淺議城市雨水滲透

淺議城市雨水滲透摘要:目前城市排水體制主要為合流制(截流制)和分流制。從環(huán)境保護(hù)、污水處理廠運(yùn)行、管道養(yǎng)護(hù)等多方面考慮，分流制較合流制優(yōu)越，因此目前新建小區(qū)多采用分流制，即污水和雨水分別由污水管道和雨水管道收集和輸送，污水進(jìn)入城市污水處理廠，雨水直接排入水體。關(guān)鍵詞:淺議城市雨水滲透0引言目前城市排水體制主要為合流制(截流制)和分流制。從環(huán)境保護(hù)、污水處理廠運(yùn)行、管道養(yǎng)護(hù)等多方面考慮，分流制較合流制優(yōu)越，因此目前新建小區(qū)多采用分流制，即污水和雨水分別由污水管道和雨水管道收集和輸送，污水進(jìn)入城市污水處理廠，雨水直接排入水體。雨水管道設(shè)計指導(dǎo)思想是：及時、迅速地排除降雨形成的地面徑流。在確定雨水設(shè)計流量時沒有考慮對雨水徑流量的利用和壓縮。近年來我國城市建設(shè)飛速發(fā)展，大量建筑物和道路等的建設(shè)使城市不透水地面面積快速增長。圖1反映了北京市建筑占地面積年際變化情況。從1996年開始，北京市建筑占地面積增長速度明顯高于往年，幾乎呈直線上升態(tài)。預(yù)計到2010年，北京市建筑占地面積將達(dá)300km2左右，其中還未包括道路等所占面積。屋面、混凝土和瀝青路面等不透水表面的徑流系數(shù)一般取0.9，也就是說其降雨量的90%將形成徑流。因此，隨著城市發(fā)展，雨水徑流量將大大增加，如果不采取措施而單純考慮將雨水徑流快速排出，所需雨水管道、雨水泵站等設(shè)施的容量、輸送能力必將隨之增大，這對于城市建設(shè)是一個沉重的包袱。此外，由于環(huán)境意識的增強(qiáng)，人們認(rèn)識到城區(qū)雨水的快速排出增加了接納水體洪澇危害、河岸侵蝕和污染物的沖擊負(fù)荷，還造成合流制系統(tǒng)中污水處理廠運(yùn)行的困難及一部分雨污混流外溢而污染水體，因此對于傳統(tǒng)雨水排除的指導(dǎo)思想從另一方面提出了質(zhì)疑。1利用雨水涵養(yǎng)地下水--雨水滲透我國許多城市水資源缺乏，以北京市為例，它是世界上100個嚴(yán)重缺水的城市之一，人均水資源占有量為300m3，低于國際公認(rèn)的下限1000m3。1999年是建國以來最干旱的一年，北京市降雨量為389mm，為平均年降雨量的59%，自然形成的水資源僅為18.2億m3。而北京市用水量為40億m3，其中70%來自地下水。過度開采使北京市地下水儲存量在1999年一年中減少了近15億m3，地下水位下降了2～3m，以北京東郊為中心形成了一個2000km2的漏斗區(qū)。地下水位的下降又導(dǎo)致地面下沉，自1966年以來，北京市地面以每年10～20mm的速度下沉。因此，一方面是使用龐大的雨水排放系統(tǒng)將日益增長的雨水徑流排出城市，另一方面卻是城市地下水補(bǔ)給的嚴(yán)重不足。如在雨水管道系統(tǒng)設(shè)計、用地規(guī)劃和地面覆蓋上考慮雨水滲透，合理、充分地利用雨水涵養(yǎng)地下水源，那么既能緩和城市水資源危機(jī)，又能增加土壤中的含水量、調(diào)節(jié)氣候，從而改善城市的生態(tài)環(huán)境，還能減少所需雨水管系容量，即減少雨水管系的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并減輕城區(qū)水澇危害和水體污染。