雨水收集利用系統(tǒng)并不是一成不變的,需針對(duì)不同場(chǎng)地類型特點(diǎn),如場(chǎng)地植被覆蓋率、硬化鋪裝覆蓋率、當(dāng)?shù)赝寥罎B透系數(shù)、有無(wú)景觀水體及濕地、洼地等綜合影響因素確定該場(chǎng)地適宜的雨洪調(diào)控技術(shù),包括:滲透、滯留、調(diào)蓄等調(diào)控技術(shù),選定與之對(duì)應(yīng)的城市雨水利用系統(tǒng)。然后,根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況,結(jié)合豎向設(shè)計(jì)及原有植被、排水管道等,因地制宜的選取該系統(tǒng)中的一種或幾種雨水單項(xiàng)技術(shù),作為該場(chǎng)地雨洪調(diào)控的核心技術(shù)。最后,選擇其他技術(shù)體系中的單項(xiàng)技術(shù)作為輔助技術(shù),并通過(guò)轉(zhuǎn)輸技術(shù)將以上技術(shù)合理貫穿,構(gòu)成適宜該場(chǎng)地的雨水收集利用系統(tǒng)。以期最大限度減少雨水徑流量,延長(zhǎng)洪峰產(chǎn)生的時(shí)間,有效控制雨水徑流污染,減小對(duì)原有城市排水管道的壓力,改善城市水環(huán)境、維護(hù)受鈉水體生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)城市健康水循環(huán)。

為更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)城市雨洪的調(diào)控與管理,(雨博士)結(jié)合城市雨水收集利用系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容,選取了典型的城市功能區(qū):住宅區(qū)和學(xué)校,分別結(jié)合兩個(gè)功能區(qū)的使用性質(zhì)、下墊面類型、場(chǎng)地設(shè)施等特點(diǎn),構(gòu)建針對(duì)住宅區(qū)和學(xué)校的雨水收集利用系統(tǒng)。通過(guò)將構(gòu)建的雨水收集利用應(yīng)用于深圳市雨博士雨水利用設(shè)備有限公司承建的海綿城市改造項(xiàng)目中,驗(yàn)證了雨水收集利用系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)提高場(chǎng)地徑流污染控制率和減少外排雨水徑流量的明顯效果。結(jié)合以上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),針對(duì)城市其他功能區(qū):醫(yī)院、商業(yè)中心、機(jī)關(guān)單位、廣場(chǎng)、公園、道路、停車場(chǎng)、構(gòu)建了適合各功能區(qū)的雨水收集利用系統(tǒng)。

一、住宅區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)及應(yīng)用

1.1住宅區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)

將住宅區(qū)分為新建住宅區(qū)和老舊住宅區(qū)。對(duì)于新建住宅區(qū),建筑主要為多層或高層建筑為主,且住宅區(qū)內(nèi)綠化覆蓋率較高,部分住區(qū)還設(shè)有景觀水體。根據(jù)以上情況,選用雨水滲透技術(shù)體系及雨水蓄存與凈化技術(shù)體系作為雨洪控制的核心技術(shù)體系,并選擇綠色屋頂、下沉式綠地、透水鋪裝作為核心滲透技術(shù)。對(duì)于有景觀水體的住區(qū)優(yōu)先利用景觀水池作為雨水蓄存技術(shù),沒(méi)有景觀水體的住區(qū)可通過(guò)建造蓄水池或儲(chǔ)水罐來(lái)收集雨水,并將收集的雨水回用于住區(qū)內(nèi)綠地澆灑用水或道路、公共設(shè)施的清潔用水。同時(shí),可因地制宜的選用雨水生態(tài)滯留技術(shù)和轉(zhuǎn)輸技術(shù),提高住區(qū)景觀小姑,強(qiáng)化對(duì)住區(qū)內(nèi)的雨水徑流的控制作用。對(duì)于老舊住宅區(qū),建筑主要為多層或單層建筑,且住區(qū)內(nèi)綠化面積偏低,通常無(wú)景觀水體。因此,可采用綠色屋頂和透水鋪裝路面提高雨水徑流滲透量,并采用小型儲(chǔ)水罐蓄存雨水。為提高老舊住區(qū)環(huán)境,可將原有綠化帶改造為雨水花園、生物滯留帶,滯留、凈化部分雨水。

