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摘要：为了实现雨水资源化、节约用水，修复水环境与生态环境，减轻城市洪涝，结合国内雨水利用工程，提出几种实现雨水综合利用的途径。
关键词：入渗雨水利用
中图分类号：C35文献标识码： A
一、我国城市水资源现状
我国是个水资源相对贫乏、时空分布极不均匀的国家。部分城市既是严重缺水城市，同时也是降雨充沛、台风暴雨频繁的城市。随着城市化的进程不断加强，城市缺水的矛盾也进一步加深，环境与生态问题也同步扩展。特别是北方城市，在旱季的时候不得不依靠加大地下水开采来缓解水资源供应不足的矛盾，从而导致地下水大量超采，引发地面沉降、地下水降落漏斗不断扩大等环境地质问题。当雨季的时候，由于城市不透水面积扩大、雨洪消纳能力不足、管理制度跟不上等因素，城市一遇強降雨就会导致城市内涝问题。
每年看着大量的宝贵淡水资源白白的流失，我们不能用花巨资修建的管道把它一排了之！我们要发展雨水收集和利用工程，把原来被排走的雨水留下来利用，化害为利，变废为宝。
二、雨水利用的作用
城市雨水利用，是通过雨水入渗调控和地表（包括屋面）径流调控，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。城市雨水利用有几个方面的功能：
1、节水功能。用雨水冲洗厕所、浇洒路面、浇灌草坪、水景补水，甚至用于循环冷却水和消防水，可节省城市自来水。
2、水及生态环境修复功能。强化雨水的入渗增加土壤的含水量，甚至利用雨水回灌提升地下水的水位，改善水环境乃至生态环境。
3、雨洪调节功能。土壤的雨水入渗量增加雨水径流的存储，都会减少进入雨水排除系统的流量，从而提高城市排洪的可能行，减少城市洪涝。
三、雨水综合利用方法
根据城市实际情况，结合原有地形，把低势地面成湖，雨水的排放与消纳也以景观湖为最终蓄水体，通过截污、截留，循环、生态修复后“自然净化”“自然排放”的技术手段进行综合设计，其具体做法有：
屋面的雨水首先通过雨水管经弃流后进入调蓄池或直接排到楼寓周围绿地，经过天然土壤渗入地下，若雨水大于土壤的入渗能力，则进入的低势绿地、植被浅沟或排放；道路及停车场的雨水直接进入低势绿地或植被浅沟。超出积水高度的雨水，通过溢流系统排入下沉式景观水体或溢流进市政雨水管道。
根据雨水综合利用详细介绍屋面雨水系统、人造透水地面排水系统、渗透管（渠）排水系统、低势或下凹绿地（植被浅沟）排水系统、雨水调蓄排水系统的系统统特点。
1、屋面雨水系统
现阶段国内大多数建筑屋顶采用平顶和坡顶，从屋面采用材质来看，多采用水泥砖保护层屋面、鹅卵石保护层屋面、瓦屋面、石油沥青油毡屋面等，而采用绿化屋面较少。根据使用材质将上述屋面划分为两类：硬质屋面和绿化屋面。
1、1硬质屋面
研究发现，城市屋面雨水并非一般认为的那样具有较好的水质。相反，其污染比较严重，而且还受屋面、空气质量、温度、降雨强度与雨量、降雨历时、建筑的地理位置等诸多因素的影响。初期径流的COD可以高达上千，且色度大，有异味。
根据屋面径流COD浓度与降雨量关系图清楚地表明，尽管降雨条件和COD曲线相差很大，但每一场雨的径流COD浓度达到相对稳定值所对应的降雨量相差在1～3mm的范围。综合考虑采用2mm降雨量作为初期弃流量是合理的。
屋面径流COD 浓度与降雨量关系图
同时也对SS的数据做了分析，降雨量为2mm后的SS浓度一般也能达到相对稳定的浓度。为减少初期雨水的污染，屋面应采用低污染的新型防水材料。
