城市雨水人工暗河蓄排系統技術研究★

郭冉冉 趙宏杰

(1.邯鄲市城鄉規劃局邯鄲縣分局，河北 邯鄲 056000;2.邯鄲職業技術學院，河北 邯鄲 056000)

近些年，我國大部分城市都出現了不同程度的缺水現象，地表水的供給不足，導致過度開采地下水，造成地下水由于補給水量嚴重不足，大面積地下漏斗的產生。同時，各城市由于暴雨的襲擊使得城市被水淹、城市洪澇現象也越來越多。雨水作為淡水資源，是城市開辟第二水源的重要資源，讓這些數量可觀的雨水資源白白流失，既使環境水體受到了污染，又加劇了城市排水系統的壓力，同時也浪費了水資源。如果能采用合理的方法把城市雨水合理的收集起來或者是引導入滲到地下，補充地下水資源，這樣就能夠緩和城市水資源的危機，又能夠改善城市水環境，調節氣候，增加土壤濕度，減輕城市排水系統壓力。

1 城市雨水集蓄利用主要模式

雨水集蓄利用是將降雨產生的徑流收集貯存起來，為人類開展的各種社會生產活動所利用。在我國的干旱、半干旱地區，雨水集蓄利用歷史悠久，尤其在農業灌溉方面發展迅速。

1.1 屋頂雨水的集蓄和利用

近年來，城市化后屋頂雨水的利用已為人們所重視。例如在每幢建筑中設置儲水箱，將屋頂雨水引入箱內，以備洗滌、沖廁和衛生之用，可以節省供水系統的優質水。

1.2 路面集雨補給地下水

城市中有許多不透水或基本不透水的路面，徑流系數很大，雨后水體流失，不能就地利用。對這類路面的集雨利用，—般有三種方法:第一，在道路兩旁設邊溝，溝內鋪砌過濾層，使雨水徑流流入溝內，下滲補給地下水;第二，筑路材料，使其有一定的透水性能，雨水亦能透過路面滲入地下;第三，城市立交橋下路面段或兩旁草坪下可以修建雨水儲蓄池或增滲池，加強對城市雨水資源的集蓄利用。

1.3 下凹式草坪和園地的集雨利用

城市中有不少成片的草坪和綠地，常年的灌澆，用水量頗大。節水灌溉固然很重要，但若考慮利用雨水，會更有成效。新修草坪或翻整舊草地時，如果條件允許，可以在草坪下(在地面以下0.5 m～1.0 m，據草種根系所需深度而定)放置簡易的濾水層，再在下面修建水池。—般，其降雨入滲補給系數較大，據觀測，約0.7。這樣，入滲的水能反復利用，省水效果不言而喻。

2 人工暗河雨水蓄排技術原型基礎

暗河就是指地面以下的河流，是一種地下巖溶地貌，是由地表水通過地下的巖石縫隙滲入地下或者地下水在溶洞里面的匯集形成的。巖石被溶蝕然后坍塌，經過水的搬運作用就形成了地下河道。地下暗河的實質就是一種過水的通道，有一定的空間容積，是由于巖石有縫隙或者被溶蝕形成其過流的能力高于周邊從而形成了地下河流。其形成原理就是地層中局部呈帶狀土體孔隙率大幅度大于周圍的土體。

3 人工暗河雨水蓄排技術設計

以城市雨水的綜合有效利用為基點，給人們生活和生產造成大的危害的水為災害水，帶給人的后果是水災;水多水少水臟水渾都能形成水災;洪澇漬災就是水多，旱災就是水少，面源污染就是水臟，水土流失是水渾。排水和蓄水是解決水多水少的基本措施，即水多就要利用排水的方法，讓多出來的水排掉，達到需要的安全標準;水少了則要在降雨時用存蓄的方式貯存雨水，補充水資源的不足。在工程型措施方面，蓄水和排水是相互對立統一的，蓄水是排水的調節和制動，排水是蓄水的前提和基礎。排水不足容易出現安全問題，如防洪、排澇問題得不到解決，這樣不但不能有效利用水資源，反而會加劇災害的發生，甚至會因為未排除的水引發災難。