從60年代起，發(fā)達(dá)國家就努力開發(fā)各種雨水滲透裝置，并制訂了一系列規(guī)章制度。如目前德國在新建小區(qū)(無論是工業(yè)、商業(yè)、居民區(qū))之前，均要設(shè)計雨洪利用(集雨)項(xiàng)目，若無雨洪利用措施，政府將征收雨洪排放設(shè)施費(fèi)和雨洪排放費(fèi)。實(shí)際上雨水滲透早在我國一些古城的建筑中已有所體現(xiàn)，利用滲坑、滲井、滲溝使雨水就地下滲。80年代末曾對一些地區(qū)作過調(diào)查，如杭州老城區(qū)在庭院中設(shè)天井溝和矩形滲坑；蘇州老城區(qū)及附近一帶鄉(xiāng)鎮(zhèn)的住宅用天井貯蓄雨水；濰坊老城區(qū)街道的雨水流入坑洼地及池塘(俗稱"灣子"，有的灣子平時是干涸的)；曲阜孔府宅內(nèi)和后花園均有雨水滲井［１］。2雨水滲透設(shè)施2.1滲透地面除了綠化面積外，人工滲透地面主要分為兩類，一類是多孔瀝青及多孔混凝土地面，另一類是草皮磚。它們可用于停車場、交通較少的道路及人行道，特別適用于居民小區(qū)。2.1.1多孔瀝青及混凝土地面典型的多孔瀝青地面構(gòu)造見圖2。表面瀝青層避免使用細(xì)小骨料，瀝青重量比為5.5%～6.0%，空隙率為12%～16%，厚6～7cm。瀝青層下設(shè)兩層碎石，上層碎石粒徑1.3cm，厚5cm，下層碎石粒徑2.5～5cm，空隙率為38%～40%，其厚度視所需蓄水量定，因它主要用于貯蓄雨水并延緩徑流［２］。多孔混凝土地面構(gòu)造與多孔瀝青地面類似，只是將表層改換為無砂混凝土，其厚度約為12.5cm，空隙率15%～25%。多孔瀝青及多孔混凝土地面自1973年在美國使用以來，得到EPA的支持，至今已廣泛應(yīng)用于發(fā)達(dá)國家，但在國內(nèi)還鮮見報道。遵2.1.撈2仁草皮磚直草皮磚是以帶有各種緒形狀空隙繳的混凝土搖塊，開孔翁率可哥達(dá)貞20捐%挎～竟30賽%跡，因在空拐隙中可種璃植草類而脅得名。它廣最早瘡于兇196拴1步年用于德說國，至今曲在國內(nèi)外湖均已被廣頓泛使用。豪特別多用鬧于城區(qū)各劉類停車場幸、生活小哈區(qū)及道路殖邊。它除協(xié)了有滲透歸雨水的作淚用，還有驅(qū)美化環(huán)境癢的效果，束國內(nèi)建材箭市場上有湊成品出售陳，便于采溝用及推廣款。即草皮磚地染面因有草蛙類植物生糠長，與多鴨孔瀝青及向混凝土地走面相比，叫能更有效丙地凈化雨乘水徑流及卡調(diào)節(jié)大氣援溫度和濕夏度。試驗(yàn)米證明它對碧于重金屬軟如鉛、鋅變、鉻等有死一定去除微效果。植螺物的葉、臘莖、根系粥能延緩徑蕉流速度，拒延長徑流每時間。草謝皮磚地面美的徑流系該數(shù)隸為麥0.0姑5繼～床0.3驚5仗，取決于界其基礎(chǔ)碎償石層的蓄認(rèn)水性能、謝地面坡度軋等因素。朗國外資料祝介紹：滲憐透地面成怖本比傳統(tǒng)坐不透水地縣面高咐出紀(jì)10板%夸左右，但傲綜合考慮哭因徑流量劍減少、地延面集流時福間延長而撈導(dǎo)致雨水和管道長度容縮短及管啦徑減小，污雨水系統(tǒng)奮的總投資麗可減蔽少日12旁%佳～淹38債%朱。而且還女可產(chǎn)生較炮大的環(huán)境急及社會效慨益化優(yōu)［３］。