基于低影響開發模式的湘潭某小區雨水利用改造★

王 麗 隆萬容 王政華

(1.湖南科技大學土木工程學院，湖南 湘潭 411201; 2.湖南科技大學建筑與城鄉規劃學院，湖南 湘潭 411201)

·水·暖·電·

基于低影響開發模式的湘潭某小區雨水利用改造★

王 麗1隆萬容2王政華1

(1.湖南科技大學土木工程學院，湖南 湘潭 411201; 2.湖南科技大學建筑與城鄉規劃學院，湖南 湘潭 411201)

以湘潭市某小區雨水系統改造為研究對象，根據該地區的實際情況，基于LID理念，從坡屋面技術改造、雨水收集系統、灌溉系統等方面對小區雨水利用改造思路及技術作了闡述，以實現小區雨水削峰、減流、凈化利用，提高小區防澇能力的目標。

LID理念，雨水，利用，改造，系統

0 引言

北京的“7·21”[1]、深圳的“8·30”[2]、上海的“9·13”[3]等暴雨事件，從南到北、由東至西凸顯出日益嚴重的全國性城市內澇問題，2013年3月開始國家出臺一系列政策——國辦發[2013]23號通知[4]、國發[2013]36號意見[5]、國務院令第641號條例[6]，標志著全國城市內澇防治工作已經全面鋪開。全國多個城市相繼啟動了城市排水(雨水)防澇相關工作，城市排水(雨水)防澇系統涉及多個子系統及其銜接，其中小區雨水作為防澇系統的源頭子系統承擔著不容小覷的作用。

湘潭市也在積極開展城市排水(雨水)防澇系統工作，湘潭市屬湖南省管轄地級市，位于湖南省的中部偏東，湘江下游，地理位置為東經111°58′～113°05′，北緯27°20′55″～28°05′40″，地貌有山地、丘陵、崗地、平原和水面多種類型。其中水面面積約占8.53%。全市常住人口為278.1萬人，排在全省第二位。主要氣候特點是：降水量較充沛，但季節分布不均，年際變化大，全年降水量為1 200 mm～1 500 mm。汛期(4月～9月)降水量702.5 mm，雨水相對集中期(任意10 d內降水總量>150 mm)出現在6月。全年蒸發量最大月出現在7月，蒸發量達191.0 mm，年降雨量遠大于蒸發量[7]，這些特點就決定了湘潭市內澇防治應以收集長歷時降雨為主。

1 LID概念

低影響開發(Low Impact Development, LID)是近年來城市雨水控制利用領域重要的發展趨勢之一。主要源于其核心理念，即最大限度的模擬自然水文條件，強調在源頭產流匯流面用分散的小型措施來減少雨水徑流產生量，實現“開發后徑流量產生不大于開發前”的目標。與傳統的雨水系統相比，LID更強調在源頭上進行產流控制，維持開發場地區域的水文特征不變[8]。

2 湘潭市某小區情況

某小區位于湖南省湘潭市湘大北路與二環線的交匯處湘潭大學東畔，地勢北高南底，總占地面積72 000 m2，其中建筑占地面積28 800 m2，道路面積10 800 m2，綠地面積21 600 m2，娛樂休閑場所(水景廣場等)面積10 800 m2，景觀水體面積為1 200 m2(其中人工湖面積為700 m2)，水深有0.8 m。該小區已于2010年交付使用，該小區的雨水和污水排放采用雨污分流制，小區雨水采用傳統的城市雨水排放系統，設計理念是迅速地將一定重現期的徑流雨水集中雨水管道匯集后排走。以排為主，目標單一，停留在初級階段，單純的依靠雨水排水管道來解決城市雨水問題，沒有充分考慮雨洪防澇控制利用和污染控制等方面的關系，遠不能適應現代新型雨水系統發展的要求。

該小區建筑屋面面積占小區總占地面積的40%，道路面積占小區總占地面積的15%，綠地面積占小區總占地面積的30%，景觀水體面積占小區總占地面積的1.7%，開發強度大，可以用于LID技術改造面積占比達60.7%，小區具備充足的雨水利用改造條件。

