江蘇城市雨水利用模式研究

汪 晶 ，王 菊 ，韋 誠 ，化 卓 ，徐亞東 ，殷 鵬

（1.江蘇省水資源服務(wù)中心，210029，南京；2.江蘇省河道管理局，210029，南京）

隨著江蘇省城市化的快速推進以及城市規(guī)模的不斷擴大，改變了原有下墊面條件，不透水面積比重越來越大，城市降雨徑流系數(shù)明顯增大，部分城市內(nèi)澇頻發(fā)；另一方面，城市面源污染已成為城市水環(huán)境污染的重要來源。盡管江蘇水資源稟賦良好，但仍存在地區(qū)差異，淮北地區(qū)水資源仍相對緊缺，需依賴過境水和大規(guī)?？缌饔蛘{(diào)水，而目前對雨水等非傳統(tǒng)水資源利用重視仍然不夠，開發(fā)利用率較低。研究新形勢下江蘇雨水利用途徑與模式，是開源節(jié)流、改善城市生態(tài)環(huán)境、減輕內(nèi)澇災(zāi)害的有效途徑，是保障防洪除澇安全、改變城市水資源循環(huán)、提升城市發(fā)展水平、實現(xiàn)人水和諧的客觀需要。

一、江蘇雨水利用現(xiàn)狀

1.城市降雨特性

江蘇城市雨水資源豐富，年降雨量在750～1 150 mm之間，呈自南向北、西北方向逐漸遞減特征，其中汛期（6—9月）降雨占全年50%以上；以2011年（平水年）降雨為例，江蘇各城市全年有30%～44%的天數(shù)下雨，其中以中、小雨為主，約占全年降雨天數(shù)的85%以上；江蘇降雨年際變化小，模比系數(shù)0.94～1.10，具有較好的雨水利用條件。

2.利用現(xiàn)狀

近幾年，江蘇各地陸續(xù)出臺了一些有關(guān)雨水利用的政策或規(guī)范。南京市2014年出臺 《雨水綜合利用技術(shù)導(dǎo)則》，為加強城市雨水利用提供技術(shù)支撐；《蘇州市排水管理條例》2015年施行，強調(diào)加強雨水利用。截至目前，蘇州、南京等多個城市已編制完成雨水綜合利用規(guī)劃。

目前江蘇省雨水利用工程措施以直接收集利用為主，主要用于城市雜用水與環(huán)境用水。例如，南京聚福園小區(qū)利用位于地下的雨水處理收集池和景觀水池儲存雨水約910m3，經(jīng)處理后用于景觀水補水、綠化、澆灑道路等，每年可節(jié)約自來水費約15.5萬元；蘇州市公共文化中心、工業(yè)園區(qū)中新生態(tài)科技城等通過屋頂、地面收集雨水用于灌溉綠化、沖刷廁所和清洗道路；徐州市在淮海戰(zhàn)役烈士紀念塔管理局、古彭大廈、西苑中學(xué)、機場小區(qū)等地安裝或修建雨水儲水池、小水窖、儲水桶等設(shè)施，每年雨水利用量達百萬方。

雖然不少城市開展了雨水利用的探索，也出臺了一些政策措施，但全省總體仍處于起步階段，基于低影響開發(fā)理念的雨水利用措施不足，城市雨水利用水平亟待提高。

二、江蘇雨水利用目標及途徑

1.總體目標

經(jīng)濟的快速發(fā)展使得江蘇蘇南出現(xiàn)水質(zhì)型缺水，蘇北水量型缺水與水質(zhì)型缺水并存，優(yōu)質(zhì)水資源的缺乏和水污染問題日漸成為制約城市發(fā)展的瓶頸。因此，江蘇的雨水利用目標除了要緩解城市內(nèi)澇外，還需特別突出“減排”，即減少雨量的排放和雨水中污染物質(zhì)的排放。