经弃流后的雨水出水水质较稳定，经简单处理后，可以作为杂用水。屋面雨水收集利用不仅表现在经济效益上，它还可以减少进入分流制雨水管道的径流雨水量，从而有效地消减暴雨期间下游系统的排涝负荷。
1、2绿化屋面
绿化屋面可以减小雨水径流、提高城市的绿化覆盖率、改善生态环境、美化城市景观。它的价值不仅在于能为城市增添绿色，而且能减少建筑材料屋顶的辐射热，减弱城市的热岛效应。
主要优点：屋面绿化之后能提高蓄水能力、减少雨水下泄。普通的屋面约有70-90%的雨水流入下水道。在雨季，这给下水道形成了很大的压力。屋面绿化后，30-50%的雨水滞留在屋顶上，贮藏于植物的根部和栽培介质中，待日后逐步蒸发。屋面绿化后径流系数可达到0.3-0.4，出水水质良好。
由于屋面绿化相对硬质屋面技术含量高，难度大，受建筑物设计荷载的局限等因素，国内应用较少。但随着国内建筑的突飞猛进，人居环境和生活质量的提高日益受到重视。例如上海、北京、深圳、杭州等国内的一些大中城市，屋面绿化自发的以各种形式开展。
屋面绿化雨水利用图
2、人造透水地面排水系统
人造透水性地面是指各种人工材料铺设的透水地面，如多孔的嵌草砖（俗称草皮砖）、碎石地面，透水性混凝土路面等。建筑物周边铺砌的广场和人行步道可采用透水砖地面，停车场采用草皮砖等。
主要优点是，能利用表层土壤对雨水的净化能力，对预处理要求相对较低，技术简单，便于管理.在条件允许的情况下，应尽可能多采用透水性地面替代传统的硬化地面来增加雨水的入渗量。
人行步道结构停车场草皮砖
人造透水地面的径流系数可达0.05～0.35，主要取决于透水材料的渗透性能、孔隙率、基础碎石层的蓄水性能、地面坡度等因素。
3、渗透管（渠）排水系统
在低势或下凹绿地及（植被浅沟）排水系统内埋设渗透式管渠，渠上部覆盖混合植土、砂及砾石，以利透水。中小雨量时雨水积存在浅沟内直接入渗，大中雨量时通过渗渠进入渗透过滤型集水井，再经过排放管排入小区雨水管网。
功能与特点：渗透管（渠）是在传统雨水排放的基础上，将雨水管或明渠改为渗透管（穿孔管）或渗透渠，周围回填砾石，雨水通过埋设于地下的多孔管材向四周土壤层渗透。渗透管（渠）的主要优点是占地面积少，便于在城区及生活小区设置，它可以与雨水管系统、渗透池、渗透井等综合使用，也可以单独使用。
渗透井结构图
4、低势或下凹绿地（植被浅沟）排水系统
在城市绿化时建立下凹式绿地，使地面高于绿地，下凹式绿地的下凹深度一般5～10cm为宜。即在建造绿地时，调查好绿地周边高程、绿地高程和集蓄水池高程的关系，使周边高程高于绿地高程，雨水口设在绿地上，雨水口高程略高于绿地高程而低于周边高程。
下沉式绿地可以建设在城市规划区内公共绿地、单位附属绿地、居住区绿地、防护绿地、生产绿地、风景林地、道路绿地等。采用下凹式绿地可减少绿化用水并改善城市环境，对雨水中的一些污染物具有较强的截留和净化作用，并可增加雨水渗透量和拦蓄量。
低势绿地的设计主要受土壤渗透能力的制约，同时雨水中如含有较多的杂质和悬浮物，会影响绿地的质量和渗透性能。因此，要设计好绿地的溢流，使超过一定重现期或积水深度的雨水及时地排出，避免绿地过度积水和对植被的破坏。
下凹绿地布置图 植被浅沟示例图
5、雨水调蓄排水系统
雨水的调蓄是指利用建筑用地内的景观水体、池塘、洼地或人工修建的调蓄池，来储存、调节高峰雨水流量，达到消减洪峰、降低下游雨水管道的设计流量，减小干管管径，节省工程造价的目的，通常雨水在调蓄池暂时储存，待高峰过后，在缓慢排出。
设置调蓄池的优点是：雨水调蓄可以提高雨水干管的利用率，减少雨水干管的闲置时间；蓄后的雨水还可以回用于城市杂用，如道路浇洒、绿化用水；利用绿地或者空地，不占耕地，提高土地利用率。