3 湘潭市某小區雨水利用改造總體思路

小區雨水改造總體思路是，應用LID理念，將小區原坡屋面改造為種植屋面，設置雨水罐，利用原小區景觀水體共同存儲調節雨水，在雨水源頭上通過滲透、過濾、貯存、滯留等方法減少雨水徑流的產生，控制徑流污染強度，延長其排放時間，暫時儲存，得以實現削峰、減流、凈化利用雨水，達到節水或改善生態環境的效果[9]。

4 湘潭市某小區雨水利用技術改造

改造后系統主要由源頭控制和雨水收集利用兩大部分組成，源頭控制為種植坡屋面。雨水收集利用由雨水收集系統、灌溉系統、景觀水體系統組成。

4.1 坡屋面技術改造

1)小區建筑屋面的LID技術改造。

小區共有10棟住宅，建筑屋面面積共計28 800 m2，占小區總占地面積40%，開發強度高，原建筑屋面為坡屋面，屋面防水等級為一級，采用剛性防水和SBS改性瀝青防水卷材相結合的方式，所有屋面天溝側壁加溢水管,出挑50 mm，因此，根據屋面荷載、湘潭氣候特點、屋面防水等級及防水做法，基于LID理念，本著增加小區綠化面積、美化小區、建筑加強保溫隔熱、降低建筑室內溫度、節能等優勢，對小區坡屋面進行種植屋面改造。小區種植坡屋面構造圖如圖1所示。

為了驗證種植屋面荷載的安全性，通過計算不同植物的荷重，得出屋頂花園平均荷載為200 kg/m2，作為改造實施種植屋面的技術依據。根據使用要求、功能定位、屋面荷載、立地條件，將小區16號～26號屋面設計成低成本、低維護型簡單式屋頂綠化[10-12]。

2)具體構造層做法。

a.防水層：該屋面防水層分為上下兩層，下層為兩道SBS改性瀝青防水卷材防水層，上層為50 mm厚聚氨酯保溫防水層，表面有30 mm厚細石鋼筋混凝土保護層。b.耐根穿刺防水層：鋪設在屋頂防水層上，該屋面采用威達銅復合根阻防水卷材10 mm。c.排(蓄)水層：排水層鋪設在隔根層上，因湘潭的降雨量大于蒸發量，同時為避免荷重過大，采用橡膠排水板厚度20 mm，其優點是排水能力強。d.過濾層：過濾層鋪設在排水層上，該屋面采用單層聚酯纖維無紡布。e.防滑構件：設置防滑擋板對其進行有效固定。f.種植土：該屋面采用無機復合種植土，屋面種植土的厚度為100 mm。g.植被層：根據JGJ 155種植屋面工程技術規程的規定，以及該屋面的構造層設計，該種植植被采用草坪、地被厚度100 mm。

4.2 雨水收集利用技術改造

1)雨水收集系統。湘潭市全年降水量為1 200 mm～1 500 mm，且年降雨量大于蒸發量。GB 50555-2010民用建筑節水設計標準(以下簡稱節水標準)5.2.2指出“收集回用系統宜用于年降雨量大于400 mm的地區，常年降雨量超過800 mm的城市應優先采用屋面雨水收集回用方式”[13]。因此，根據當地氣候特點建立屋面雨水收集利用系統。雨水收集利用系統通常包括三部分：收集系統、輸送系統和儲存系統。種植屋面天溝側壁加溢水管,出挑310 mm，當降雨初期流量較小時，屋頂雨水被種植草坪截留，不產生徑流，隨著降雨強度逐漸增加，屋面雨水產生徑流，屋面開始蓄水，當蓄水深度超過溢流水位，屋面雨水溢流進入雨水管排離屋面。由于為改造項目，原屋面設計沒有考慮此部分荷載，故屋面雨水存儲采用在每棟建筑地面設雨水罐收集雨水，雨水罐設置距離建筑間距3 m，根據每棟建筑屋面面積，經計算確定每棟雨水罐的容積。根據GB 50400-2006建筑與小區雨水利用工程技術規范的5.1.10，種植屋面的植被根系對初期污染物有吸附降解作用[14]，種植坡屋面不再考慮初期棄流設施。

2)灌溉系統。種植屋面種植土中的水分主要由自然降水和人工灌水補充，根據當地氣候特點、土壤保水、植物需水、根系等情況，建立屋頂的灌溉系統，適時、適量給植物澆水，以促進種植屋面植物的灌溉方式主要采用微灌，主要利用建筑雨水罐蓄存的雨水進行種植屋面灌溉。