結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，確定江蘇城市雨水利用的總體目標是：樹立尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然的生態(tài)文明理念，將海綿城市與低影響開發(fā)理念貫徹到城市建設(shè)中，系統(tǒng)考慮從源頭到末端的雨水利用與管理，實現(xiàn)有利于減少雨水徑流污染、有利于雨水資源化利用、有利于降低產(chǎn)流系數(shù)，減輕城市雨澇災(zāi)害。

由于水資源、水文地質(zhì)等條件差異，不同城市雨水利用的側(cè)重點應(yīng)有所不同。①對于水資源相對缺乏的蘇北城市，雨水利用的目標主要側(cè)重于收集利用，削減徑流總量，可將雨水作為非常規(guī)水源納入水資源統(tǒng)一調(diào)配體系，通過供需平衡確定雨水收集利用量，在整個城市范圍內(nèi)全面推廣雨水收集利用設(shè)施建設(shè)；②對于水資源相對豐沛的蘇南城市，雨水利用的目標主要側(cè)重于徑流污染及徑流峰值控制，減少徑流總量及徑流污染排放，從而改善城市水環(huán)境，減輕城市雨澇災(zāi)害。

2.實現(xiàn)途徑

（1）徑流污染控制

由于徑流污染物變化的隨機性和復(fù)雜性，目前單純的雨污分流排水機制并沒有對初期雨水進行截留處理，徑流污染的控制仍依賴于源頭控制階段，主要途徑仍然是雨水下滲、雨水收集利用等削減徑流總量的方式。源頭控制徑流污染方法較多，按處理方式及規(guī)?？煞譃榧刑幚砗头稚⑻幚韮深?，其中集中處理以調(diào)蓄處理及生態(tài)凈化為主，分散處理以小型的初雨收集系統(tǒng)進行就地收集就地處理。建議采用小型、分散的截留處理系統(tǒng)，如屋面雨水截留技術(shù)、地面雨水截留技術(shù)等。

（2）雨水收集利用

一般雨水收集的集雨面包括屋面、地面和水面三類，屋面雨水因易于收集，且水質(zhì)相對較好，應(yīng)優(yōu)先選擇，不宜收集道路等污染較嚴重的下墊面上的雨水。因此，雨水收集利用的主要實現(xiàn)途徑是建筑和居民小區(qū)的雨水集蓄利用系統(tǒng)，對江蘇而言，收集的雨水經(jīng)處理達到相應(yīng)的水質(zhì)標準后應(yīng)優(yōu)先用于生態(tài)環(huán)境補水；其次是公共場所、家庭的非飲用水，如綠化、室外保潔等，可考慮將處理后的雨水進一步用于消防系統(tǒng)和公共衛(wèi)生間衛(wèi)生設(shè)備的用水，將雨水利用最大化。

（3）徑流總量及徑流峰值控制

徑流總量控制主要途徑包括雨水收集利用和下滲減排，兩者的比例需依據(jù)各地實際情況，通過合理的技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。徑流峰值流量控制途徑除了雨水收集利用和生態(tài)利用外，主要依靠調(diào)節(jié)排放。結(jié)合江蘇實際，在土地資源有限的條件下，可充分利用天然洼地、坑塘、河流、溝渠塘壩等現(xiàn)有水面作為調(diào)蓄池，重要區(qū)域或易澇區(qū)域可視情況建設(shè)地下調(diào)蓄池；新建區(qū)域應(yīng)結(jié)合城市雨水系統(tǒng)、自然和人工水體合理規(guī)劃雨水集蓄池的空間布局，適當(dāng)開挖人工湖或建設(shè)人工濕地來增強雨水調(diào)蓄能力。

三、城市雨水利用模式探討

1.不同下墊面雨水利用模式

城市下墊面一般由建筑物屋頂、各種道路、綠地以及水面等組成。不同類型下墊面因功能定位、用水特點等存在差異，雨水利用模式也有所不同，見圖 1。

（1）屋頂

①老舊建筑和小區(qū)可通過雨落管單獨收集進入雨水樽，或在雨水管處放置雨水桶收集，雨水經(jīng)初雨棄除或簡單處理后用于道路沖灑、綠地澆灌、洗車等。若建筑物周邊有一定規(guī)模的綠地或透水路面，可以將雨水管直接接入綠地或透水路面內(nèi)，通過綠地或透水路面滯蓄入滲地下。