牧以北京建倡工學(xué)院為克例，校園汁面積俗約秀12hm撞2描，因院內(nèi)變建筑物分救布密集，麗按濟(jì)5霸%京的面積可顏改為滲透艱地面計算坡，改造后廉院內(nèi)雨水雕管系投資雹可減登少乓6恐%終，這還未鄭計入因進(jìn)隔入市政雨撈水管道徑敢流量減少蘋對下流管概系的有利徒影響欠。趣灰2.放2埋滲透池稅2.2.毛1踐地面滲號透池按當(dāng)土地可壁得且土壤慢滲透性能到良好時，金可采用地柜面滲透池鋼。池可大膨可小，也還可幾個小爺池綜合使?jié)h用，視地驢形條件而板定。查地面滲透斗池有的是背季節(jié)性充淡水，如一磨個月中幾雕次充水、令一年中幾究次充水或礎(chǔ)春季充水沸秋季干涸津，水位變恰化很大。酬有的地面技滲透池則宇是一年四辛季均有水毅。在地面鍋滲透池中膛宜種植植木物。季節(jié)下性池所種股植植物應(yīng)撥既能抗?jié)尺w又能抗旱抵，并視池贏中水位變嫁化而定。壩常年存水危的地面滲郵透池與土伙地處理系回統(tǒng)中照的秤"諷濕寶地柳"撲相似，宜練種植耐水接植物及浮尺游性植物竹。它還可忽作為野生煉動物的棲稀居地，有遍利于改善豎生態(tài)環(huán)境言。利用天殖然低洼地蹤作地面滲觀透池是最詞經(jīng)濟(jì)的。轟若對池底紙再作一些銳簡單處理濤，如鋪設(shè)豎鵝卵石等籮透水性材筑料，其滲泳透性能將讀會大大提肉高。而2.2.孫2幫地下滲異透池胃當(dāng)?shù)孛嫱镣吹鼐o缺時宋，就不得益不利用地味下滲透池每，實(shí)際上雙它是一種此地下貯水速裝置，利扶用碎石空鑼隙、穿孔鄉(xiāng)管、滲透貪渠等貯存裕雨水。透圖便3么為各類地弱下滲透池堤示意，配圖鋒4膀?yàn)槔玫讋h部透水渠探貯水的滲熱透池，透勺水渠的使膜用可減少吉所需石料罪并增大貯潤水體積?？芸傊?，地租下滲透池板種類多樣深，形狀各糕異，在美花國一般按冰重現(xiàn)鳥期徒2停年的暴雨互強(qiáng)度剛在寸36她h浸內(nèi)全部滲庭入地下來罵計算其容乖量損棚暴［３］。株2.2.鳥3某滲透管境滲透管一炒般采用穿華孔礎(chǔ)PV鏟C完管，或用燈透水材料拜制成。匯固集的雨水蕩通過透水指性管渠進(jìn)府入四周的膊碎石層，浮再進(jìn)一步展向四周土巴壤滲透，率碎石層具功有一定的宮貯水、調(diào)餡節(jié)作用。表相對滲透帖池而言，夾滲透管溝敵占地較少描。便于在嘆城區(qū)及生櫻活小區(qū)設(shè)橡置，它可挺以與雨水碼管系、滲石透池、滲鼻透井等綜潮合使用，譜也可以單削獨(dú)使用。垮日本和德茫國在這方福面有較成即熟的經(jīng)驗(yàn)斧。餃3忘雨水滲境透工程的帥實(shí)施繞3.炕1妖滲透設(shè)倘施的選址喊要求超使用滲透孟設(shè)施的適咽宜地點(diǎn)為帶：地下水英最高水位晚或地下不角透水巖層孕至少低于嚴(yán)滲透表惠面刮1.2嗚m圖，土壤滲垮透率不小蜜于險2×10但－傍5否m/薦s鹿，地面坡甚度不大付于偵15家%越，離房屋震基礎(chǔ)至擦少候3響m捉遠(yuǎn)。此外么還需考慮傅表層及下提層土壤結(jié)變構(gòu)、表面后植被種類杜、土壤含寒水率、車摸輛及行人森交通密度叨等杰攻犧［４］。或3.打2句滲透裝戀置的堵塞哭屋面及地捏面的初期片雨水徑流陸帶有一定定量的懸浮枕顆粒和雜歌質(zhì)，對于備滲透裝置脅或土壤層帽可能有堵剩塞作用。見瀝青多孔車地面經(jīng)吸舉塵機(jī)抽尼吸兆(痰每年所吸傳3義次探)朝或高壓水謎沖洗后，王其空隙率工基本能完睛全恢復(fù)。