房地產(chǎn)類建設(shè)項目雨洪集蓄利用技術(shù)

崔萬晶，祝小明，王延秀，曹濤濤

(北京林豐源生態(tài)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計院有限公司，北京100083)

隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展，房地產(chǎn)類建設(shè)項目如雨后春筍般興起，大量建筑物、道路和硬化廣場的建設(shè)使得城市不透水面積快速增加，土地利用方式發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，人為硬化將原有的植被和土壤變成了不透水地面，越來越龐大的城市地下排水管網(wǎng)取代了綠地、溝道、池塘等天然的雨洪調(diào)蓄系統(tǒng)。然而，城市的雨水排放管網(wǎng)都是以快速匯集和排除地面徑流為目的的，這不僅增加了雨水排放系統(tǒng)本身的排水壓力，而且加速了雨水向城市各河道的匯集，對城市河道排洪造成了更大的壓力。

1 城市排洪現(xiàn)狀

近年來我國的城市水澇災(zāi)害頻發(fā)，呈現(xiàn)出“城市越大、給排水設(shè)施越完備、水澇災(zāi)害愈嚴重”的怪現(xiàn)象。僅2011年，7月3日大暴雨造成成都城區(qū)一片汪洋，6月24日和7月26日北京在強降雨后出現(xiàn)了到天安門“觀?！钡木跋?，6月11日深圳、8月13日上海、9月4日昆明……各大城市的市政排水系統(tǒng)都在遭受著前所未有的考驗。我國許多城市其實存在著嚴重的水資源缺乏問題，一方面是使用龐大的排水系統(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給的嚴重不足，地下水位快速下降，形成大量漏斗區(qū)，這使得城市用水形成供需矛盾的局面。目前房地產(chǎn)類建設(shè)項目作為城市建設(shè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，如能在項目設(shè)計和建設(shè)過程中，充分考慮雨水滲透、集蓄和利用設(shè)施，則將使天然降水得到充分利用，既能解決城市水資源缺乏問題，又能緩解城市排水和防洪壓力，減少雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的投資和運行費用，還能增加土壤含水量、涵養(yǎng)水源、補充地下水、改善城市生態(tài)環(huán)境、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候。

2 雨洪集蓄利用技術(shù)

雨洪集蓄利用技術(shù)主要從直接利用、間接利用和綜合利用3個方面進行考慮。直接利用即是將雨洪直接收集和使用，增加雨洪資源的利用量，減少雨水流失量;間接利用則是通過提高區(qū)域雨水入滲率等方式來提高雨水的利用率;綜合利用顧名思義就是直接利用和間接利用的綜合體，一般情況下都是將上述兩種形式進行結(jié)合設(shè)計和實施。

房地產(chǎn)類建設(shè)項目主要由建(構(gòu))筑物、道路、硬化場地和綠地組成，降雨徑流主要產(chǎn)生在徑流系數(shù)較高的建(構(gòu))筑物屋面、道路和硬化場地。因此，對不透水硬化區(qū)域的雨水集蓄利用著重從降低徑流系數(shù)、收集地表徑流兩個方面進行考慮，對房地產(chǎn)類建設(shè)項目中能蓄滲雨水的主要區(qū)域綠地來說，則從提高雨水蓄積量、下滲率和雨水利用率方面進行考慮。筆者經(jīng)多年對房地產(chǎn)類建設(shè)項目雨洪利用技術(shù)進行跟蹤研究，現(xiàn)提出以下幾種雨洪集蓄利用技術(shù)供參考。

2.1 建筑物屋頂綠化

建筑物屋頂面積在房地產(chǎn)類建設(shè)項目中所占比例較大，但目前國內(nèi)的建筑物屋頂大部分都沒有實施綠化，如果實施屋頂綠化，那么屋頂雨水徑流系數(shù)可明顯降低(表1)，屋面排水將大大減少，從而減輕對城市市政排水系統(tǒng)的壓力。