②新建建筑和小區(qū)可將雨水管接入室外排水管道，與其他下墊面雨水統(tǒng)一收集，經(jīng)處理回用后可與小區(qū)建設(shè)同步實施。

③新建、改建的公共建筑可進行屋頂綠化。

④對于沒有足夠空間建設(shè)調(diào)蓄池的地區(qū)，可利用屋頂建設(shè)調(diào)蓄池，對徑流進行臨時滯留或暫時儲存，延遲雨水徑流到達下游管道時間。

（2）道路

①人行道、非機動車道、機動車道均進行透水鋪裝，增加入滲，一般機動車道鋪設(shè)透水瀝青或透水混凝土，人行道鋪設(shè)透水磚。

②道路旁如有綠地，可將道路坡向一側(cè)或兩側(cè)的綠地，如現(xiàn)有的綠地設(shè)置是高位的，可改造為低位的綠地，雨水口可設(shè)置在綠地內(nèi)。

圖1 不同下墊面雨水利用模式

③道路中間或兩邊配有景觀綠化帶、隔離帶，且路幅較寬的可建設(shè)雨水花園。

④道路有綠化隔離帶且綠地不高于路面的，可將高出行車道邊緣的兩側(cè)路緣石設(shè)置缺口或低于路面。

（3）綠地

①公園綠地一般面積較大，可在道路兩側(cè)、廣場四周地勢較為平緩處將綠地設(shè)置為下凹式；若綠地土質(zhì)密實、滲透能力有限，則在綠地內(nèi)部增設(shè)集雨口，蓄集后加以利用。公共建筑一般綠地面積小，且較分散，可視情況建設(shè)下凹式綠地，雨水排入綠地滯蓄和入滲后，超過標準的再經(jīng)綠地雨水口排入市政雨水管道。

②對于面積不是很大的道路兩邊的綠地，可建設(shè)植草溝作為景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)。

③對于有景觀湖體或大型蓄水池的公園綠地，可將屋頂、廣場和綠地雨水一起收集，利用雨水管道系統(tǒng)排入景觀水體，作為生態(tài)補水。

④在保證綠化覆蓋率的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化城市綠地布局，提升城市綠地的生態(tài)環(huán)境效益和雨水的積蓄能力。

（4）水系

①在保證防洪安全條件下，將城市河道硬質(zhì)護坡改為生態(tài)護坡，截留雨水，提升河道自凈能力。

②定期開展河道清淤和疏浚，對河道地段狹窄處進行拓寬，增大調(diào)蓄空間。河道旁如有洼地或砂石坑，可在其周圍修筑圍堤，內(nèi)部進行植物綠化，汛期用來蓄水，或河道與周邊砂石坑連通，利用周邊砂石坑引蓄增滲。

③打通斷頭浜，將相鄰水系連通，提高河道調(diào)蓄和排泄能力。

④結(jié)合地形地勢在豎向規(guī)劃時使四周岸坡朝向水體，降雨時使雨水徑流自行匯入水體。

2.不同區(qū)域雨水利用模式

如將城市劃分為已建成區(qū)和待建新區(qū)，已建成區(qū)一般按照傳統(tǒng)雨水利用與管理理念建設(shè)，單純依靠泵站及管道這類灰色雨水設(shè)施，排水方式單一，存在合流制溢流和內(nèi)澇頻發(fā)問題，雨水利用模式主要是通過改造的方式擴展其飽和的排水系統(tǒng)容量，并加強后續(xù)的管理維護，達到減少徑流、削減徑流峰值，緩解內(nèi)澇，降低徑流污染的目的。

待建新區(qū)要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念，按照低影響開發(fā)及現(xiàn)代雨水管理理念，從提高城市綜合競爭力、建設(shè)現(xiàn)代化生態(tài)城市的角度全方位考慮城市排水系統(tǒng)及雨水資源化利用，雨水利用模式是堅持規(guī)劃引領(lǐng)，先規(guī)劃后建設(shè)，通過加大區(qū)域綠化，整治區(qū)域河道，保護和改善現(xiàn)有水體，修建各種儲水和滲透設(shè)施，以增加城市的容蓄和入滲能力，減少排入排水管網(wǎng)和城市內(nèi)河的水量。