二、學(xué)校雨水收集利用系統(tǒng)及應(yīng)用

2.1學(xué)校雨水收集利用系統(tǒng)

對(duì)于學(xué)校,可通過(guò)滲透技術(shù)體系中的綠色屋頂設(shè)施增加屋面雨水的徑流滲透量,同時(shí)采用透水鋪裝和下沉式綠地增加學(xué)校道路和綠地內(nèi)的雨水徑流滲透量。對(duì)于教學(xué)樓屋面雨水徑流,可通過(guò)在教學(xué)樓附近設(shè)置儲(chǔ)水罐,通過(guò)立管雨水棄流裝置,對(duì)屋面初期雨水進(jìn)行有效棄流,收集屋面較為潔凈的雨水。此外,通過(guò)設(shè)置雨水花園、生物滯留池等生態(tài)滯留設(shè)施,調(diào)節(jié)校園雨水徑流的同時(shí),增加校園生物多樣性,對(duì)學(xué)生有很好的教育意義。由于學(xué)校具有較大面積的操場(chǎng)或運(yùn)動(dòng)場(chǎng),雨季容易形成較多徑流。一般對(duì)操場(chǎng)雨水徑流的處理方式為通過(guò)操場(chǎng)周圍的排水溝將雨水直接排至管網(wǎng)內(nèi),對(duì)雨水資源造成巨大的浪費(fèi)。針對(duì)這一問(wèn)題,可通過(guò)對(duì)操場(chǎng)排水溝改造,使其接入雨水滲透或蓄存設(shè)施中,提高對(duì)雨水的利用率。

三、城市其他功能區(qū)雨水收集利用系統(tǒng)

3.1醫(yī)院雨水收集利用系統(tǒng)

對(duì)于醫(yī)院,由于該功能硬化鋪裝地面較多,同時(shí)還應(yīng)為患者營(yíng)造良好舒適、有利于身心健康的環(huán)境。因此,針對(duì)醫(yī)院雨水徑流,主要此案有雨水滲透技術(shù)和雨水生態(tài)滯留技術(shù)進(jìn)行有效控制及利用。對(duì)硬質(zhì)鋪裝地面,此案有透水鋪裝改造,增加雨水滲透量。對(duì)于屋面,為給患者提供一個(gè)安靜、空氣新鮮的休閑環(huán)境,同時(shí)有效控制屋面雨水徑流的產(chǎn)生,可通過(guò)修建花園式綠色屋頂設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于原有綠化帶,可將其改造為生物滯留池或雨水花園,通過(guò)分散的源頭控制措施,結(jié)合路面豎向設(shè)計(jì),使路面雨水徑流有組織的匯入生態(tài)滯留設(shè)施中,進(jìn)而達(dá)到增加防滲、水質(zhì)凈化、徑流量控制的目的。對(duì)于降雨較多地方,還可通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)水罐、蓄水池等雨水蓄存設(shè)施,對(duì)醫(yī)院雨水徑流進(jìn)行收集回用。為保證雨水水質(zhì)潔凈,在雨水徑流進(jìn)入雨水蓄存設(shè)施前,應(yīng)對(duì)初期雨水進(jìn)行有效棄流。

3.2商業(yè)中心雨水收集利用系統(tǒng)

對(duì)于購(gòu)物中心、寫(xiě)字樓等商業(yè)建筑,可將雨水開(kāi)發(fā)利用技術(shù)同場(chǎng)地景觀相結(jié)合,提高場(chǎng)地景觀效果、增加城市生物多樣性的同時(shí),達(dá)到對(duì)雨洪的有效控制作用。