表1 屋面雨水徑流系數(shù)對比

為實現(xiàn)屋頂綠化，必須在建筑物或構(gòu)造樓板、保溫隔熱層和防水層的基礎(chǔ)之上增加為植物生長所需的構(gòu)造層，屋頂綠化種植區(qū)基本構(gòu)造剖面一般為:屋頂結(jié)構(gòu)層、防水層、隔根層、蓄排水層、過濾層、種植層和護根層[1]，如圖1所示。

屋頂綠化可通過種植層與蓄排水層蓄存部分雨水，既解決屋頂綠化本身的需水要求，又減少了屋面雨水徑流量。相關(guān)研究表明，屋頂綠化蓄存雨水的能力與種植層、蓄水層的厚度和材料是密切相關(guān)的，因此通過屋頂綠化集蓄、利用雨水，應(yīng)著重從屋頂綠化基質(zhì)材料的選擇方面著手。

針對城市現(xiàn)狀情況，大部分已建成的建筑物都是平屋頂，通過技術(shù)改造即可實施屋頂綠化，與此同時提高新建建筑的屋面綠化率，則可使城市的屋頂綠化面積大大增加，降低雨水徑流，改善城市小氣候和增加景觀效果。目前，隨著屋頂綠化的生態(tài)作用得到重視，在北京、上海等大城市已逐步加大實施的力度。

圖1 屋頂綠化種植區(qū)基本構(gòu)造層

2.2 硬化地面透水性材料鋪裝

房地產(chǎn)類建設(shè)項目中硬化地面主要有道路、廣場、停車場、園林路等，這些區(qū)域的面積一般能占到整個項目區(qū)的30%～50%，甚至更多。因此，提高硬化地面地表徑流入滲率，對房地產(chǎn)類建設(shè)項目的雨洪利用起著至關(guān)重要的作用，而對硬化地面鋪裝透水性材料無疑是最直接有效的方法。

用于鋪裝的透水性材料種類繁多，20世紀80年代以來，國際上流行的透水性材料有透水磚、卵石、嵌草磚等。Watannabe S在日本橫濱一區(qū)域布設(shè)了透水性鋪裝材料進行徑流控制研究，結(jié)果表明該設(shè)施減少了15% ～20%的徑流[2]。據(jù)研究，當降雨強度為41.54 mm/h、降雨時間為1～2 h時，透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)不會發(fā)生地表徑流，在107.17 mm/h×1 h時，透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)(1∶4干硬性水泥砂漿2 cm、級配碎石23 cm)的徑流系數(shù)比不透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)(素混凝土15 cm、中砂2 cm)減小48% ～82%[3]。特別是隨著技術(shù)進步，透水磚種類五花八門，其中生態(tài)砂透水磚通過破壞水的表面張力增加透水性，滲水效果顯著，且其制作原材料是沙漠中的天然硅砂，生態(tài)環(huán)保，節(jié)約資源。

嵌草磚鋪裝一般用于地面停車場，通過在嵌草磚內(nèi)栽植植物提高地表雨水下滲率，同時可綠化美化環(huán)境。卵石鋪裝大多應(yīng)用于園林路，通過卵石、礫石等提高地面孔隙度，從而增加地表徑流的入滲，減少地表徑流量。

2.3 綠地下凹式整理

隨著我國經(jīng)濟水平和人們生活水平的提高，人們對居住環(huán)境的要求也越來越高，綠色城市和生態(tài)小區(qū)成為城市建設(shè)的口號，要求城市和小區(qū)具有較高的綠地率，這就為綠地下凹式整理提供了必要的基礎(chǔ)條件，從而間接地為雨洪集蓄利用提供了良好的基礎(chǔ)。綠地具有截留降雨、增加土壤入滲、減輕徑流污染、減少雨水蒸發(fā)和降低土層固結(jié)等功能。通過對綠地進行下凹式整理，可以強化綠地的各種有益功能，從而最大程度地達到雨洪集蓄利用的目的。

下凹式綠地是指通過對綠地進行微地形整理，使其低于周邊地面(一般5～10 cm)，從而使周邊的雨水自然流入綠地。綠地內(nèi)植物根系發(fā)達，土壤疏松，蓄滲雨水能力強，同時植物根系對雨水徑流中的污染物和雜質(zhì)可以起到過濾、凈化的作用。

