刘楠楠 褚一威* 陶君 马同宇 张博
天津生态城水务投资建设有限公司 天津 200467
摘要：近年来，“海绵城市”的建设和发展速度愈显加快，除得益于国家政策扶持和大力推广外，“海绵城市”适用于我国城市雨水治理的实际情况也是重要原因之一。从国外的各类雨洪管理技术，到我国创立的“海绵城市”理论，之间有什么共同点，又有什么不一样?如何让我们的城市水环境保持良好的循环?我国如何在雨水治理方面保持该有的步调，往良好的发向发展?这是当前“海绵城市”理论发展的关键性问题。
关键词：雨水综合回收利用技术；海绵城市建设
1概念
所谓海绵城市，顾名思义，是把城市比喻成一块巨大的海绵，降雨时能够就地或者就近的将其吸收，储蓄，渗透，在这个过程中伴随着雨水净化功能，可以有效补充地下水;当城市需要用水时，可将储蓄的雨水释放出来，合理利用，恢复水资源在城市中自然迁移的特点。
2问题及背景
迄今为止，我国城镇化率已经超过了50%，这标志着我国从一个农业大国迈入到一个城市化的工业大国。然而，传统的城市建设模式使得原有土壤表面被大面积覆盖，城市绿地稀缺，据统计，仅有20%~30%的雨水能够正常下渗地下。传统工程式管道的排水方式使城市对天然雨水资源的再次利用率低于10%，这严重破坏了城市发展与大自然共存共荣的均衡形势。“海绵城市”这一概念在2012年被首次提出，事实上，与之前中国推行的生态弹性城市异曲同工。都是要将物理科学中的“弹性”与“可塑性”的概念应用于城市生态建设之中。习总书记也在2013年中央城镇化工作会议中强调，建设海绵城市的核心问题是要利用自然力量去排水，把有限的雨水留住并且加以再次利用，实现自然存积、渗透和净化的目的。2014年11月《指南》发布;2015年4月2日，海绵城市建设试点名单公布。
3雨水收集利用的影响因素分析
3.1持续时间和强度探讨
降水强度是指在单位时间内的降水量，通常指的是具有着平均时段的降水强度以及瞬时降水强度之间的区别，其时间以及强度都会在很大的程度上对降水量的总量有着决定意义，并且也是当前对雨水进行综合利用的基础。
3.2植物种植与径流情况的分析
为了提升雨水综合利用率，其中最为有效的措施是降低地表径流，与此同时植物种植一般会对地表径流造成直接影响，主要体现在对水量、入渗时间以及地表径流等方面造成的影响。
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3.3景观水体的蓄水能力
雨水到地面以后不能直接被应用，要求通过相关的处理，一般则会被存储到具备蓄水的功能和景观中，并且其景观水体一般可以在较长的时间中进行雨水储存，可以在较大程度上降低蒸发雨水在地下进行积蓄，可以进行备用，进而帮助做好雨水的收集工作。
3.4屋顶雨水收集系统
对屋顶的雨水进行收集利用的模式，一般可以把雨水储存到地方或是到地下的蓄水池，对其进行简单的处理，如此就会将其应用到浇花、洗车以及对厕所的冲洗中，比如说可以应用集水沟，将屋顶的雨水引入到蓄水塘中，做好绿化浇灌和景观水塘的补水工作，作为一种屋顶雨水的收集形式建设绿色屋顶，进而确保雨水的收集，可以进行排水。
从目前的发展实际来看，我国要及时出台小区雨水收集利用规范性制度及其相关措施。而从长远来看，我国小区雨水收集利用工作还缺少一定的规范，进而导致了小区雨水收集工作比较慢。近年来我国的绿色建筑发展较快，进而推进雨水利用技术有了较快的进步，但是一些开发商在对绿色建筑评价时，其对雨水利用的重视程度比较差，最为重要的原因在于雨水利用工程所占据的面积较大、初期投资高。因此，我国要求不断提升对雨水收集利用技术发展上的扶持，进而依据各地区的实际情况颁布相关雨水收集利用的鼓励制度，并且对雨水的收集利用行为及时进行规范，鼓励房地产开发商做好节能和雨水收集的工作，推进住宅小区搭建良好的生态环境。
4雨水综合回收利用技术
某工程回收的雨水包括屋面雨水、路面雨水以及绿地雨水。各种雨水进入雨水系统管网，可通过初期弃流和简单过滤后，直接排入蓄水系统，进行处理后使用。