设置调蓄池的缺点是：设计上内容繁琐，较为复杂；运行维护管理复杂，安全性较差；施工内容多，施工难度较大。
景观水池水流示意图
四、雨水综合利用的具体工程措施
1、将新建、改建、扩建的城市道路，新建居民小区、广场和停车场等采用透水砖铺设为透水地面，以方便入渗回补地下水，减小地面泄洪径流，减轻城市排水管网压力。
2、在新建的学校、企业、居民小区、大型公共场所等，以及道路两侧的地下，建设雨水调蓄水池，并将调蓄池的雨水用于冲厕、洗车、消防、浇花、洒路、取暖、城市河道生态用水等；在城区积水低洼地段，设置雨水渗透设施，渗坑、渗井、渗沟、雨水库等，使雨水就地入渗，回灌补充地下水，努力实现雨水零排放。
3、为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗入量，建议道路高程高于周围绿地，同时保留路牙并设置缺口，以便道路径流进绿地，屋面径流也应尽量引入花坛、绿地，经自然净化、渗透后在进入渗水设施。同时，把城市绿地设计或改造成下凹式，增加雨水渗透量。
4、在体育馆、仓储中心、展览馆、大屋面厂房、购物中心、机场以及其他大型屋面，使用雨水虹吸系统，并采用不污染水质的屋面材料。在不透水地面，设置雨水集流面，再配置水管和调蓄池，调蓄池设计在花园或绿地下，配置水质处理系统和利用系统。
5、把雨水引人人工湖、渠中，经沉淀、净化后用于改善城市水环境和生态环境。
五、结论：
城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾的有效途径。也是改善城市生态环境的重要组成部分。若能将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相组合，因地制宜，择优原则，兼顾经济效益、环境效益和社会效益，标本兼治，则雨水利用会产生广泛的效益，并积极的促进城市可持续发展。
关键词：入渗雨水利用
中图分类号：C35文献标识码： A
一、我国城市水资源现状
我国是个水资源相对贫乏、时空分布极不均匀的国家。部分城市既是严重缺水城市，同时也是降雨充沛、台风暴雨频繁的城市。随着城市化的进程不断加强，城市缺水的矛盾也进一步加深，环境与生态问题也同步扩展。特别是北方城市，在旱季的时候不得不依靠加大地下水开采来缓解水资源供应不足的矛盾，从而导致地下水大量超采，引发地面沉降、地下水降落漏斗不断扩大等环境地质问题。当雨季的时候，由于城市不透水面积扩大、雨洪消纳能力不足、管理制度跟不上等因素，城市一遇強降雨就会导致城市内涝问题。
每年看着大量的宝贵淡水资源白白的流失，我们不能用花巨资修建的管道把它一排了之！我们要发展雨水收集和利用工程，把原来被排走的雨水留下来利用，化害为利，变废为宝。
二、雨水利用的作用
城市雨水利用，是通过雨水入渗调控和地表（包括屋面）径流调控，实现雨水的资源化，使水文循环向着有利于城市生活的方向发展。城市雨水利用有几个方面的功能：
1、节水功能。用雨水冲洗厕所、浇洒路面、浇灌草坪、水景补水，甚至用于循环冷却水和消防水，可节省城市自来水。
2、水及生态环境修复功能。强化雨水的入渗增加土壤的含水量，甚至利用雨水回灌提升地下水的水位，改善水环境乃至生态环境。
3、雨洪调节功能。土壤的雨水入渗量增加雨水径流的存储，都会减少进入雨水排除系统的流量，从而提高城市排洪的可能行，减少城市洪涝。
三、雨水综合利用方法
根据城市实际情况，结合原有地形，把低势地面成湖，雨水的排放与消纳也以景观湖为最终蓄水体，通过截污、截留，循环、生态修复后“自然净化”“自然排放”的技术手段进行综合设计，其具体做法有：
