城市雨水人工暗河蓄排系統(tǒng)技術(shù)研究★

郭冉冉 趙宏杰

(1.邯鄲市城鄉(xiāng)規(guī)劃局邯鄲縣分局，河北 邯鄲 056000;2.邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邯鄲 056000)

近些年，我國大部分城市都出現(xiàn)了不同程度的缺水現(xiàn)象，地表水的供給不足，導(dǎo)致過度開采地下水，造成地下水由于補(bǔ)給水量嚴(yán)重不足，大面積地下漏斗的產(chǎn)生。同時(shí)，各城市由于暴雨的襲擊使得城市被水淹、城市洪澇現(xiàn)象也越來越多。雨水作為淡水資源，是城市開辟第二水源的重要資源，讓這些數(shù)量可觀的雨水資源白白流失，既使環(huán)境水體受到了污染，又加劇了城市排水系統(tǒng)的壓力，同時(shí)也浪費(fèi)了水資源。如果能采用合理的方法把城市雨水合理的收集起來或者是引導(dǎo)入滲到地下，補(bǔ)充地下水資源，這樣就能夠緩和城市水資源的危機(jī)，又能夠改善城市水環(huán)境，調(diào)節(jié)氣候，增加土壤濕度，減輕城市排水系統(tǒng)壓力。

1 城市雨水集蓄利用主要模式

雨水集蓄利用是將降雨產(chǎn)生的徑流收集貯存起來，為人類開展的各種社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)所利用。在我國的干旱、半干旱地區(qū)，雨水集蓄利用歷史悠久，尤其在農(nóng)業(yè)灌溉方面發(fā)展迅速。

1.1 屋頂雨水的集蓄和利用

近年來，城市化后屋頂雨水的利用已為人們所重視。例如在每幢建筑中設(shè)置儲(chǔ)水箱，將屋頂雨水引入箱內(nèi)，以備洗滌、沖廁和衛(wèi)生之用，可以節(jié)省供水系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)水。

1.2 路面集雨補(bǔ)給地下水

城市中有許多不透水或基本不透水的路面，徑流系數(shù)很大，雨后水體流失，不能就地利用。對(duì)這類路面的集雨利用，—般有三種方法:第一，在道路兩旁設(shè)邊溝，溝內(nèi)鋪砌過濾層，使雨水徑流流入溝內(nèi)，下滲補(bǔ)給地下水;第二，筑路材料，使其有一定的透水性能，雨水亦能透過路面滲入地下;第三，城市立交橋下路面段或兩旁草坪下可以修建雨水儲(chǔ)蓄池或增滲池，加強(qiáng)對(duì)城市雨水資源的集蓄利用。

1.3 下凹式草坪和園地的集雨利用

城市中有不少成片的草坪和綠地，常年的灌澆，用水量頗大。節(jié)水灌溉固然很重要，但若考慮利用雨水，會(huì)更有成效。新修草坪或翻整舊草地時(shí)，如果條件允許，可以在草坪下(在地面以下0.5 m～1.0 m，據(jù)草種根系所需深度而定)放置簡易的濾水層，再在下面修建水池。—般，其降雨入滲補(bǔ)給系數(shù)較大，據(jù)觀測，約0.7。這樣，入滲的水能反復(fù)利用，省水效果不言而喻。

2 人工暗河雨水蓄排技術(shù)原型基礎(chǔ)

暗河就是指地面以下的河流，是一種地下巖溶地貌，是由地表水通過地下的巖石縫隙滲入地下或者地下水在溶洞里面的匯集形成的。巖石被溶蝕然后坍塌，經(jīng)過水的搬運(yùn)作用就形成了地下河道。地下暗河的實(shí)質(zhì)就是一種過水的通道，有一定的空間容積，是由于巖石有縫隙或者被溶蝕形成其過流的能力高于周邊從而形成了地下河流。其形成原理就是地層中局部呈帶狀土體孔隙率大幅度大于周圍的土體。

3 人工暗河雨水蓄排技術(shù)設(shè)計(jì)

以城市雨水的綜合有效利用為基點(diǎn)，給人們生活和生產(chǎn)造成大的危害的水為災(zāi)害水，帶給人的后果是水災(zāi);水多水少水臟水渾都能形成水災(zāi);洪澇漬災(zāi)就是水多，旱災(zāi)就是水少，面源污染就是水臟，水土流失是水渾。排水和蓄水是解決水多水少的基本措施，即水多就要利用排水的方法，讓多出來的水排掉，達(dá)到需要的安全標(biāo)準(zhǔn);水少了則要在降雨時(shí)用存蓄的方式貯存雨水，補(bǔ)充水資源的不足。在工程型措施方面，蓄水和排水是相互對(duì)立統(tǒng)一的，蓄水是排水的調(diào)節(jié)和制動(dòng)，排水是蓄水的前提和基礎(chǔ)。排水不足容易出現(xiàn)安全問題，如防洪、排澇問題得不到解決，這樣不但不能有效利用水資源，反而會(huì)加劇災(zāi)害的發(fā)生，甚至?xí)驗(yàn)槲磁懦乃l(fā)災(zāi)難。

