高林慧
云南省曲靖市规划设计院 云南省曲靖市655000
摘要：市政给排水工程建设是市民的社会公益性事业，它建成后不能直接产生经济效益，而只能是产生社会效益。众所周知，市政给排水工程属于线型工程，多处于市区内，影响控制因素很多，如地上及地下障碍物、交叉作业、施工作业点多且多散、工期短、质量要求高等。如何利用市政给排水系统对雨水进行控制和管理是一个值得研究和探讨的问题。本文首先分析市政给排水雨水控制系统存在的问题，接着指出市政给排水雨水控制系统的建设，最后对市政给排水雨水利用的案例进行分析。
关键词：市政给排水；雨水利用；控制系统
引言：在当今的时代潮流中，生态环境已经成为一个城市的形象代表，尤其是在可持续发展的道路上，合理的市政给排水工程设计可以大大提升城市的形象面貌，促进水资源的合理利用，符合我国的基本国策，也关乎国计民生。市政给排水管道系统是现代化城市不可缺少的重要城市市政基础设施，可分为3个子系统：供水系统、排水系统和循环水系统。排水系统的作用是及时可靠地排除城市区域内产生的生活污水、工业废水和降水，使城市免受污水之害和免受暴雨积水之害，还需起到回收城市污水和净化再生，畅通城市水环境，维系水资源可持续利用的作用。城市的雨水工程对于防洪排涝，保障人民生命财产安全具有重要的意义。在排水工程设计规划过程，要考虑到城市的气候、降雨量、排洪流域面积等因素，制定合理的方案，合理收集雨水作为备用水源。
1 市政给排水雨水控制系统存在的问题
1.1 给排水设施不完善
现阶段，城市排水管道老化严重，因此为了更好的满足我国发展的需求必须对其设施进行更新换代。但是城市给排水建设作为专业性非常强的一项工作，必须有专业的工作人员完成操作。但是目前我国相关人才比较缺乏，无形中增加了排水建设的难度。目前，排水管道具管径管段不够，构造不科学等缺陷，与此同时，高层建筑随之增多，地下空间不断的被占用，造成城市面积不断的扩大，雨水排水量不断增加，原有排水管网无法承担雨水量的增加。除此之外，受到工业污染以及人类浪费直接造成了我国水资源的污染，水资源利用的紧张。
1.2 受极端天气影响较大
现阶段，全球气候变暖影响着全世界各个国家，而引起气候变暖的主要原因就是不科学的利用以及破坏自然资源。同时受到气候多变的影响，极端天气也不断的增加，人类的生活受到温室效应和城市热岛效应的不断的干扰。如果遭遇强降雨的环境，排水系统就会受到干扰甚至出现瘫痪，从而引发城市内涝，制约了城市进程的发展进程，影响人们的正常生活。一般而言，如遇强降雨如此大的水量，城市的排水管网受到巨大的冲击，如果任何一个区域的排水管网出现崩溃，将会直接影响到整个排水系统。
1.3 未合理利用雨洪资源
通过调查研究表明，一般规律而言，雨水落地后将有大部分的水量流入到地面。现阶段，伴随我国经济的快速崛起，以及城市进程的不断的加快，大部分的地面已有原来的自然路面改变成现在的硬化地面，其一方面促进了我国经济的发展，另一方面由于硬化地面导致雨水大量的流失，大部分的雨水无法得到有效的利用，大约占地70%左右，严重的影响着我国城市给排水工作的开展。同时地下水资源没有了雨水的补充，出现水资源短缺的情况。
2 市政给排水雨水控制系统的建设
2.1水生态系统功能主体保护与修复
2.1.1 识别水资源保护生态板块块
在宏观尺度上，科学合理地划定城市水资源保护生态板块，主要包括河流、湖泊、湿地及水源涵养区，也包括农田及原野。对已划定的水资源保护生态板块应严加识别和保护。
2.1.2 保护水系网络及生态系统
