陳偉

我國的水資源比較貧乏，并且水資源的時空分布極其不均，每年降水及徑流分配都集中在夏季，且經(jīng)常交替出現(xiàn)連豐、連枯年份，所以導(dǎo)致水資源供需矛盾突出，一些地區(qū)干旱災(zāi)害頻繁。在此背景下，節(jié)能節(jié)水的呼聲越來越高。而建設(shè)行業(yè)是一個資源能源消耗較大的行業(yè)，尤其是給排水系統(tǒng)對水資源的消耗量十分大，所以在給排水系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)要采取有效的方法盡可能地節(jié)能節(jié)水。在這方面，雨水收集利用技術(shù)發(fā)揮出了重要作用。該技術(shù)是將自然雨水收集起來，再用于實現(xiàn)給排水系統(tǒng)的諸多功能，從而既節(jié)約水資源，又發(fā)揮出給排水系統(tǒng)本身的作用。以下筆者就來談?wù)動晁占眉夹g(shù)幾種方式和意義，僅供參考。

1 雨水收集利用的意義

1.1 社會效益

通過雨水收集利用可以有效減輕水資源緊缺壓力及城市出產(chǎn)和日常用水情況。城市中存在著大量的硬質(zhì)不透水表面，所以給雨水的排放帶來了一定的困難，同時也是導(dǎo)致地下水位降低的一項主要原因。而在城市中的硬質(zhì)不透水表面中，約有三成左右都是建筑屋面。為了有效收集利用屋面上的雨水，可以采用種植屋面的方式。城市建設(shè)本身會在一定程度上破壞自然植被和土壤等，諸多城市建筑，如房屋、道路、停車場等會逐漸替代自然地表。長期以來，人們多是采用不透水面層對這些人工構(gòu)筑物進(jìn)行處理，然后通過排水裝置將降落在其表面的雨水迅速排入城市雨水管網(wǎng)。雨水本身是一種自然資源，且硬度低、污染少，所以在開拓水源方面有著十分重要的應(yīng)用。同時，通過對雨水的回收利用，還能夠減少城市雨洪危害。建筑屋面及地面雨水經(jīng)收集和處理后，不但可以用于補(bǔ)充地下水和澆灌農(nóng)作物，更還可以用來作洗車場用水、冷卻水補(bǔ)充、道路沖洗、沖廁以及景觀綠化等非生活用水。

1.2 生態(tài)效益

通過雨水收集利用可以創(chuàng)造很大的生態(tài)效益。具體來說，首先通過對雨水的收集使用，并用之補(bǔ)給地下水資源，可以在很大程度上減輕市政管網(wǎng)的防洪壓力，減少因市政防洪排水設(shè)備不完善所致的洪災(zāi)；其次通過對雨水的收集使用，可以調(diào)理城區(qū)河湖水量，削減旱季洪峰量，改進(jìn)區(qū)域微氣候及城市居民的居住環(huán)境；再者，通過對雨水的收集使用，能夠有效預(yù)防路面積水現(xiàn)象，方便人們的出行。

1.3 經(jīng)濟(jì)效益

雨水收集利用的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在兩方面：①能夠節(jié)約市政管網(wǎng)出資；②能夠節(jié)約市政和居民用水支出。首先說節(jié)約市政管網(wǎng)出資方面：由于城市中一些舊的排洪設(shè)備已經(jīng)逐漸無法滿足旱季時發(fā)作的洪峰量，所以為了有效防洪，政府往往需要耗費大量資金進(jìn)行排洪防洪排錯設(shè)備擴(kuò)建，但是，通過雨水收集利用體系的使用，可以有效減少市政管網(wǎng)用于污水處理及排洪防洪排錯設(shè)備擴(kuò)建的資金投入，從而大大節(jié)約市政管網(wǎng)出資。再說節(jié)約市政和居民用水支出方面：市政建設(shè)在運行過程中需要運用到大量的水資源，同樣城市居民在日常生活中也需要運用到大量的水資源，但是如果運用雨水收集利用技術(shù)，將部分市政和居民用水改為使用經(jīng)處理后的雨水，例如用雨水來進(jìn)行市政灌溉或沖廁等，均能夠在一定程度上節(jié)約市政和居民用水方面的支出。

2 雨水收集利用技術(shù)的幾種方式

2.1 屋面雨水收集利用系統(tǒng)

屋面雨水收集利用系統(tǒng)主要有兩種形式，一種是單體建筑分散式，一種是建筑群集中系統(tǒng)，但其基本的工藝流程是相同的。該系統(tǒng)運用了雨水初期棄流裝置，可以有效降低雨水利用難度及運行成本，提高凈化效率。通常情況下，初期棄流量可定為2mm。影響屋面雨水水質(zhì)的因素有很多，包括大氣質(zhì)量影響、降雨量影響、降雨間隔影響以及屋面材料本身的影響等。所以，在進(jìn)行建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計時，需要充分考慮到這方面的問題，盡量選擇有利于凈化雨水水質(zhì)的金屬、陶瓦、混凝土等作為集水屋頂材料，而避免采用含鉛材料。經(jīng)相關(guān)實驗發(fā)現(xiàn)，屋面雨水的可生化性較差，所以對其的處理宜采用物化方法，如接觸過濾+消毒等。一般初期棄流的屋面雨水經(jīng)最佳接觸過濾后可去除65%的COD、90%以上的SS、55%的色度，這足以達(dá)到生活雜用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 屋面花園雨水收集利用系統(tǒng)

