張潔

x【摘要】介紹了兩種雨水利用方案的工藝流程、設計方法、工程特點以及工程投資，其中：市政道路雨水滲透減排與環(huán)境景觀方案設計主要功能是利用生態(tài)塘及滲渠對雨水起到調蓄、凈化、滲透的作用；雨水集蓄利用方案設計是一項以集蓄回用為目的的生態(tài)型市政雨水利用系統，采用高效、低耗、生態(tài)凈化技術為核心，即采用人工與自然相結合的凈化方法，利用植被—土壤生態(tài)過濾技術，通過土壤、植物根系和豐富的土壤微生物種群對雨水中殘存的少量污染物進行物理過濾、吸附與吸收、交換、生物降解等過程，使水質符合回用標準。總結了兩種市政道路雨水利用方案既可以補充地下水，節(jié)約水資源，削減徑流量，減少向市政管網排放雨水，減輕市政管網的壓力，還可以作為道路景觀綠化的一部分，結合生態(tài)措施，美化道路沿線環(huán)境，并為市政道路雨水利用工程設計提供借鑒。

【關鍵詞】市政道路；雨水利用；滲透；調蓄；生態(tài)凈化

1、工程概況

北京市大興新城開發(fā)區(qū)某新建市政道路全長672米，道路紅線寬50米，道路橫斷面采用三幅路形式，主路寬14米，兩側依次為2米隔離帶、7米輔路、4米步道以及5米綠化帶。為了響應北京市政府的號召，踐行“海綿城市”建設，節(jié)約水資源，削減徑流量，減少向市政管網排放雨水，減輕市政管網的壓力，擬在該新建道路建設雨水利用工程。根據道路現場條件，本工程分兩段長度各為336米設計兩種雨水利用方案：方案一是市政道路雨水滲透減排與環(huán)境景觀設計，方案二是市政道路雨水集蓄利用設計。

2、市政道路雨水滲透減排與環(huán)境景觀設計

方案一是以減排和回灌為目的的經濟型市政雨水滲透系統試驗段，采用低勢綠地、雨水生態(tài)塘和滲透管為核心工藝，工藝流程如圖2-1所示。

2.1 低勢綠地設計

2.1.1 設計方案

將紅線范圍內5m，紅線外3m綠地下凹50-100mm，步行道及綠化帶的雨水匯入低勢綠地，依靠低勢綠地將雨水下滲，低勢綠地面積Ad=2688m2，可滿足重現期P=1的要求。

2.1.2 工程估算

Cd=（42.764 +68.567 Hd）Ad （2-1）

式中：Cd—低勢綠地工程造價，元；

Hd—低勢綠地的平均下凹深度，m，取Hd=70mm；

Ad—低勢綠地的面積，m2；

Cd=（42.764 +68.567×0.7）×2688=24.4萬元。

2.1.3 工程特點

綠地作為一種天然的調蓄、滲透、凈化設施，具有普遍適用性，因此在雨水利用方面起著重要的作用。它具有透水性好、節(jié)省投資、便于雨水引入等優(yōu)點，并且對雨水中的一些污染物具有較強的截留和凈化作用，造價低、管理方便。但徑流雨水水質不好時易對植物造成損害。

2.2 雨水生態(tài)塘設計

2.2.1 設計方案

匯水面積為11424m2，其中，綠地面積為10752m2，道路面積為672m2，綜合徑流系數為0.19。

根據北京市降雨特點，經濟規(guī)模的生態(tài)塘按降雨量25mm-40mm計算徑流雨水量：

2.2.3 工程特點

生態(tài)塘的調蓄容積較其他構筑物大，自凈和生態(tài)效果較好，但設計和管理時要特別注意水質的問題。另外，塘的設計在美學上要求應與周圍的景色相融合，滿足景觀園林設計原則。

2.3 滲透管溝設計

2.3.1 設計方案

匯水面積A =5712 m2，其中：道路面積為5040 m2，綠地面積為672 m2，綜合徑流系數ψ=0.81，滲溝周圍滲透系數為K=6×10-5m/s，重現期P=0.33年，滲透溝長L=180 m，寬B=1.3 m，有效高H=1.2 m，滲溝內設置內徑D1=400mm，外徑D2=500mm的滲透管，有效滲水面積As=218 m2，礫石填料的儲存系數Sk=0.4。

依據《雨水控制與利用工程設計規(guī)范》（DB11/685-2013）計算滲透管溝存儲空間V即進水量與滲透量之差：

按公式（2-4）和（2-5）計算有效存儲空間V =121 m3大于理論存儲空間 V=114 m3，滿足設計要求。滲透管斷面如圖2-2所示。

2.3.2 工程估算

根據測算，滲管費用模型為：

2.3.3 工程特點

滲透管溝是在傳統雨水排放的基礎上，將雨水管或明渠改為滲透管或滲透溝，周圍回填礫石，雨水通過埋設于地下的多孔管材向四周土壤層滲透，滲透管溝的主要優(yōu)點是占地面積少，便于在城區(qū)及生活小區(qū)設置。具體實施時是否采用滲管或滲溝參照施工地點的原有設計、地面坡度、與環(huán)境協調等因素。