為追求美觀與實(shí)用,商業(yè)建筑區(qū)域排水溝可選擇線性排水溝或地縫式排水溝,鋪裝地面可選擇彩色透水鋪裝。為增加雨水滲透、滯留設(shè)施,可在建筑周圍設(shè)置生物滯留帶、雨水花園、生態(tài)樹(shù)池等具有較好景觀效果的低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施,增加生物多樣性,為枯燥的城市生活增添生機(jī)。有能力的商業(yè)建筑還可修建地下蓄水池或滲水池,一方面提高雨水資源利用率,另一方面還可利用雨水補(bǔ)充景觀水體,節(jié)省市政用水。

此外,還可將建筑屋面為屋頂花園。屋頂花園不僅能滯蓄雨水,還可以讓游人駐足休憩,親近自然。

3.3機(jī)關(guān)單位雨水收集利用系統(tǒng)

機(jī)關(guān)單位的特點(diǎn)為,硬化鋪裝地面和屋面面積較大,植被覆蓋率較少,雨水徑流主要依靠市政排水管網(wǎng)進(jìn)行排除。針對(duì)這種情況,主要采取雨水滲透技術(shù),通過(guò)將雨水滲入地下,減少雨水徑流總量,延緩峰值時(shí)間,減輕對(duì)市政排水管網(wǎng)的壓力。

對(duì)于硬化鋪裝地面,進(jìn)行透水鋪裝改造。行車道可采用透水混凝土鋪裝或透水瀝青鋪裝,人行道可采用透水磚鋪裝。對(duì)于屋面,采用“粗放式”綠色屋頂設(shè)施,通過(guò)土壤、植物的作用,減少屋面雨水徑流的產(chǎn)生。對(duì)于現(xiàn)有綠地,進(jìn)行下沉式改造,并對(duì)路緣石進(jìn)行切口改造,結(jié)合路面坡度,使路面雨水徑流坡向下沉式綠地。

此外,還可通過(guò)雨水儲(chǔ)水罐、生態(tài)樹(shù)池、生物滯留設(shè)施等,作為輔助設(shè)施,加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)地雨水徑流的控制作用。

3.4廣場(chǎng)雨水收集利用系統(tǒng)

城市廣場(chǎng)作為居民休閑、娛樂(lè)的場(chǎng)所,應(yīng)具有較高的景觀性和生物多樣性特點(diǎn)。廣場(chǎng)硬化地面可采用彩色透水混凝土鋪裝,通過(guò)不同顏色的搭配,提高觀賞性。廣場(chǎng)綠地間的小徑,可采用透水磚鋪裝,增加透水能力。廣場(chǎng)周邊綠地應(yīng)進(jìn)行下沉式改造。增加對(duì)雨水的蓄存、入滲能力。對(duì)原有花壇進(jìn)行生物滯留池、雨水花園改造,通過(guò)對(duì)植物的合理選配,提高廣場(chǎng)生物多樣性。將原有樹(shù)池進(jìn)行改造,變?yōu)榫哂猩鷳B(tài)滯留能力的生態(tài)數(shù)次后。對(duì)于有水景的廣場(chǎng),還可利用景觀水池作為雨水蓄存設(shè)施。

3.4公園雨水收集利用系統(tǒng)

公園一般具有較高的植被覆蓋率,硬化路面較少,通常具有景觀水體,地形上具有一定高差。因此,適合公園的雨水核心開(kāi)發(fā)利益技術(shù)有雨水滲透技術(shù)、雨水生態(tài)滯留技術(shù)及雨水蓄存技術(shù)。針對(duì)公園綠地,應(yīng)做下沉式改造,提高綠地雨水滯留量和下滲量。對(duì)于公園 硬化路面,可采用彩色透水混凝土鋪裝和透水磚鋪裝,減小路面雨水徑流。同時(shí),利用公園現(xiàn)有的景觀水池,調(diào)蓄雨水徑流。利用公園自身地勢(shì)地形,將雨水徑流引入地勢(shì)低洼處,對(duì)雨水徑流起到調(diào)蓄作用。根據(jù)公園現(xiàn)場(chǎng)情況,選取合適的位置,設(shè)置雨水花園、生物滯留池等雨水生態(tài)滯留設(shè)施,使雨水徑流水量、水質(zhì)得到有效控制。對(duì)于面積較大的公園,可根據(jù)現(xiàn)有設(shè)施構(gòu)造,根據(jù)地形特點(diǎn),建造雨水濕地。并將景觀水體、調(diào)節(jié)塘和雨水濕地利益轉(zhuǎn)輸設(shè)施或雨水管道有效銜接,使三者之間的水體相互補(bǔ)充,構(gòu)成多功能雨洪調(diào)蓄設(shè)施。