制定与河道管理相关法律、法规相配套的城市河道管理条例或实施办法，建立、健全河道治理、岸线利用与保护相结合的机制。河道蓝线管理范围内的土地划定为规划保留区，严格实行新上项目报审制度，确需建设项目应当按照基本建设程序报请水利、规划等部门批准。在蓝线范围内，不符合岸线控制利用和保护管理规划的一切行为都应依法查处。不符合蓝线规划要求，影响防洪抢险、除涝排水、引洪畅通、水环境保护及河道景观效果的建筑物、构筑物及其他设施应当限期整改或者予以拆除。
2.1.3 修复已破坏的水生态板块及网络
对于绿地、森林等雨水调控功能性强的板块、水体面积和体积及水质予以修复，其主要途径是通过生态红线、绿线划定、截污、底泥疏浚，构建人工湿地、生态驳岸等技术手段，将被破坏的水环境逐步恢复。
2.2源头管理与控制技术(区域低影响开发)
根据城市降雨过程，区域低影响开发技术主要分为截留技术、促渗技术和调蓄技术3种。其中，截留技术是通过材料或者结构，将降雨过程中雨水形成径流的速度减缓，通过增加雨水汇集的面积来达到延缓径流目的的技术，如绿色屋顶及植物群落冠层截留等；地表促渗技术是改变地面材料或结构能够让雨水透过自身的空隙或结构，下渗至场地内部，同时材料或结构具有一定的过滤净化作用，如包括透水铺装和绿色停车场等；调蓄技术能储存一定量的雨水径流，并对其进行净化，当设施内的雨水达到饱和时，通过溢流口排入市政雨水管网，而干旱时可向周边绿地提供水资源，如生态沟、雨水花园、调蓄池、人工湿地。
2.2.1 截留技术要点及功能
1)绿色屋顶
绿色屋顶结构通常分植被层、种植土层、蓄排水层，根据植物种植密度及种类可以分为拓展型和密集型两大类，可蓄积约50%~80%的雨水资源。
2)冠层截留
上海交通大学对156个植物群落中植物滞留能力研究发现植物截留主要分树冠、枝干及其土壤，其对雨水的截留能力分别约为9%~12%、2%及40%（如表）。研究表明针叶植物冠层截留能力比阔叶植物高3%左右。
植物截留层名称对于水的截留能力
2.2.2 促渗技术
1)透水铺装
透水铺装主要结构，可以分为可渗透层、过滤层、排水层等，研究表明，透水铺装径流削减能力为40%~90%，比无收集措施时提高约10%，洪峰削减能力在20%~80%。
2)绿色停车场
绿色停车场能够汇集自机动车的零件磨损产生的重金属、汽车排放物以及周边径汇集所产生的污染，进行初期处理减少面源污染。
3)绿色街道
绿色街道整合了透水铺装的使用、生态沟的使用以及植物的种植等设施，保护地表和地下水资源、降低污染，减少雨水的外排。
2.2.3 调蓄技术
1)生态沟
生态沟从上至下依次为植被层、种植土层、过滤层、渗排水管以及砾石层。上海交通大学对适宜于停车场、广场、道路的生态植草沟结构及其对径流量、污染量控制能力进行了研究，设计了10种运用模式，结构层总厚度在60cm左右为宜，根据功能需求设计不同种植土、砌块砖、砾石层厚度10~30cm不等，大雨、暴雨情况下分别可削减径流22%~35%和11%~29%，削减总悬浮物(TSS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的量可达到55%~95%（见表）。
2)雨水花园
雨水花园由蓄水层、种植层、过滤层、排水层构成。上海交通大学研究了适宜于雨水花园的结构及功能，提出3种不同功能需求的雨水花园模式，结构层总厚度在50~80cm为宜，可削减径流20%~40%，削减化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)等污染物的量约为45%~70%。
3 市政给排水雨水利用的案例分析
3.1 过程概况