屋面花園是建筑屋頂上的綠化、花草種植等的統(tǒng)稱。無論是平屋頂還是坡屋頂，均可以進(jìn)行屋面花園設(shè)計。一般屋面花園的構(gòu)造層次共有六層：第一層是植被層，第二層是基質(zhì)層，第三層是隔離過濾層，第四層是排（蓄）水層，第五層是隔根層，第六層是分離滑動層。其中，植被層是最關(guān)鍵的一部分。植被層的土壤必須要有一定滲透性且適合與植被生長。由于屋頂?shù)某兄赜幸欢ㄏ拗?，所以種植層應(yīng)當(dāng)具備自重輕、保水保肥、不板結(jié)、施工方便以及經(jīng)濟(jì)性等性能。通過屋面花園雨水收集利用系統(tǒng)，可以有效提高雨水利用率，降低屋面雨水徑流系數(shù)，還可以延長防水層壽命。

2.3 雨水滲透地面

雨水滲透地面主要有天然滲透和人工滲透兩種方式。天然滲透地面主要是滲透綠地，人工滲透地面主要是人為鋪裝透水性地面。滲透地面的主要目的是為了使雨水滲透接近水源，從而保持及恢復(fù)良好的自然循環(huán)。天然滲透的主要優(yōu)點是：透水性能好、便于雨水引入和利用、減少綠化用水、凈化雨水當(dāng)中的污染物等。其缺點則是：受土壤性質(zhì)的限制滲透量有限、雨水中的雜質(zhì)和懸浮物較多、影響綠地質(zhì)量等。通過在綠地中做淺溝的方式，可以在降雨時實現(xiàn)臨時貯水目的，不過需要注意避免溢流及綠地過度積水。人工滲透地面的優(yōu)點是：技術(shù)簡單、對雨水的預(yù)處理要求低、便于管理等。缺點則是：雨水徑流量調(diào)蓄能力較差、需要較大的透水面積。

2.4 工程案例

分析以上三種雨水集中利用的方式，各有優(yōu)點和缺點，在工程實踐中應(yīng)取其精粹，相互補(bǔ)充，使雨水利用形成統(tǒng)一的自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

系統(tǒng)流程：屋頂雨水花園收集雨水→室外生態(tài)草溝或旱溪收集地面及屋面雨水→排至人工湖→中水處理站以湖中雨水為水源進(jìn)行工藝處理→處理達(dá)到城市雜用水標(biāo)準(zhǔn)后用于沖廁、綠化澆灑等。以海南省澄邁縣老城鎮(zhèn)某生態(tài)智慧高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)為例：

2.4.1 屋頂花園排水

辦公建筑的頂層辦公空間室外屋頂花園采用暗溝排水方式。屋頂花園周邊均布置現(xiàn)澆混凝土排水暗溝，構(gòu)造層分五層，第一層種植層；第二層為基質(zhì)層采用腐殖土；第三層采用無紡布過濾；第四層采用塑料排蓄水板；第五層采用塑料隔根層；通過雨水立管連接暗溝排水并排至室外的截水溝等。

2.4.2 室外旱溪、生態(tài)草溝排水

（1）室外場地空間中主要收集部分場地及建筑排水的采用生態(tài)明渠——旱溪，明渠深度為400mm。旱溪分為兩種形式，一種為蓄水旱溪，構(gòu)造層第一層為河卵石或火山石塊，底層砌筑，上層浮擱；第二層為20厚1：3水泥砂漿保護(hù)層；第三層為300g/m2無紡布；第四層為膨潤土防水毯防水層；第五層為300g/m2無紡布；第六層為200厚細(xì)土夯實，此種方式可在雨洪來臨之際承擔(dān)一部分雨水調(diào)蓄作用，并可在雨后經(jīng)過濾層過濾形成一道景觀溪流，即有排水和調(diào)蓄的作用又兼作為觀賞性水景，可謂一舉多得。另一種為不蓄水旱溪，構(gòu)造層第一層為河卵石或火山石塊浮擱；第二層為優(yōu)質(zhì)種植土回填；第三層為200厚細(xì)土夯實，此種方式可快速排放雨水，并可以使部分雨水過濾后入滲地下，使排水效率得以提高。

（2）園路及廣場鋪裝兩側(cè)均設(shè)置深100～300mm，寬400～3500mm的植草溝，將雨水匯入人工湖。

（3）在建筑周邊及雨落口附近設(shè)蓋板上覆卵石的截水溝或暗渠，引導(dǎo)建筑屋面及周邊雨水匯入旱溪。旱溪過路面采用涵洞形式。

3 結(jié)語

綜上所述，給排水系統(tǒng)是現(xiàn)代城市建設(shè)中的重要系統(tǒng)，而在給排水系統(tǒng)設(shè)計中，對雨水進(jìn)行收集利用是一項有效的手段和措施。雨水收集利用技術(shù)的應(yīng)用，既能產(chǎn)生較高的社會效益，也能產(chǎn)生生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。所以，在給排水設(shè)計中應(yīng)當(dāng)要充分應(yīng)用雨水收集利用技術(shù)，并不斷研究更加先進(jìn)的雨水回收利用技術(shù)。