通常小區(qū)內(nèi)的綠地比周邊道路和廣場地面高，硬化地面和建筑屋面的雨水徑流基本都排入市政雨水排泄管網(wǎng)，綠地的蓄滲作用不能得到充分利用。同時，小區(qū)降雨初期雨水污染嚴重，徑流量較大，直接進入排水管網(wǎng)后容易對區(qū)域水環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。若通過一定的工程措施，將小區(qū)內(nèi)的普通綠地進行下凹式整理，并適當調(diào)整區(qū)內(nèi)雨水系統(tǒng)設(shè)置，合理處理路面高程、綠地高程和雨水口的關(guān)系，則可使原本流入排水管道的屋面和道路徑流先行流入綠地進行蓄滲，充分發(fā)揮綠地的雨水調(diào)蓄入滲能力，這樣不僅可以減少綠化用水，增加地下水的補給，還可大大減少小區(qū)內(nèi)的雨洪外排量，減輕市政排水壓力。

據(jù)研究，若下凹式綠地穩(wěn)定滲透系數(shù)按5.0×10-6m/s計，在溢流雨水口比下凹式綠地高50 mm，未計集雨下墊面的徑流系數(shù)和雨水蒸發(fā)量，暴雨設(shè)計重現(xiàn)期2年一遇，下凹式綠地占集雨面積20%的條件下，降雨量的80%以上通過下凹式綠地入滲不外排;設(shè)計重現(xiàn)期10年一遇和綠地率20%的條件下，也有70%以上雨水通過下凹式綠地下滲不外排[4]。

按《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400—2006)的要求，雨水利用系統(tǒng)的規(guī)模應(yīng)滿足建設(shè)用地外排雨水設(shè)計流量不大于開發(fā)建設(shè)前的水平或規(guī)定的值。對大部分房地產(chǎn)項目來說，只需對綠地采取下凹式整理，并對排水系統(tǒng)進行適當調(diào)整，區(qū)域就基本可達到雨水不外排的要求。

2.4 蓄水池

蓄水池包括傳統(tǒng)蓄水池和景觀蓄水池。景觀蓄水池主要有景觀河、景觀湖等景觀水面，以及噴泉等景觀水體，近年來推廣較快的生態(tài)蓄水坑也可算作景觀蓄水池的一種。

傳統(tǒng)意義的蓄水池即人工修建、具有防滲作用的蓄水設(shè)施[5]，因建筑材料不同可分為磚池、漿砌石池、混凝土池等。根據(jù)地形和土質(zhì)條件可以修建在地上或地下，分為開敞式和封閉式兩大類。在房地產(chǎn)類建設(shè)項目中，蓄水池設(shè)計從景觀效果、水質(zhì)保障、安全角度等進行考慮，主要修建為地埋式，以收集建筑屋面雨水為主，用于小區(qū)的綠地澆灌和道路澆灑。蓄水池的設(shè)計容積一般綜合考慮雨水設(shè)計徑流量和小區(qū)需水量，當設(shè)計徑流量可以滿足需水量時，設(shè)計容積以滿足項目區(qū)3～5 d的需水量為宜。

為了滿足人們回歸自然的需求，生態(tài)小區(qū)越來越受到追捧，小橋流水、噴泉、瀑布等水景已經(jīng)成為居民小區(qū)建設(shè)中不可缺少的組成部分。小區(qū)水體不僅可以提高景觀效果，改善小區(qū)氣候，還可作為雨水調(diào)蓄池，將小區(qū)雨水徑流收集后用作綠化和澆灌用水等。但同時景觀水體都需依賴于用水水質(zhì)的支持，并需消耗大量的水資源，如果用水缺少流動和更換，則易發(fā)生水質(zhì)惡化現(xiàn)象，水源不足形成爛泥坑則反而影響了區(qū)域景觀。