3)景觀水體系統。《節水標準》4.1.5指出“景觀用水水源不得采用市政自來水和地下井水”， 5.1.5指出“非傳統水源可用于景觀用水”[13]。 該小區景觀水體面積占小區總占地面積1.7%，初次用水及后期補充水量需求較大，因此，屋面雨水回收利用是解決景觀用水的重要手段，既節約了水資源。同時景觀水體又作為屋面雨水的存儲調節池，與雨水罐共同起到調蓄小區雨水作用，提高小區防澇調節能力，由于已建項目，已建景觀水池的容積和深度已很難改變，因此，不對容積和深度進行控制，改造的主要內容是增加與雨水罐的連接管線、溢流裝置，使超過雨水罐的溢流雨水能進入景觀水體，超過景觀水體存儲容積的雨水能溢流排放到小區雨水管道。

5 結論及展望

通過應用LID理念對小區雨水系統進行改造，建立種植坡屋面—雨水罐—水景水體的低影響雨水利用模式，種植坡屋面使得小區在雨水源頭通過滲透、過濾、貯存、滯留等方法減少雨水徑流流量，延長其排放時間，對初期雨水污染物進行吸附降解，控制徑流污染強度，每棟建筑旁設的雨水罐，既接納種植屋面的后期徑流雨水，也可以通過水泵向種植屋面供水灌溉種植屋面，同時，還與小區景觀水體相連通，構成階梯雨水存儲調蓄模式，以實現小區雨水的削峰、減流、凈化利用，同時還可以達到節水或改善生態環境的效果。減少下游城市雨水產生洪澇災害的幾率，衍生城市雨水控制利用系統實現了徑流體積削減、污染物控制、峰流量削減、延長匯流時間、雨水集蓄利用和雨水轉輸排放等多種目標。

[1] 中國新聞網.http://baike.sogou.com/v62895123.htm.

[2] 中國新聞網.http://www.cma.gov.cn/2011xwzx/2011xgzdt/201309/t20130916_226330.html.

[3] 中國氣象社網站.http://www.360doc.com/content/13/0401/12/4310958_275265948.shtml.

[4] 中央政府門戶網站.http://article.liepin.com/2014071/369669.shtml.

[5] 中央政府門戶網站.http://www.gov.cn/gongbao/content/2013/content_2514891.htm.

[6] 中央政府門戶網站.http://baike.baidu.com/subview/21265/11318689.htm?fr=aladdin#1_2.

[7] 百度.http://baike.baidu.com/subview/21265/11318689.htm?fr=aladdin.[8] 王建龍，車 伍，易紅星.基于低影響開發的城市雨洪控制與利用方法[J].中國給水排水，2009，25(14)：6-9.

[9] 丁 年，胡愛兵，任心欣.深圳市低沖擊開發模式應用現狀及展望[J].給水排水，2012，38(11)：137-140.

[10] JGJ 155-2000,種植屋面工程技術規程[S].

[11] GB 50693-2011,坡屋面工程技術規范[S].

[12] JC/T 1075,種植屋面用耐根穿刺防水卷材[S].

[13] GB 50555-2010,民用建筑節水設計標準[S].

[14] GB 50400-2006,建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].

On reconstruction of rainwater utility at some complex of Xiangtan based on low impact development★

WANG Li1LONG Wan-rong2WANG Zheng-hua1

(1.CivilEngineeringCollege,UniversityofScienceandTechnologyofHunan,Xiangtan411201,China;2.ArchitectureandUrbanandRuralPlanningCollege,UniversityofScienceandTechnologyofHunan,Xiangtan411201,China)

Taking the reconstruction of rainwater system at some complex in Xiangtan as the object, the paper illustrates the reconstruction ideas and techniques of the rainwater utilities from the roof technical reconstruction, rainwater collection system, and irrigation system based on LID idea according to the facts in the area, so as to realize the peak clipping, abstracting and purification of the rainwater at the complex and enhance the prevention water-logging at the complex.

LID idea, rainwater, utility, reconstruction, system

1009-6825(2014)28-0125-02

2014-07-25★：湖南省教育廳科學研究項目(項目編號：09C382)

王 麗(1967- )，女，碩士，副教授； 隆萬容(1964- )，男，講師，注冊規劃師； 王政華(1977- )，男，講師

TU823.6

A