3.5道路雨水收集利用系統(tǒng)

城市道路分為機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道及人行步道。對(duì)于城市道路,主要通過(guò)雨水凈化技術(shù)、雨水滲透技術(shù)和雨水生態(tài)滯留技術(shù),對(duì)路面雨水徑流進(jìn)行有效調(diào)控,進(jìn)而凈化雨水水質(zhì),促進(jìn)雨水下滲,減少雨水徑流量,解決城市道路低洼處集水問(wèn)題。

對(duì)城市道路雨水徑流調(diào)控的思路主要以入滲為主,通過(guò)透水鋪裝、滲透設(shè)施等增加雨水徑流下滲量,減少路面積水問(wèn)題。城市道路在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)橫向坡向綠化帶,便于雨水徑流進(jìn)入滯留、滲透設(shè)施。為便于路面徑流及時(shí)排解,可對(duì)路緣石進(jìn)行切割豁口,豁口處可設(shè)卵石消能,防止對(duì)入水口土壤的侵蝕、沖刷。因路面徑流污染較重,對(duì)其初期雨水棄流量可適當(dāng)在呢個(gè)價(jià),此外,可采用帶截污藍(lán)的雨水口,攔截路面徑流中的雜質(zhì)。

機(jī)動(dòng)車道應(yīng)采用透水瀝青混凝土或透水水泥混凝土鋪裝,降雨初期,雨水首先落在透水路面,下滲地下。隨著降雨歷史的增加,雨量逐漸增多,透水路面蓄水能力達(dá)到飽和,路面開(kāi)始出現(xiàn)徑流。徑流依地勢(shì)坡向生物滯留帶、下沉式綠地,進(jìn)行滯留下滲。若道路周邊有雨水濕地,可通過(guò)滲管/渠、植草溝等設(shè)施,將雨水徑流轉(zhuǎn)輸至雨水濕地。

人行道應(yīng)采用透水磚鋪裝,配合周邊生態(tài)樹(shù)池、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、可以有效滯留、下滲雨水,緩解路面積水問(wèn)題。

3.6停車場(chǎng)雨水收利用系統(tǒng)

傳統(tǒng)停車場(chǎng)因具有大量硬化鋪裝地面,且植被覆蓋率低,使得雨水徑流量徑流污染得不到有效控制,對(duì)周邊和受鈉水體環(huán)境造成很大威脅。針對(duì)這種情況,對(duì)傳統(tǒng)停車場(chǎng)進(jìn)行改造,通過(guò)雨水開(kāi)發(fā)利用設(shè)施將場(chǎng)地雨水就地凈化、消納,同時(shí)提高停車場(chǎng)植被覆蓋率,調(diào)高景觀效果,構(gòu)建生態(tài)停車場(chǎng)。

(1)綠化帶集中型停車場(chǎng)雨水收集利用系統(tǒng)

對(duì)于綠化帶集中型停車場(chǎng),可將雨水開(kāi)發(fā)利用設(shè)施集中設(shè)置成“帶”狀,使其處于相鄰兩排停車位之間。同時(shí),設(shè)計(jì)場(chǎng)地坡度坡向中間綠化帶相對(duì)較遠(yuǎn)的停車位,可通過(guò)植草溝、滲管/渠等,將雨水徑流轉(zhuǎn)輸至集中綠化帶內(nèi),然后對(duì)雨水徑流進(jìn)行過(guò)濾、入滲。若場(chǎng)地內(nèi)雨水徑流量較大,無(wú)法通過(guò)集中綠化帶完全消納,可考慮將停車位改造為植草磚鋪裝,增加場(chǎng)地對(duì)雨水徑流的調(diào)控能力。