本项目地处云南省曲靖市，地处典型亚热带高原型季风气候区，气候温和，四季如春，雨热同季，雨量适中，从1993年至2005年，年均降雨量为1100mm 从曲靖市水文水资源局信息获知，就2009年至2012年间史无前例的连续三年旱来分析，己经对当地的生产生活带来了不便。由此可见，当地雨量并不丰富且有降雨不均的特点，因此在当地推行雨水利用也是势在必行。
西河公园是为五馆一新区发展建设的公园，是一个集生态体闲、人文展示、科普教育于一体的综合性城市公园。公园四周环绕城市干道，周边预留有大片待开发的商业用地，公园的建立将极大的推动周边的经济发展，并为当地居民提供一个丰富的游赏空间，项目设计时结合公园特点，整个公园范围内都充分重视了雨水利用的重要性，综合运用了多种雨水利用途径及措施，使整个公园形成了一个比较完整的雨水利用系统。
3.2 雨水利用方案
3.2.1 水景雨水利用
公园的水景主要是由原有南盘江改造而成的中心湖，中心湖体面积占了整个用地面积的40%以上，原本为当地的南盘江，对当地的雨洪调蓄具有非常重要的作用(如图1)。设计充分尊重原有场地条件，通过地形和雨水口收集的形式将基地范围内的雨水汇入中心湖，做到雨水的有效利用。为了加大湖体蓄水能力，设计将原有东南侧泄洪口标高调高，常水位控制在43.18m，湖体清淤后最深处标高为39.50m，湖岸边标高控制在42.68m;平均水深2m左右。
图 1 西河公园雨水汇集平面图
3.2.2 绿地雨水利用
下凹式绿地、多坡度绿地相结合基地东北侧角落设有体育馆，为满足青少年休闲活动的要求，周边留有大草坪区域；大草坪两侧长度80m，标高相差超过4m，为了防止大面积雨水汇集形成强径流，避免下侧园路遭受冲蚀，大草坪整体设计成多坡度绿地，在适当的缓坡地段还设计了下凹空间，配上植物，既满足了功能要求，丰富了公园景观，又能有有效滞留雨水，增加雨水就地入渗。为了防止公园园路与绿地交接处泥土受雨水径流冲蚀影响，多出采用下凹式绿地处理用植物和地形营造雨水滞留空间，消减径流危害，增加雨水的就地入渗。
在公园的文化馆区域，沿中心湖做了面积较大的滨水空间休闲带，铺地的雨水则是利用坡度处理汇入中心湖内；绿地内的雨水为了加强入渗，处理的手法是采用大卵石做成草石阶的形式，大卵石成线性放置在草地，既能够在暴雨时节消减雨水径流，营造雨水滞蓄的空间，又不会阻隔绿地雨水的渗透，同时大卵石的堆置也形成了较好的景观效果。
3.2.3 铺地雨水利用
透水铺地主要集中区域之一是公园的停车场，停车场与湖体被公园绿地地形隔断，因此此处的透水铺地显得非常重要。为了加快雨水的入渗，在停车场的拐角处增设了成品渗透井，基本能够消化区域内的雨水。
公园东侧文化馆区域内布置一处“烧烤区”，总面积约1000 ㎡，为了加强此区域内的雨水利用，防止雨水径流将“烧烤区”人为产生的废弃物带入中心湖内，“烧烤区”采用了能够迅速消化雨水的碎石透水铺地形式。同时为了加强雨水的收集调蓄回用，还在此区域的透水铺地内做了雨水的收集，雨水收集的具体的做法是在铺地垫层内间隔3000 ㎜布置管径为80 ㎜的PDG全透型排水管，用管径200 ㎜的PE管将收集的雨水输送进入人工雨水调蓄池。
在“展览馆”区域内还分布有三个小广场，总面积约800㎡，由于景观的需要，采用的是花岗岩铺装；此处对于雨水的态度是利用花岗岩铺地的坡度来控制雨水汇集面，采用雨水口收纳汇集的雨水；雨水口为了达到公园整体景观的要求，采用了花岗岩钻孔的形式，收集到的雨水再用直径300 ㎜的HDPE双臂波纹管汇入人工雨水调蓄池内。在整个生态休闲区三的区域内，“烧烤区”及铺装小广场布置了雨水收集支管及主管，形成了一个完整的雨水收集系统（如图2）.