3、市政道路雨水集蓄利用設計

方案二是以集蓄回用為目的的生態(tài)型市政雨水利用系統，采用高效、低耗、生態(tài)凈化技術為核心工藝，工藝流程如圖3-1所示。

3.1 水量平衡分析

3.1.1 可利用雨水量

匯水面積為24864 m2，其中，道路面積為9408 m2，綠地面積為15456 m2，綜合徑流系數為0.34。依據《雨水控制與利用工程設計規(guī)范》（DB11/685-2013）計算年均可利用徑流雨水量W1：

W1=α×β×ψ×A×H×10-3 （3-1）

式中：A—匯水面積，按24864 m2計；

H—多年平均降雨量，按585mm計；

α—初期棄流系數，0.87；

β—回用量折減系數，0.9；

ψ—綜合徑流系數，計算為0.34；

計算得年均可利用徑流雨水量W1約為3873m3。

3.1.2 綠化和噴灑道路用水量

每年綠化和道路噴灑按210天計算，綠化每天用水量按2mm計算，每年用水量6491 m3 ，道路每天用水量按5mm計算，每年用水量988m3，故全年總用水量為7479 m3。

3.2 雨水貯存池容積設計

以上水量分析可以看出，綠化和噴灑道路的用水量大于徑流雨水量，所以應盡量多地收集徑流雨水。

根據北京市降雨特點，經濟規(guī)模的雨水貯存池可按降雨量25mm-40mm計算。

3.3 雨水凈化利用系統設計

3.3.1 雨水的收集

雨水的收集包括全部綠地和路面雨水，綠地、步行道及車行道的雨水經雨水口匯入雨水管，經截流進入貯存池，初期雨水棄流入污水管道，溢流雨水接下游市政雨水管。

3.3.2 雨水徑流的截流與截污

在雨水徑流集中匯流處設截流溝和截污裝置，將雨水引入綠地中的貯存池，同時也將初期污染的雨水排走，保證進入貯存池的雨水有較好水質。

設置的活動式截污格網應及時清洗或破損后更換，并及時排空和清理初期棄流井，保證截污效果和水流的通暢。還應盡可能保持路面的清潔，從源頭上避免垃圾，雜物造成堵塞和影響水質。

3.3.3 貯存池

由于北京地區(qū)降雨的不均勻性，為了有效地收集利用雨水，首先必須對截流的雨水進行貯存，再做進一步的處理利用。按24864 m2匯水面積計算，貯存池容積約250-300 m3，一次可調蓄利用約30-40 mm左右的降雨量，大于該降雨量的暴雨，一部分將通過溢流口排走。

3.3.4 雨水的凈化

收集的雨水水質經過初期雨水的排除、截污裝置控制，雖然具有較好的水質，但還需要采取進一步的處理凈化才能達到回用水標準。考慮到降雨的季節(jié)性和非連續(xù)性、常規(guī)水處理設備的銹蝕、費用和管理問題，本方案采用人工與自然相結合的凈化方法，即主要采用植被—土壤生態(tài)過濾技術，和區(qū)域內的綠化相結合，利用土壤、植物根系和豐富的土壤微生物種群對雨水中殘存的少量污染物進行物理過濾、吸附與吸收、交換、生物降解等過程，使水質符合回用標準。細菌學指標還可由備用的消毒措施來控制。利用貯存池附近的綠地修建土壤過濾裝置，面積約80 m2，土壤濾池示意圖如圖3-1所示。

這種凈化技術具有投資少、設備簡單、自然美觀、運行管理方便等優(yōu)點。

3.3.5 雨水的溢流控制

在雨水截流渠或貯存池上設計溢流口，由高程自動溢流，不需人工控制。貯存池水滿后，雨水就自動由該溢流口排入市政雨水管系。

3.4 投資估算

根據初步設計方案對工程項目投資進行估算，工程費用共需61.7萬元。各項費用詳見表3-1。

4、結論

市政道路雨水利用工程既可以涵養(yǎng)地下水，節(jié)約水資源，削減徑流量，減少向市政管網排放雨水，減輕市政管網的壓力，還可以作為道路景觀綠化的一部分，結合生態(tài)措施，美化道路沿線環(huán)境。如果雨水利用工程能在整個城市推廣，將有利于改善城市的生態(tài)環(huán)境，緩解水資源短缺、地下水位下降、城區(qū)水澇等許多矛盾。雨水利用工程的綜合效益較高，是推進“海綿城市”建設的一種舉措，值得大力提倡和推廣。

參考文獻：

[1] 雨水控制與利用工程設計規(guī)范（DB11/685-2013），北京市規(guī)劃委員會和北京市質量監(jiān)督局，2013：11-15.

[2] 車伍，李俊奇.城市雨水利用技術與管理[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006，151-178.

[3] 余蘋.北京城區(qū)雨水資源化與徑流污染控制經濟學分析及對策研究：[碩士學位論文][M].北京：北京建筑工程學院，2004：11-67.

[4] 李俊奇，汪慧貞，車武.城市小區(qū)雨水滲透方案設計.水資源保護，2004，3，13-14.

[5] 張艷杰，葉劍.城市道路與雨水利用.水利科技與經濟，2005，12，11（12）：771- 774.