(2)綠化帶分散型停車場(chǎng)

對(duì)于綠化帶分散型停車場(chǎng),可通過(guò)分散布置下沉式綠地、生物滯留池和雨水花園等設(shè)施,對(duì)場(chǎng)地內(nèi)雨水徑流進(jìn)行分散式的源頭控制,以達(dá)到降低徑流污染物濃度,減少?gòu)搅髁康哪康摹T谶@種分散綠化布置形式下,停車位雨水徑流可就近匯入周邊雨水開(kāi)發(fā)利用設(shè)施中。能更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水徑流的控制小姑。若通過(guò)生態(tài)滯留設(shè)施無(wú)法達(dá)到對(duì)場(chǎng)地雨水徑流的控制要求,可采用透水鋪裝,進(jìn)一步消納雨水徑流。

(3)低綠化率停車場(chǎng)

若停車場(chǎng)綠化率較低,可通過(guò)提高場(chǎng)地透水地面面積、設(shè)置地下儲(chǔ)水池等方法,增加雨水下滲、提高雨水滯蓄量,達(dá)到對(duì)場(chǎng)地雨水徑流的消納。

結(jié)論

我國(guó)對(duì)城市雨水收集利用技術(shù)的研究起步較晚,思想觀念及技術(shù)較發(fā)達(dá)國(guó)家相對(duì)滯后。為解決現(xiàn)階段我國(guó)城市洪澇災(zāi)害頻發(fā)、面源污染嚴(yán)重、受鈉水體生態(tài)環(huán)境遭到破壞等一些列因雨洪產(chǎn)生的各項(xiàng)問(wèn)題,研究適用于我國(guó)的城市雨水收集利用系統(tǒng),得到的主要結(jié)論如下:

(1)城市雨水收集利用系統(tǒng)包括城市雨水滲透系統(tǒng)、城市雨水生態(tài)滯留系統(tǒng)、城市雨水蓄存與凈化系統(tǒng)以及用于銜接以上各分項(xiàng)系統(tǒng)或?qū)⒂晁占孟到y(tǒng)與城市排水系統(tǒng)進(jìn)行連接的雨水轉(zhuǎn)輸技術(shù)。

(2)城市雨水滲透系統(tǒng)主要由綠色屋頂、透水鋪裝地面、下沉式綠地和滲井等雨水滲透單體技術(shù)措施組成。針對(duì)不同下墊面特點(diǎn),因地制宜的選取適宜的單體技術(shù),通過(guò)轉(zhuǎn)輸技術(shù)的連接,構(gòu)成城市雨水滲透組合系統(tǒng),可提高城市雨水滲透能力,減少雨水徑流的產(chǎn)生,同時(shí)涵養(yǎng)地下水資源。

(3)城市雨水生態(tài)滯留系統(tǒng)主要包括高位雨水花壇、生態(tài)樹(shù)池、生物滯留池和雨水花園等單體技術(shù)設(shè)施。通過(guò)轉(zhuǎn)輸技術(shù)的有效銜接,將雨水生態(tài)滯留單體設(shè)施組合成生態(tài)滯留系統(tǒng),可增加雨水滯留量,減少雨水滲透設(shè)施和雨水蓄存設(shè)施的壓力,還可豐富城市生物多樣性,提高城市綠化率。

(4)城市雨水蓄存和凈化系統(tǒng)主要包括雨水蓄存單體技術(shù)設(shè)施和雨水凈化單體技術(shù)設(shè)施。其中,雨水蓄存單體技術(shù)設(shè)施包括儲(chǔ)水罐、蓄水池和雨水濕地等設(shè)施雨水凈化單體技術(shù)設(shè)施主要包括初期雨水棄流設(shè)施、雨水分流井、旋流式雨水分離井及截污型雨水口等設(shè)施。將雨水凈化單體設(shè)施置于雨水蓄存設(shè)施前端,起到提高蓄存雨水水質(zhì)的功能,還可降低回用雨水水質(zhì)凈化成本。