屋面的雨水首先通过雨水管经弃流后进入调蓄池或直接排到楼寓周围绿地，经过天然土壤渗入地下，若雨水大于土壤的入渗能力，则进入的低势绿地、植被浅沟或排放；道路及停车场的雨水直接进入低势绿地或植被浅沟。超出积水高度的雨水，通过溢流系统排入下沉式景观水体或溢流进市政雨水管道。
根据雨水综合利用详细介绍屋面雨水系统、人造透水地面排水系统、渗透管（渠）排水系统、低势或下凹绿地（植被浅沟）排水系统、雨水调蓄排水系统的系统统特点。
1、屋面雨水系统
现阶段国内大多数建筑屋顶采用平顶和坡顶，从屋面采用材质来看，多采用水泥砖保护层屋面、鹅卵石保护层屋面、瓦屋面、石油沥青油毡屋面等，而采用绿化屋面较少。根据使用材质将上述屋面划分为两类：硬质屋面和绿化屋面。
1、1硬质屋面
研究发现，城市屋面雨水并非一般认为的那样具有较好的水质。相反，其污染比较严重，而且还受屋面、空气质量、温度、降雨强度与雨量、降雨历时、建筑的地理位置等诸多因素的影响。初期径流的COD可以高达上千，且色度大，有异味。
根据屋面径流COD浓度与降雨量关系图清楚地表明，尽管降雨条件和COD曲线相差很大，但每一场雨的径流COD浓度达到相对稳定值所对应的降雨量相差在1～3mm的范围。综合考虑采用2mm降雨量作为初期弃流量是合理的。
屋面径流COD 浓度与降雨量关系图
同时也对SS的数据做了分析，降雨量为2mm后的SS浓度一般也能达到相对稳定的浓度。为减少初期雨水的污染，屋面应采用低污染的新型防水材料。
经弃流后的雨水出水水质较稳定，经简单处理后，可以作为杂用水。屋面雨水收集利用不仅表现在经济效益上，它还可以减少进入分流制雨水管道的径流雨水量，从而有效地消减暴雨期间下游系统的排涝负荷。
1、2绿化屋面
绿化屋面可以减小雨水径流、提高城市的绿化覆盖率、改善生态环境、美化城市景观。它的价值不仅在于能为城市增添绿色，而且能减少建筑材料屋顶的辐射热，减弱城市的热岛效应。
主要优点：屋面绿化之后能提高蓄水能力、减少雨水下泄。普通的屋面约有70-90%的雨水流入下水道。在雨季，这给下水道形成了很大的压力。屋面绿化后，30-50%的雨水滞留在屋顶上，贮藏于植物的根部和栽培介质中，待日后逐步蒸发。屋面绿化后径流系数可达到0.3-0.4，出水水质良好。
由于屋面绿化相对硬质屋面技术含量高，难度大，受建筑物设计荷载的局限等因素，国内应用较少。但随着国内建筑的突飞猛进，人居环境和生活质量的提高日益受到重视。例如上海、北京、深圳、杭州等国内的一些大中城市，屋面绿化自发的以各种形式开展。
屋面绿化雨水利用图
2、人造透水地面排水系统
人造透水性地面是指各种人工材料铺设的透水地面，如多孔的嵌草砖（俗称草皮砖）、碎石地面，透水性混凝土路面等。建筑物周边铺砌的广场和人行步道可采用透水砖地面，停车场采用草皮砖等。
主要优点是，能利用表层土壤对雨水的净化能力，对预处理要求相对较低，技术简单，便于管理.在条件允许的情况下，应尽可能多采用透水性地面替代传统的硬化地面来增加雨水的入渗量。
人行步道结构停车场草皮砖
人造透水地面的径流系数可达0.05～0.35，主要取决于透水材料的渗透性能、孔隙率、基础碎石层的蓄水性能、地面坡度等因素。
3、渗透管（渠）排水系统
在低势或下凹绿地及（植被浅沟）排水系统内埋设渗透式管渠，渠上部覆盖混合植土、砂及砾石，以利透水。中小雨量时雨水积存在浅沟内直接入渗，大中雨量时通过渗渠进入渗透过滤型集水井，再经过排放管排入小区雨水管网。
