉振動的振動壓路機碾壓不少于2遍。面層瀝青混凝土完成后，按所作標(biāo)記挖出收水井及舊排水井室，收水井井口部位用切割機按設(shè)計尺寸割縫清除再現(xiàn)澆混凝土并安穩(wěn)球墨鑄鐵井篦；用吊車配合人工將井圈、井座按路面高程安裝。在機動車道完工后，進(jìn)行非機動車道便道及設(shè)施帶、綠化帶的施工。按圖紙要求，首先平整路床，壓實后攤鋪灰土，然后平整、碾壓，合格后，鋪砌便道磚。

3 結(jié)語

城市雨水利用是一種新型的多目標(biāo)綜合性技術(shù)，具有節(jié)水、水資源涵養(yǎng)與保護(hù)、控制城市水土流失和水澇、減少水污染和改善城市生態(tài)環(huán)境等綜合效益。因此，采用市政道路雨水收集技術(shù)能夠適應(yīng)現(xiàn)代化城市對水資源保護(hù)與可持續(xù)利用的要求和城市水生態(tài)環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展的要求。

[1]GB50400-2006,建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTJ018-97,公路排水設(shè)計規(guī)范[S].

[3]鄧志光，吳宗義，蔣衛(wèi)列.城市初期雨水的處理技術(shù)路線初探[J].中國給水排水，2009.