随着我国城市化速度的不断加快, 水资源匮乏及城市内涝的矛盾日益突出, 城市规划与建设过程中如何合理利用雨水资源逐渐成为缓解水资源短缺及排涝的一种重要途径。国内外许多学者在城市屋面雨水污染及利用、城市小区雨水渗透、雨水利用与城市排洪等方面进行了较为深入的研究。城市居住小区内可收集雨水的下垫面根据其特征分为:建筑屋面、小区道路 (透水及不透水) 、绿地等。
1 雨水资源化综合利用技术
1.1 雨水水质
雨水在降落和地表径流的过程中受到落水下垫面、空气质量、气温、降雨强度、降雨历时、建筑的地理位置等诸多因素的影响, 水质情况比较复杂。如有条件, 雨水水质的确定应以实测资料为准。在无实测资料时, 雨水水质可以参考国内本地区的雨水水质。雨水经过收集处理后需进行资源化利用, 且应符合相应的水质标准。
1.2 雨水综合利用技术
由于雨水时空分布不均衡性, 落水下垫面和汇水地形的差异, 雨水利用工艺需要因地制宜。居住小区的雨水综合利用技术将雨水收集、雨水集中处理、雨水分散处理等技术进行优化配置。工艺确定时可以针对不同的气象条件、不同建筑和地形特征、不同的雨水利用目的等诸多因素进行各种工艺段的选择与组合。
2 雨水资源化综合利用技术流程说明
2.1 雨水分散收集与处理系统
2.1.1 路面雨水
居住区路面雨水的收集与分散处理可根据两种方案选择。一般来说居住区路面雨水污染物种类及浓度均较屋面雨水高要收集这部分雨水进行处理达标, 难度较大。因此, 对于降雨相对丰富地区的居住小区, 路面雨水一般不回收利用。对于严重缺水地区, 若需收集处理路面雨水, 可通过设置合理的绿地高程, 将路面雨水引入绿地进行土壤渗滤处理, 具有较好的处理效果且处理成本较低。
2.1.2 屋面雨水
屋面雨水的收集与分散处理常可采用以下两种方案生态处理方案, 实际应用过程中还需要根据小区所在地气象、建筑占地、植被等因素经过技术经济比较后确定。
方案一:主要采用绿色屋面进行分散处理与雨水蓄积。绿色屋面是指在屋顶铺设一定厚度的土壤层及输水骨架层并进行树木花卉的种植。绿色屋面主要是利用土壤及植物根系的吸附和过滤作用, 有效降低屋面径流系数从而削减雨水流失量;减轻大气污染及削减雨水污染负荷;改善建筑屋顶的性能及温度;提高小区绿化率及改善小区环境[1]。降雨后的初期雨水被绿色屋面截流蓄积, 后续水质较好的雨水再经过土壤和植物的截流过滤后水质大为改善, 可直接收集或再经过处理后利用。
方案二:主要采用植草沟为主的分散处理工艺。植草沟可设置在植被草坪的绿地旁, 植草沟内填有较大粒径的砾石和卵石, 并种植长草且形成草皮, 利用这种近似自然植被的生态处理工艺增强对雨水 (尤其是初期雨水) 悬浮物的截滤, 起到减水截砂的过滤处理和水土保持作用。植草沟内相隔一定距离设有雨水篦子, 雨水篦子与渗透雨水管相连, 经过植草沟雨水再通过雨水篦子集中汇入雨水输送管。在降雨量较小时, 排水只在砾石卵石层进行;遇暴雨时, 泄洪雨水漫过砾石层成为排雨沟。
2.1.3 绿地及透水性铺地等其他雨水
绿地及透水性铺地的初期雨水基本被下渗或截流。后期雨水再经过植草沟处理后, 水质较好, 可直接收集, 再经过集中处理后利用。
2.2 雨水集中收集与处理系统
雨水经过分散处理收集后, 污染物浓度大大降低, 水质较好。对于大多数雨水回用场合只需经过简易的集中处理后即可利用。一般流程如下:雨水经过分散处理后进行集中收集, 经过沉砂检查井去除较大颗粒物后, 排入雨水收集池中储存待用。
若居住小区内有景观水体 (如人工湖) , 经过分散处理后收集的雨水即可重力流排入景观水体内, 作为景观水体的环境景观补水, 景观水体还同时充当再生水利用的调蓄体。景观水体的水质保障可通过人工湿地进行处理[2], 需回用部分雨水经过消毒后用于绿化、冲厕、道路浇洒等杂用。遇到暴雨时, 景观水体和调节池中的多余雨水溢流至市政雨水管外排。
2.3 雨水渗透系统
雨水除了直接利用于小区景观用水和城市、杂用水外, 雨水渗透系统也是非常重要的一种雨水间接利用方式。通过人工强化雨水渗透工程的实施, 具有减少地表径流, 降低居住区内排水设施的负荷, 减少雨洪威胁;可在一定程度上补充地下水, 稳定地下水位, 防止地面下沉[3]。
居住小区雨水综合利用技术中, 下凹式绿地、雨水植草沟、绿地及透水性铺地均具有雨水下渗功能。雨水输送管采用渗透管, 沉砂检查井采用渗透性检查井后可增加雨水下渗量。
3 结语
居住小区采用下凹式绿地、植被屋面、雨水植草沟等生态型雨水收集处理工艺, 采用简易的集中处理消毒后, 雨水可直接利用于景观用水和城市杂用水, 有效地提高居住区的水资源利用率。居住区内雨水的合理下渗可有效增加雨水下渗量, 对补给地下水、降低城市雨洪威胁及改善小区环境等具有重要的社会、环境和生态效益。
摘要：近年来, 雨水作为可利用的优质淡水资源受到越来越多的关注。居住小区采用生态型雨水资源综合利用工艺具有投资省、处理效果好、管理方便等优点, 是较为适合的水资源综合利用方式。
关键词：居住小区,雨水利用,生态处理,城市内涝
参考文献
[1] 车伍, 李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].中国建筑工业出版社, 2006.
[2] 车伍, 李俊奇, 章北平, 等.生态住宅小区雨水利用与水景观系统案例分析[J].城市环境与环境生态, 2003.
[3] 李俊奇, 汪慧贞, 车伍.城市小区雨水渗透方案设计[J].水资源保护, 2004.