肇庆市博宇建筑设计院有限公司 广东肇庆 526040
摘要：随着近几年以来，全球气候变化的影响，水旱灾害等极端天气明显增多，局部地区强暴雨导致城市发生内涝，对国家的经济、城市运行和人们的生产生活造成严重的负面影响，甚至威胁到人民群众的生命安全。解决城市内涝问题是当前环境形势下迫切而重要的课题。
关键词：居住小区；雨水；渗透；调蓄；利用；系统设计
1.前言
随着大面积的城市土地被划分为居住用地、公共设施用地、工业用地等，原本的农田、绿地、洼地、池塘等天然的雨水调蓄空间被逐渐侵蚀，取而代之的是各种硬质的屋面和不透水的沥青或混凝土路面，密集的城镇建筑区，使地面综合径流系数增大，导致雨水设计流量的增加，因此源头控制是城市内涝防治的最主要手段，其采取的基本措施有渗透、收集利用，而作为健全的雨水系统，设置合理的雨水排泄管道和调蓄措施也是其中重要的环节。下面以城市住宅居住小区为例，探讨雨水的防涝措施与系统设计要点。
2.屋面雨水
传统的建筑屋面出于对防水的要求，使用的基本都是不透水的材料，并且采用雨水斗将落在天面的雨水迅速收集排放至地下，也是雨水排水设计的常规做法。这样的做法，直接导致的结果是，小区内建筑物数量越多，直接排到雨水管网里的水量就越大。把屋面的雨水收集起来，在首层或地下室设置雨水调蓄池，是解决这个问题的一个有效的手段。屋面雨水比道路雨水更适合收集的原因除了有高程上面的优势，调蓄池可以因地制宜放在地面以上，另外一个因素是屋面少有树叶、尘土杂物也较地面少，可以减轻雨水收集后的净化工序的负担。
可以考虑在每幢建筑物的屋顶或首层旁边设置一个小型雨水调蓄池，经过简单的除尘过滤、消毒，用于本幢范围的绿化浇灌、景观补水、业主洗车、道路冲洗，甚至用作消防补水。也可以在建筑物内设置独立的屋面雨水收集系统，把雨水往下输送，分配至各层用户的阳台内，供住户使用。这种屋面雨水系统，还可以与后建的中水系统联合起来，形成“雨天使用雨水，晴天使用中水的双系统” ①，该雨水系统可以优先考虑供给高层住户，以达到节能减排的目的。除此以外，把顶层做成绿化屋面，也能把雨水“蓄”住，减少排放，而且对顶层用户的室内有调节降温的积极作用。这需要在设计前期与结构专业协调，将绿化的基质层荷载计算考虑在内。即使没有利用的雨水，在暴雨过后再排放至市政管网，也可以达到削减径流峰值的作用了。
3.地面雨水
作为居住小区，与屋面雨水优先考虑收集起来相比，笔者认为小区地面的雨水应优先考虑以渗透为主。地面的雨水如果要收集起来再利用，首先需要考虑设置地下的蓄水设施。但是现实的情况是，城市人口密度高，新建的小区几乎都利用地下室做停车库，即使设置两层、三层车库，在容积率②大的住宅小区，有时候也难以解决每位业主的停车需求，因此再占用地下室的空间设置雨水收集装置，从开发者投资的角度看显然是不太现实的事情了。而且小区地面雨水由于杂质多、污染程度高，也为后续的工序带来难度，这时候我们优先考虑地面雨水渗透。
根据现行规范，新建地区的硬化地面中，透水性地面的比例不应小于40%，那么小区道路宜采用透水性的材料铺砌，如各种多孔砖、透水性混凝土、透水性沥青等。其中组件式的混凝土砌块铺面的效果较好，遇到堵塞时只需要简单清理并换掉砌块中的沙土，就能恢复先前的效果。而整体浇筑的透水性混凝土和沥青在使用1～2年之后，会因堵塞而令使用效果变差，并且难以修复。而且根据《广东省居住区技术规范》和《肇庆市城乡规划管理技术规定》的规定，目前本市城区内新建小区的绿化率需控制在32%以上。这三分之一的绿化面积，如果仅仅是铺上草皮，或者只种植几株景观树，显然还没有把绿地的作用充分发挥出来。小区绿地标高适宜低于周围地面5cm-25cm的深度，形成下凹式绿地，在暴雨来临时，不透水地面形成的径流汇入到下凹式绿地，待其蓄满水后再流入雨水口。这就需要设计人员在路面标高、绿地标高和雨水口标高三者之间，结合考虑汇水路径和地面最小坡度，通过计算做出合理的定案，大体原则上应该是：路面高于雨水口，雨水口高于绿地。雨水口尽量设置在绿地中或绿地与道路交界处，并且应该遵循“雨水不过路口”的原则。在有条件的场地设置植草沟和渗透池也是常见而有效的做法。