人工暗河蓄排設(shè)計(jì)是根據(jù)城市河湖岸外綠地、城市小區(qū)或者臨河小區(qū)中不同的地質(zhì)狀況建雨水集水井，設(shè)置一條地下透水通道，利用尾礦或建筑廢料碎渣填筑。填筑暗河的尾礦和建筑廢料碎渣簡稱暗河構(gòu)料。人工暗河可以把雨水集水井與河湖相連。當(dāng)集水井中積蓄的雨水水量超過需要利用的水量時(shí)，多余的雨水將通過人工暗河通道經(jīng)過過濾層，排泄到河湖中或者就地入滲，回補(bǔ)地下水。雨水集水井收集到的雨水提供給小區(qū)作雜用水或者周圍綠地澆灌等，提高雨水資源的利用率。暗河上方綠地可以在綠地中修筑暗河垛口，垛口是在綠地中栽種綠化樹木的樹坑，也可以是像綠地噴灌水管一樣的管徑加過濾裝置，并與地下暗河相連通，垛口周圍可以有20%～30%用暗河構(gòu)料圍筑。當(dāng)下暴雨時(shí)，雨水降到綠地上，經(jīng)過坡面匯流到垛口里，過多雨水可以通過人工暗河排向河流或者湖泊。當(dāng)干旱時(shí)候，河湖水位較高時(shí)，通過毛管力作用，河湖水也可由人工暗河補(bǔ)給綠地生態(tài)用水。

人工暗河蓄排系統(tǒng)的集水井可作為傳統(tǒng)的雨水蓄水設(shè)施，如蓄水池、水窖、地下蓄水箱等。人工暗河是該系統(tǒng)的核心也是各個(gè)集水井、垛口和滲透井的連接通道及排泄通道，不同粒徑的填料使得人工暗河孔隙率及透水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于周邊土壤孔隙率和透水率，從而使人工暗河具有一定的貯水能力、排水能力、滲透補(bǔ)給地下水能力和調(diào)節(jié)雨水能力，人工暗河占地少，又在地下，方便城市市政和交通施工，便于在城市城區(qū)、道路、城市公園和生活小區(qū)設(shè)置，它可以與入滲池、滲水井、垛口等綜合使用，也可以單獨(dú)使用。

4 人工暗河雨水蓄排技術(shù)特點(diǎn)

人工暗河雨水蓄排系統(tǒng)集城市中雨水收集、利用、滯蓄與排水為一體，具有資源有效利用特性、實(shí)用性、節(jié)能性以及生態(tài)環(huán)保等特性，是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的有效途徑，具體特點(diǎn)有:

1)人工暗河蓄排系統(tǒng)具實(shí)現(xiàn)雨洪資源化的特點(diǎn)。

人工暗河蓄排系統(tǒng)的集雨面是城市屋面、道路和植被良好的綠化地帶。植被和土壤對(duì)雨水中污染物有滯留和吸收的作用，對(duì)初期降水中污染濃度大的雨水效果最為明顯。集水井收集到的雨水可以是一段降雨后經(jīng)過綠化植被初級(jí)凈化過的雨水，也可以是降水初期就收集的雨水;后期水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)較好，所收集雨水資源用途相對(duì)更為廣泛;從初期就收集的雨水經(jīng)過過濾層的過濾作用也可以達(dá)到水質(zhì)的要求，然后加以利用。人工暗河蓄排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對(duì)增加了雨水資源可利用量，也增加了系統(tǒng)雨水循環(huán)速度，充分發(fā)揮系統(tǒng)更大的收集雨水資源特性。

2)人工暗河蓄排系統(tǒng)具有節(jié)能減排的特色。

人工暗河雨水蓄排系統(tǒng)的雨水收集、滯蓄以及地下排水消減了暴雨期城市地面積水量和洪峰量。該系統(tǒng)同時(shí)也具有節(jié)能特點(diǎn)，由于夏季的汛期到來會(huì)有暴雨的發(fā)生，排水泵站就是排解城市內(nèi)澇的有效工具，能夠減輕排水泵站的壓力和城市排洪壓力，同時(shí)能夠節(jié)省排洪耗電量。

3)人工暗河蓄排系統(tǒng)便于管理、易于推廣。

人工暗河雨水蓄排系統(tǒng)的暗河部分由砂礫碎料構(gòu)成，能夠承重，地下暗河的設(shè)計(jì)不會(huì)影響到地面上建筑物和道路的使用。如果在進(jìn)行城市建設(shè)時(shí)需要占用人工暗河的空間，可以在基礎(chǔ)回填時(shí)使用類似暗河的材料補(bǔ)充好原有的暗河即可?？梢?，人工暗河雨水蓄排系統(tǒng)的建設(shè)性和實(shí)用性均較好。

［1］奕永慶.雨水利用的歷史現(xiàn)狀和前景［J］.中國農(nóng)村水利水電，2004(9):48-50.

［2］劉俊良.城市節(jié)制用水規(guī)劃原理與技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:36-38.

［3］游春麗.城市雨水利用可行性研究［D］.西安:西安建筑科技大學(xué)，2006.