休多孔混凝痰土地面至廚今未見有非堵塞報道址。曾對北材京建工學(xué)昂院材料實(shí)紗驗(yàn)室所制夏作的無砂夜混凝土證塊假(糖孔隙宗率皮18趕%史，滲透系摸數(shù)腔0.85扔cm/s慘)戒作堵塞試膠驗(yàn)。模擬健北京市年欄平均降雨膠量均600m變m觀，向試塊訪中灌入多毅種濃度的林含泥砂試木驗(yàn)濁水，劑當(dāng)試驗(yàn)濁謊水屯的篇S眨S浪為槳1000寧mg/棒L情及斷2000暫mg/尚L夕時，試塊貨的滲透系油數(shù)不變，愈當(dāng)濁嘴水盤S味S犬增含至境3000鍛mg/悼L釋，滲透系輸數(shù)減碎少厘8們%喪，達(dá)當(dāng)央S軋S蹦增悲至帝4000樹mg/引L撿時，滲透次系數(shù)減印少豐25扣%架，表現(xiàn)出供一定程度忘的堵塞。信實(shí)際上北另京市普遍攤使用的瀝災(zāi)青屋面初測期雨水徑頭流視的主S周S祝僅院為居10潔0杠～篩250m她g/喉L輸，路面徑詞流華的準(zhǔn)S貿(mào)S歪也僅佛為闖100膽0蠻～握3000樸mg/悄L柿，而且是蝦短期的，旬降雨后期尚分別降市為域2朗0解～運(yùn)50mg經(jīng)/噸L圈和很30財0逼～部400m珠g/炒L瞞。試驗(yàn)證聲明多孔混繼凝土地面荷不易堵塞日。但為了語安全起見席，應(yīng)盡量哨去除徑流越中易造成親堵塞的雜污質(zhì)，并對淋滲透裝置恢加強(qiáng)管理扇，定期清等理新。蛛永3.宜3瞧初期雨內(nèi)水徑流的醬污染享屋面和地黎面初期徑沸流錄的拍CO床D丹可灶達(dá)揚(yáng)3000痛mg/曉L何左右，雖務(wù)然它隨著鍵降雨時間陸迅速降低匆，但在降帽雨初期的打短時間內(nèi)置，雨水徑勻流有相當(dāng)商的污染性渴。怪在滲透設(shè)非施的選址芝要求中，給強(qiáng)調(diào)滲透摧表面距最雅高地下水反位或不透席水巖付層考1.2丘m場以上，這摘是為了保禽證有一定制土壤厚度屈以凈化徑材流，是控緒制地下水項(xiàng)污染的一嶼種措施。萬此外，滲泰透裝置中犁多使用過秘濾纖維層除，俗稱土沃工布，它蔑是一種較星好的過濾傲材料。對葉細(xì)小顆粒集雜質(zhì)有較勉強(qiáng)的阻隔另作用。為野了安全起巾見，提倡薯徑流先進(jìn)豈入綠地、卸花壇，再版進(jìn)入滲透茅設(shè)施，以椒充分利用僻植被和土爺壤表面的膨凈化能力晴。對污染莊較重的初并期徑流宜辯設(shè)置初期戚棄流裝置標(biāo)及適當(dāng)?shù)陌鴥艋胧╃R。俘最后需強(qiáng)子調(diào)的是：蛋雨水滲透劣僅為雨水棍利用的方秋法之一，哨它能促進(jìn)姨雨水、地迎表水、土尾壤水及地歲下水之間敗的骨"臂四佩水掃"練轉(zhuǎn)化，維次持城市水臂循環(huán)系統(tǒng)梳的平衡。建雨水利用稻應(yīng)與雨水輝管系建設(shè)關(guān)、城市平唉面和高程腳規(guī)劃有機(jī)私地結(jié)合，秤既要充分韻利用雨水戀資源又要蝴保證人民峰生活、生伴產(chǎn)的安全交，不受雨艙洪及不合煎理積水的未干擾志。效(望汪慧貞伏車武胡籌家歇駿眼)參考文獻(xiàn)個1臥忠胡悟藥家漠駿菊.槳親我國傳統(tǒng)慢城市排水輝規(guī)劃設(shè)計欄原則初婆探研.砌蔽中國給水誓排水蘇，漁198鬧7阻，即3(4糧)泳：絹3哪0勤～碧32集2肯抱Rich液a畢仙Fie鳴ld.股Inte