雨水系统设计
小区的雨水系统流量设计可以分为屋面雨水与小区道路雨水两部分。以肇庆市127区商住小区为例。该项目规划总用地面积58936.01m2，其中建筑投影面积14642.25m2，绿化率为35.85%。方案一，考虑传统的建筑屋面，雨水全部通过管道直接排放，路面采用不透水铺砌，可根据《室外排水设计规范》GB50014-2006，查得各种地面种类的径流系数，具体数值见表1。
用加权平均法，计算出平均径流系数ψav =∑ψiSi =0.64，肇庆市的年平均降水量H取1650mm，按照面积叠加法来计算小区的年平均径流量Q1=ψav xAxH=0.64x58936.01x1650÷1000=62236.43m3/a。
方案二，考虑建筑屋面的雨水收集率α为30%，道路采用干砌砖石或碎石路面，查得各种地面种类的径流系数，具体数值见表2。
计算出平均径流系数ψav =∑ψiSi =0.45，年平均径流量Q2=(1－α)xψav xAxHx=
(1－30%)x0.45x58936.01x1650÷1000=30631.99m3/a。
与方案一对比可知，在未考虑屋面绿化的情况下，设置了雨水调蓄设施和铺砌透水路面的居住小区，其年平均径流量可以减少一半。在可接受范围内增加了一部分投资成本的雨水调蓄渗透设施，对城市内涝防治有着积极的作用。
这里需要就屋面绿化的情况进行分析，笔者认为屋面植被对雨水起到截流、吸纳作用，但是与绿化地面截流雨水直接渗透至地下不同，屋面植被由于条件所限，基质层一般厚度不大，当暴雨强度大、降雨时间长的时候，植被吸水饱和，雨水仍然需要通过天面雨水斗或者天面的溢流孔，排泄至管网或地面。仅在短时间降雨或降雨初期的情况下，屋面植被拥有良好的削减径流量及截污作用。
5.结语
我国水环境的现状是一方面城市内涝严重，另一方面是水资源干涸，当然还有水污染的问题。如何把宝贵的雨水资源利用起来，变废为宝，双面调控，将是我国未来发展必须面对的问题，也是我们广大的给排水专业技术人员在社会建设过程中需要勇于肩负起的时代责任与使命。
注释:
“雨天使用雨水，晴天使用中水的双系统”： 朱颖珊：《高层建筑屋面雨水回用装置的设计与应用》，《建筑监督检测与造价》2014年第7卷第5期。
容积率：是指一个小区的总建筑面积与用地面积的比率。
参考文献：
[1]《室外排水设计规范》（GB50014—2006）2016年版；
[2] 中国建筑设计研究院等.GB50400-2006《建筑与小区雨水利用工程技术规范》.北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3] 渗透排放一体生态雨水系统的工程应用.中国给水排水，2010年26卷16期.
[4] 初期雨水调蓄池的运行问题及解决方案.中国给水排水，2014年17期.
论文作者:朱颖珊
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
标签：雨水论文; 屋面论文; 径流论文; 地面论文; 绿地论文; 小区论文; 透水性论文; 《基层建设》2017年2期论文;