雨水弃流是初期雨水处理的关键，雨水弃流通过在雨水检查井中同时埋设2根连通管，分别连接连接下游雨水井和下游污水井的，然后在2个连通管入口处设置简易阀门进行切换实现的。切换时可根据流量大小或水质好坏来设计弃流量。这种方式最大的问题是在降雨强度大小随机变化时调节操作比控制较困难。当弃流管与污水管直接连接时，须增大两根连通管的高度差，防止污水管中污水倒流入雨水管中。
由于初期降雨过程和径流过程的具有水质较差、流小的特点，可将初期雨水弃流管管径变小，初期水质差的小流量雨水首先通过小管排走，超过小管排水能力的后期径流再进入雨水收集系统进行雨水处理回用。该法的特点是自动弃流，可以减少人工切换的操作不便。但此方法难以合理控制弃流量，尤其是在降雨强度较小而降雨量很大的时候可能会使弃流量加大，收集雨水量减少甚至收集不到雨水。由于本项目该汇水面较大，有足够的收集水量，可以采用减小初期雨水弃流管管径的方法。
收集的雨水经弃流装置弃流后进入雨水储存池储存。雨水储存池主要有两个作用:(1)进行沉降，以便去除水中夹带的泥沙等小的无机颗粒;(2)调整流量，使后续处理措施在设定的参数下运行，进而保证充分发挥除污效能。向雨水储存池中投加混凝剂，后将雨水经提升泵定量地输送至接触过滤器;在接触过滤器内，通过滤料的机械筛分作用，混凝剂与水中的有机物等污染物质形成的絮体等固形物被过滤、截留、去除。滤后雨水靠余压自流进入清水池;在清水池内对处理过的雨水水进行消毒。至此，雨水已经达到了回用标准，通过转运加压泵，可将处理后雨水用于绿化和洗车。
5PP模块储水模块
本项目储水池采用的是PP模块储水池，是以环保再生PP(聚丙烯)为原材料生产而成的。是一种埋在地下，用来储存收集起来的雨水，且不占用地表空间的产品。是雨水收集系统的重要组成部份。PP模块储水池具有超强的承压能力和95%的镂空空间，可以实现更高率的地下蓄水。作为雨水收集系统的储存单元，PP雨水蓄水模块可以根据场地的实际需求和设计要求，在水池周围包裹防渗土工布，组装成符合条件的储水池，水池上方也可以作为绿地。
本项目共设3套雨水处理回用的PP模块储水池及5套PP模块调蓄池，总有效容积为3400m3，可在暴雨时有效减少城市洪峰流量，降低内涝的发生概率与危害。在非降雨时期，可再将储蓄的水释放并加利用，使城市像海绵一样，具有良好的“弹性”。
6雨水综合利用效果
本项目地下车库冲洗用水量为0.5L/m2·d，使用数量250000m2;绿化浇洒用水量为1L/m2·d，使用数量100000m2;按照每小时变化系数1计算，本工程最合计高日用水量绿化及道路浇洒、车库及地面冲洗用水最高日水量为225m3/d，最大时用水量为18.75m3/h。
本项目设计的雨水回收处理最大时产量为15m3/h，占绿化及道路浇洒、车库及地面冲洗用水的最大时用水量的80%。通过回收处理雨水处理不仅节约了水资源，而且缓解了暴雨时，市政雨水管网中的流量，对于海绵城市建设起了重要作用。
总之，在雨水收集中，作为节约用水的中心环节，雨水回收及其应用技术是未来的发展趋势，进而在一定的程度上不断推进我国社会城市化与现代化的进步，应用雨水收集利用系统通常可以在住宅小区进行设计过程中实现节能环保的要求，进而也会给人们创造良好的空间，符合人与自然和谐共生的建设设计理念。
参考文献：
[1]孟立刚.西安市居民小区雨水回收与利用的研究[D].西安工程大学，2015.
[2]周振天.绿色建筑住区雨水收集与处理工艺集成研究[D].合肥工业大学，2013.
[3]陈刚，马赋.谈小区雨水收集利用系统的初期雨水弃流[J].给水排水，2013，49(03):84-86.
通信作者：褚一威 邮箱：chuyiwei@tjeco-city.com
论文作者:刘楠楠,褚一威*,陶君,马同宇,张博
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/15
标签：雨水论文; 城市论文; 海绵论文; 径流论文; 我国论文; 水量论文; 初期论文; 《防护工程》2018年第30期论文;