海綿城市雨水處理技術與雨水利用分析

楊文灝

【摘要】洪澇災害與水資源短缺問題是我國目前要面對的問題，結合管理理念和雨水的利用，規劃“生態海綿”地區的雨水利用以及處理技術，雨水資源化的途徑將從城市規劃層面提出。研究“生態海綿”的建造技術和指標，經過“生態海綿”將雨水滲透從而滯留利用，達到保護水資源、防洪、以及控制水污染的綜合效益。

【關鍵詞】海綿城市；雨水處理；雨水利用

這幾年，我國許多的大城市都出現內澇的情況，一到雨季必定出現內澇，在城市就能“看海”了；另一方面也同時存在城市水資源短缺的問題。城市傳統開發建設的過程中，自然水文平衡遭到破壞，出現各種水問題，主要表現為雨水資源流失、城市洪澇災害頻發、土壤水源隔斷、河流基流喪失、雨水徑流污染嚴重、城市水體水質惡化等。深圳市在城市建設各方面取得巨大成就的同時，也像國內外其他城市一樣，不可避免的遭受各種水問題。所以說城市合理排去和收集雨水都很重要，構建綠色的“生態海綿”在前期即設計階段就要統籌考慮，設計階段應針對不同地區的環境、水文、氣象、土地利用等結合雨水利用及處理設施進行科學合理的平面與豎向設計，在建筑與小區、城市道理、綠地與廣場、水系等規劃建設中，統籌考慮景觀水體、濱水帶等開放空間，建設低影響開發設施，構建低影響開發雨水利用及處理系統。

1、“生態海綿”的規劃

根據區域發展要求并落實深圳總體規劃，按照總體規劃要求創新規劃思路和方法。

1.1 規劃概述

“生態排水與管網排水”是結合深圳總體規劃的雨水排除新型模式，最新的可持續發展以及低影響開發等理念結合雨水的開發應用，創建“生態海綿”雨水利用地區的規劃理念。在“生態海綿”區域要求更改以往的排除雨水的方式，使用與自然相近的雨水治理辦法，盡量讓雨水不往外排，充分地讓雨水分散積蓄以及初步凈化。所有規劃的區域就像海綿一樣，短暫地將進入的雨水儲藏起來，讓雨水慢慢下滲或者再利用，強調雨水可持續利用，把雨水“排水量零增長”的形式表達出來，這就是規劃生態海綿地區的理念，這種理念符合保護生態環境、低碳發展的要求 。

1.2 目標

一般雨水系統的設計指導思想是及時、迅速地排除降雨形成的地表徑流。但是在流量設計時沒有考慮對雨水徑流的利用。因此 ，一方面是斥資建設龐大的雨水排放系統將雨水徑流排出城市 ， 另一方面卻是城市地下水補給不足和淡水資源缺乏。也就是說， 雨水作為一種天然的水資源經過我們目前的管理方式由水資源變成了水的污染物， 成為城市向外圍擴散污染的非常大的源頭。

宏觀上，設計規劃要考慮城市的占地和空間的開發，擬定雨水空間分布的綜合利用、技術措施和歸類等等。微觀上，利用雨水規劃設計的要點，進行控制，落實好具體要利用的技術，控制好有關配套政策和指標等。開展雨水綜合利用的規劃時，應該做到宏觀和微觀相結合，從而實現調蓄減排、保護水資源、充分利用雨水、控制水污染、以及氣候改善等綜合效益。

1.3 評價

從經濟、資源、環境等角度出發將規劃創建的“生態海綿”地區提出三類指標，具體是：強度類指標表示雨水利用的程度，其中，排入市政管網的雨水量占全年總降雨量的比例就是年雨水排放率，被規劃區滯留的降雨量和該降雨量對應的重現期就是零排放降雨量和零排放重現期。反映雨水利用設施的建設和管理成本是經濟類指標，反映雨水資源化程度及環境污染的控制就是資源環境類指標。擬定各類指標的限制值要根據規劃區的實際情況出發，方案實施后的真實效果也可以用指標體系來預測以及驗證。為了做好規劃效益的評價服務，創造了指標體系，希望可以繼續鞏固雨水利用指標體系，為制定法規和雨水利用相關管理控制技術提供有效的幫助。