人工暗河蓄排設計是根據城市河湖岸外綠地、城市小區或者臨河小區中不同的地質狀況建雨水集水井，設置一條地下透水通道，利用尾礦或建筑廢料碎渣填筑。填筑暗河的尾礦和建筑廢料碎渣簡稱暗河構料。人工暗河可以把雨水集水井與河湖相連。當集水井中積蓄的雨水水量超過需要利用的水量時，多余的雨水將通過人工暗河通道經過過濾層，排泄到河湖中或者就地入滲，回補地下水。雨水集水井收集到的雨水提供給小區作雜用水或者周圍綠地澆灌等，提高雨水資源的利用率。暗河上方綠地可以在綠地中修筑暗河垛口，垛口是在綠地中栽種綠化樹木的樹坑，也可以是像綠地噴灌水管一樣的管徑加過濾裝置，并與地下暗河相連通，垛口周圍可以有20%～30%用暗河構料圍筑。當下暴雨時，雨水降到綠地上，經過坡面匯流到垛口里，過多雨水可以通過人工暗河排向河流或者湖泊。當干旱時候，河湖水位較高時，通過毛管力作用，河湖水也可由人工暗河補給綠地生態用水。

人工暗河蓄排系統的集水井可作為傳統的雨水蓄水設施，如蓄水池、水窖、地下蓄水箱等。人工暗河是該系統的核心也是各個集水井、垛口和滲透井的連接通道及排泄通道，不同粒徑的填料使得人工暗河孔隙率及透水率遠遠大于周邊土壤孔隙率和透水率，從而使人工暗河具有一定的貯水能力、排水能力、滲透補給地下水能力和調節雨水能力，人工暗河占地少，又在地下，方便城市市政和交通施工，便于在城市城區、道路、城市公園和生活小區設置，它可以與入滲池、滲水井、垛口等綜合使用，也可以單獨使用。

4 人工暗河雨水蓄排技術特點

人工暗河雨水蓄排系統集城市中雨水收集、利用、滯蓄與排水為一體，具有資源有效利用特性、實用性、節能性以及生態環保等特性，是社會可持續發展中的有效途徑，具體特點有:

1)人工暗河蓄排系統具實現雨洪資源化的特點。

人工暗河蓄排系統的集雨面是城市屋面、道路和植被良好的綠化地帶。植被和土壤對雨水中污染物有滯留和吸收的作用，對初期降水中污染濃度大的雨水效果最為明顯。集水井收集到的雨水可以是一段降雨后經過綠化植被初級凈化過的雨水，也可以是降水初期就收集的雨水;后期水質化學指標較好，所收集雨水資源用途相對更為廣泛;從初期就收集的雨水經過過濾層的過濾作用也可以達到水質的要求，然后加以利用。人工暗河蓄排系統的設計相對增加了雨水資源可利用量，也增加了系統雨水循環速度，充分發揮系統更大的收集雨水資源特性。

2)人工暗河蓄排系統具有節能減排的特色。

人工暗河雨水蓄排系統的雨水收集、滯蓄以及地下排水消減了暴雨期城市地面積水量和洪峰量。該系統同時也具有節能特點，由于夏季的汛期到來會有暴雨的發生，排水泵站就是排解城市內澇的有效工具，能夠減輕排水泵站的壓力和城市排洪壓力，同時能夠節省排洪耗電量。

3)人工暗河蓄排系統便于管理、易于推廣。

人工暗河雨水蓄排系統的暗河部分由砂礫碎料構成，能夠承重，地下暗河的設計不會影響到地面上建筑物和道路的使用。如果在進行城市建設時需要占用人工暗河的空間，可以在基礎回填時使用類似暗河的材料補充好原有的暗河即可。可見，人工暗河雨水蓄排系統的建設性和實用性均較好。

［1］奕永慶.雨水利用的歷史現狀和前景［J］.中國農村水利水電，2004(9):48-50.

［2］劉俊良.城市節制用水規劃原理與技術［M］.北京:化學工業出版社，2003:36-38.

［3］游春麗.城市雨水利用可行性研究［D］.西安:西安建筑科技大學，2006.