功能与特点：渗透管（渠）是在传统雨水排放的基础上，将雨水管或明渠改为渗透管（穿孔管）或渗透渠，周围回填砾石，雨水通过埋设于地下的多孔管材向四周土壤层渗透。渗透管（渠）的主要优点是占地面积少，便于在城区及生活小区设置，它可以与雨水管系统、渗透池、渗透井等综合使用，也可以单独使用。
渗透井结构图
4、低势或下凹绿地（植被浅沟）排水系统
在城市绿化时建立下凹式绿地，使地面高于绿地，下凹式绿地的下凹深度一般5～10cm为宜。即在建造绿地时，调查好绿地周边高程、绿地高程和集蓄水池高程的关系，使周边高程高于绿地高程，雨水口设在绿地上，雨水口高程略高于绿地高程而低于周边高程。
下沉式绿地可以建设在城市规划区内公共绿地、单位附属绿地、居住区绿地、防护绿地、生产绿地、风景林地、道路绿地等。采用下凹式绿地可减少绿化用水并改善城市环境，对雨水中的一些污染物具有较强的截留和净化作用，并可增加雨水渗透量和拦蓄量。
低势绿地的设计主要受土壤渗透能力的制约，同时雨水中如含有较多的杂质和悬浮物，会影响绿地的质量和渗透性能。因此，要设计好绿地的溢流，使超过一定重现期或积水深度的雨水及时地排出，避免绿地过度积水和对植被的破坏。
下凹绿地布置图 植被浅沟示例图
5、雨水调蓄排水系统
雨水的调蓄是指利用建筑用地内的景观水体、池塘、洼地或人工修建的调蓄池，来储存、调节高峰雨水流量，达到消减洪峰、降低下游雨水管道的设计流量，减小干管管径，节省工程造价的目的，通常雨水在调蓄池暂时储存，待高峰过后，在缓慢排出。
设置调蓄池的优点是：雨水调蓄可以提高雨水干管的利用率，减少雨水干管的闲置时间；蓄后的雨水还可以回用于城市杂用，如道路浇洒、绿化用水；利用绿地或者空地，不占耕地，提高土地利用率。
设置调蓄池的缺点是：设计上内容繁琐，较为复杂；运行维护管理复杂，安全性较差；施工内容多，施工难度较大。
景观水池水流示意图
四、雨水综合利用的具体工程措施
1、将新建、改建、扩建的城市道路，新建居民小区、广场和停车场等采用透水砖铺设为透水地面，以方便入渗回补地下水，减小地面泄洪径流，减轻城市排水管网压力。
2、在新建的学校、企业、居民小区、大型公共场所等，以及道路两侧的地下，建设雨水调蓄水池，并将调蓄池的雨水用于冲厕、洗车、消防、浇花、洒路、取暖、城市河道生态用水等；在城区积水低洼地段，设置雨水渗透设施，渗坑、渗井、渗沟、雨水库等，使雨水就地入渗，回灌补充地下水，努力实现雨水零排放。
3、为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗入量，建议道路高程高于周围绿地，同时保留路牙并设置缺口，以便道路径流进绿地，屋面径流也应尽量引入花坛、绿地，经自然净化、渗透后在进入渗水设施。同时，把城市绿地设计或改造成下凹式，增加雨水渗透量。
4、在体育馆、仓储中心、展览馆、大屋面厂房、购物中心、机场以及其他大型屋面，使用雨水虹吸系统，并采用不污染水质的屋面材料。在不透水地面，设置雨水集流面，再配置水管和调蓄池，调蓄池设计在花园或绿地下，配置水质处理系统和利用系统。
5、把雨水引人人工湖、渠中，经沉淀、净化后用于改善城市水环境和生态环境。
五、结论：
城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾的有效途径。也是改善城市生态环境的重要组成部分。若能将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相组合，因地制宜，择优原则，兼顾经济效益、环境效益和社会效益，标本兼治，则雨水利用会产生广泛的效益，并积极的促进城市可持续发展。