1.4技術體系

由雨水凈化系統、雨水滲透系統以及雨水蓄集利用系統創建“生態海綿”地區的技術體系。

1.4.1 雨水滲透系統

雨水滲透設施讓雨水回灌地下，補充、涵養地下水源，是一種間接的雨水利用技術。滲透地面可分為天然滲透地面和人工滲透地面兩大類，天然滲透在城區以綠地為主，它具有透水性好的特征；居住區內建筑物周圍均有綠地分布，便于雨水的引入利用；可減少綠化用水并改善城市水環境；對雨水中夾雜的染物具有較強的截留和凈化作用。

1.4.2 雨水蓄集利用系統

雨水蓄集利用設施就是將雨水根據需求進行收集后，并經過對收集的雨水進行處理后達到符合設計使用標準的系統。目前多數由棄流過濾系統、蓄水系統、凈化系統組成。利用各種人工或自然水體、池塘、濕地或低洼地雨水徑流實施調蓄、凈化和利用，改善城市水環境和生態環境。

2、技術應用及設計

將深圳的環境、地質、水文和氣象等條件進行研究分析，下滲補充地下水是雨水利用的主要途徑，一部分用來補充景觀水系，同時還可以考慮綠化澆灌。

2.1 城市快速路機非隔離帶設計

深圳作為一個快速建設的城市，城市快速路的建設標準高、進度快，維護標準也更高，為了減少后期道路的養護難度，提高雨水過后道路的通行效率，在此以快速路建設雨水處理利用系統作為方案闡述。

機非隔離帶生物滯留帶設計要點：

（1）快車道外側路緣石開口且局部通過平面石加大橫坡收水效果；

（2）路緣石豁口處設置石籠，內填碎石及細沙混合料，過濾凈化雨水；

（3）下沉20cm，并設置溢流口；

（4）如道路縱坡較大，可增加攔水梗：縱坡>2%，溢流口間設置兩道攔水梗；縱坡1%≤i<2%，溢流口間設置一道攔水梗。

通過上述設計方案，可有效提高快速道路雨水徑流量，減少地面積水，提高車輛通過率，同時可有效補充地下水，減少后期養護成本。在建設城市快速路時建議考慮此設計方案。

2.2 高架橋面雨水處理利用設計

高架橋作為目前城市快速建設的另一大規模交通設施，深圳在目前的城市建設中也有不少，為了在普通高架橋加入“海綿城市”概念，在此也針對高架橋雨水收集利用做個簡單闡述。

高架橋面雨水處理利用系統設計要點：

（1）高位下沉式中央綠化帶--抬高路緣石及種植土高度；

（2）橋面雨水→雨落管→初期棄流裝置→雨水罐→高位下沉式綠化帶→雨水管。

通過上述設計方案，可提高高架橋的雨水徑流量，減少道路面積水，同時可將雨水收集回用，在綠化灌溉、補充景觀水等能有效利用。

2.3 道路雨水收集回用設計

道路雨水收集回用設設計要點：

（1）雨水控制井、沉沙井采用Φ1500圓形混凝土雨水 檢查井，沉沙井內安裝初期雨水棄流設施—旋流過濾器；

（2）棄流、塵沙→蓄水模塊→前置塘→水體。

雨水收集系統的設置，可以收集經初期凈化的雨水并存儲起來，可用于景觀水補充或綠化灌溉等，對保護水資源起了重要作用。可考慮在有空間的地方建設利用。

3、結束語

很多年以來，雨水排除和利用規劃都沒有以單項規劃來實行在城市涉水規劃中，而且不把雨水利用規劃和其他專項規劃有機結合在一起。把雨水資源化的方針融入到城市規劃、環境規劃、綜合防災、水系統規劃、以及水系統規劃等規劃中對城市未來健康、可持續的發展都有重大意義。

未來可以借鑒“生態海綿”地區構建的經驗，進一步落實雨水利用規劃的政策和法規創新雨水利用規劃關念，盡量把雨水綜合利用規劃由非傳統規劃變成為法定規劃，讓社會了解雨水利用的重要性，加強有關研究和實踐的投入，從法律、經濟和教育等多方面提供保障，創造適合我國雨水利用的藝術與生活 。

參考文獻：

[1]海綿城市建設技術指南-低影響開發雨水系統構建. 住房城鄉建設部，2016，10：5-6.

[2]楊文喜，王彥洋，李順群，王建彬. 基于海綿城市建設的城市雨水處理技術研究[J]. 城市，2016，12（12）：77-79.