图 2 展览馆区铺地雨水收集平面图
3.2.4 建筑屋面雨水利用
园中的建筑有活动中心、茶室、小卖部、管理房及公厕，总面积约0.72万m2。主广场两侧的管理房都采用了屋顶绿化的形式，富余的雨水再经雨水收集管道收集汇入建筑周边下凹式绿地空间形成雨水入渗；活动中心、茶室、小卖部及公厕的屋面雨水采用的是雨水引流的方式，屋面雨水经汇集后都就近引流至周边绿地形成就地入渗。集水管雨水出口处绿地形式设计成下凹式绿地或者雨水花园的形式，为了防止雨水对绿地的冲刷，还适当的布置了一些卵石或者种植植物，这样屋面雨水就可以经绿地下渗回补地下水。
3.3 项目特点
（1）水质净化公园内利用绿地、土壤以及人工湖植物净化雨水，能够有效利用植物及微生物过滤、降解雨水中的污染物；已有研究表明，这类自然净化作用能够让进入城市水体的污染物大为减少，改善城市水体水质。
（2）促进自然生态系统的良性循环公园内大量透水铺地的使用，以及结合绿地、渗透设施的雨水下渗，有效回补地下涵养水源，促进植被生长，缓解热岛效应，改善城市生态环境。通过增加铺地、绿地雨水下渗以及各种增渗设施的使用，回灌补充地下水能够提高地下水位，减缓地表沉降。
（3）中心湖大容量的蓄积雨水，消减径流危害，减少了雨水径流污染、遏制了强降雨导致的城市内涝发生，改善当地城市生态环境。
3.4 运行效果
在西河公园内合理实施雨水利用措施后，可以有效的削弱雨水径流、减缓洪峰流量，缓解周边城市排水系统的压力，减小洪涝灾害发生的概率，有效的保证周边居民及城市干道的安全。另外，公园内的雨水利用不仅能够满足公园内基本用水需求，还具有节水用水、保护城市水资源环境及生态环境的科普教育意义，提高居民节水和雨水利用的意识。
结语：
综上所述，市政给排水工程的设计工作涉及范围广、工作量大、工作任务纷繁。并且具有很高的质量要求，其中的每一个设计环节都不能被忽视，否则就有可能对整个市政给排水工程造成不可估量的损失。本文主要就市政给排水的给水、雨水和排水系统中一些常见问题和对策进行了分析，并根据实际情况对我国的市政给排水工程建设提出了几点合理化建议。现如今，随着我国经济的飞速发展，城市化规模越来越大，人们的生活水平不断提高，水资源的需求量和排放量也越来越高。这都对市政给排水提出了更高的要求。为此，合理的市政给排水设计不仅能满足人们和各行各业的需求，还可以节约资源，提高水资源利用率，发挥市政给排水工程真正的作用，实现经济效益与生态效益的最大化。
参考文献：
[1]陆亭颖.城市给排水建设中海绵城市理念的应用[J].工程技术研究，2018(02):222-223.
[2]杨柄桥，黄金焕.建筑给排水设计常见问题与解决对策研究[J].建筑技术开发，2018，45(05):63-64.
[3]杨娟.海绵城市设计给排水[J].江西建材，2017(23):39+46.
论文作者:高林慧
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：雨水论文; 给排水论文; 径流论文; 城市论文; 绿地论文; 市政论文; 透水论文; 《防护工程》2018年第21期论文;