生態(tài)蓄水坑和景觀水面均為開敞式結(jié)構(gòu)，容積一般較大，可收集項目區(qū)屋面、道路和硬化區(qū)域的雨水徑流，依自然地形設(shè)置或人工開挖而成，土質(zhì)結(jié)構(gòu)，底部可適當進行防滲處理，池體周邊一般可采用石、木等做自然式砌筑。將雨水排入小區(qū)內(nèi)的景觀河、景觀湖或洼地等，形成怡人的水面景觀，同時還可通過在景觀水體中栽植濕生植物或水生植物進行綠化美化，在蓄水的同時具有良好的景觀效果。水體凈化可適當設(shè)置凈水器械，還可適當飼養(yǎng)魚、昆蟲等生物進行凈水。

2.5 綠地節(jié)水灌溉

隨著綠色城市、綠色小區(qū)的發(fā)展，建設(shè)項目中綠地率逐步提高，綠地的灌溉用水占小區(qū)給水的比重很大，如何節(jié)約綠地灌溉用水是水資源節(jié)約中不可忽視的一個重要部分。

節(jié)水灌溉可從水源節(jié)約、水資源利用節(jié)約兩方面進行考慮。首先在水源方面，可優(yōu)先利用項目區(qū)設(shè)置的雨水集蓄設(shè)施中的雨水，不足部分可采用中水，嚴禁使用自來水進行綠化澆灌。其次在水資源利用方面，綠地澆灌方式可直接影響到用水量的大小，采用科學(xué)的微噴灌系統(tǒng)，可提高水資源利用率，從而減少綠化用水量。

微噴灌是利用直接安裝在毛管上或與毛管連接的灌水器，即微噴頭，將壓力水以噴灑狀的形式噴灑在植物根區(qū)附近土壤表面的一種灌水形式，簡稱微噴。微噴灌是在噴灌和滴灌的基礎(chǔ)上逐步形成的一種新的高效節(jié)水灌溉技術(shù)，集噴灌、滴灌之長，避二者之短。它是較小壓力、較小流量、微小水滴的噴灌，形象地說是“下毛毛雨”，除為植物灌水外，還可以加濕、降溫，調(diào)節(jié)小氣候。

微噴灌的優(yōu)點有:①節(jié)水效果好，微噴灌可以有選擇地對局部植物根系集中的地方噴灑灌水，減少了土壤無效耗水，節(jié)水效果顯著，水的利用率可達80%以上。一般情況下，微噴灌與地面灌溉相比，1 m3水可以當2 m3水用。②方便節(jié)約，大大減少了用于綠地灌水的投勞和費用，減少了綠化管理維護的成本。③適應(yīng)性強，微噴灌由于水量微小，不會在黏性土壤中產(chǎn)生徑流，也不會在沙性土壤中產(chǎn)生滲漏，既可用于平地，也可用于坡地。

3 結(jié)語

屋頂綠化降低了傳統(tǒng)硬化屋面的降雨徑流系數(shù)，使降雨得到截留利用;透水性材料鋪裝提高了硬化地面的滲透系數(shù)，從而使降雨入滲補充地下水;下凹式綠地具有一定的雨洪集蓄作用，增加了雨水下滲范圍和時間;蓄水池將降雨徑流直接進行收集利用;節(jié)水灌溉提高了水資源的利用率。各項措施在截、蓄、滲、用等方面功能各異，直接或間接地提高了雨水的利用率，在房地產(chǎn)類建設(shè)項目中可通過組合使用以達到更好的效果，從而減輕城市排水壓力、增強地下水補給、節(jié)約水資源。

[1]李勝，張帆.屋頂綠化與雨水回用設(shè)計[J].技術(shù)與市場:園林工程，2007(4):55-57.

[2]Watanabe S.Study on storm water control by permeable pavement and infiltration pipes[J].Water Science and Technology，1995，32(1):25-32.

[3]朱春陽，李芳，李樹華.園林道路不同鋪裝結(jié)構(gòu)對雨水入滲過程的影響[J].中國園林，2009(3):91-97.

[4]俞紹武，丁年，任心欣，等.城市下凹式綠地雨水蓄滲利用技術(shù)的探討[J].給水排水，2010，36(z1):116-118.

[5]侯愛中，唐莉華，張思聰.下凹式綠地和蓄水池對城市型洪水的影響[J].北京水務(wù)，2007(2):42-45.