（1）已建成區(qū)

①改造

遵循改造后的綜合徑流系數(shù)不超過改造前、不增加既有排水防澇設(shè)施額外負擔(dān)的原則。

a.在下水道管網(wǎng)老化、排水管徑小的道路或建筑區(qū)，原有河道、蓄水溝或排水溝因開發(fā)建設(shè)被填埋的地區(qū)，地勢低洼、周邊降水匯聚而無法及時外排地區(qū)因地制宜建設(shè)調(diào)蓄池。

b.對淤堵河道進行清淤和疏通，對地段狹窄處進行拓寬，沿岸地區(qū)進行綠化，加大調(diào)蓄空間；主要景觀湖泊設(shè)置排水口，并在湖泊周邊推行淺草溝的排水方式，作為排水進入湖泊前的前置庫工程，調(diào)蓄的同時保護湖泊水質(zhì)安全。

c.可采用簡便易行、方便使用的雨水樽，或直接用雨水桶收集建筑和小區(qū)的屋頂雨水，或?qū)⒂晁苤苯咏尤胄^(qū)或公共建筑內(nèi)的花壇或綠地。

d.可結(jié)合道路改造，在路緣石設(shè)置缺口使雨水進入綠化帶，在機動車道鋪設(shè)透水瀝青，人行道鋪設(shè)透水磚，同時合理設(shè)置雨水口。

e.利用廣場正常的翻修和改擴建，將硬質(zhì)路面改造成透水路面，如有停車場、公眾娛樂休閑場地，鋪裝透水磚或嵌草磚；如有綠地，盡量改造成下凹式以增強入滲，道路可坡向綠地。

f.對有條件的綠地進行下凹式改造，非下凹式綠地周圍的道路、廣場等硬化地面，在其低洼處、變坡點設(shè)置普通或環(huán)保型集雨口，將雨水徑流通過管道系統(tǒng)輸運后收集利用。

②管理

a.按照優(yōu)水優(yōu)用、分質(zhì)供水原則，對具備公共綠化、道路沖洗使用再生水、河水和雨水的基礎(chǔ)條件的地區(qū)，通過工程、管理等綜合措施，逐步禁止公共綠化、道路沖洗取用自來水，強制將再生水、河水、雨水作為替代水源。

b.建立有效的雨水警報和反應(yīng)策略系統(tǒng)，及時掌握實時雨水情信息；當(dāng)城區(qū)主要河湖水位均接近警戒水位時，應(yīng)根據(jù)預(yù)警信號，綜合調(diào)度水利工程向外排水，預(yù)降水位，增大河道蓄水空間。

c.做好排水管道的疏通養(yǎng)護工作，加強管理，保證其正常運行，廣泛使用新技術(shù)、新工藝，讓養(yǎng)護手段逐漸向機械化過渡，降低養(yǎng)護成本，提高養(yǎng)護質(zhì)量。

（2）待建新區(qū)

①規(guī)劃

遵循最大限度降低對原有水系統(tǒng)、水環(huán)境、水生態(tài)影響的原則，地區(qū)綜合徑流系數(shù)一般不超過0.5。

a.控制土地開發(fā)利用強度，合理確定城市空間增長邊界和城市規(guī)模，提倡節(jié)約型開發(fā)模式，保障城市生態(tài)空間。

b.控制開發(fā)區(qū)域水面率在8%～10%，不得低于8%；綠地率在35%～40%。

c.可參考北京等發(fā)達地區(qū)，將新建區(qū)的雨水排放標準提高到3年一遇，經(jīng)濟條件略差的地區(qū)，可調(diào)整到2年一遇。

d.規(guī)劃建設(shè)用地面積2萬 m3以上新建建筑物，必須配套建設(shè)雨水收集利用系統(tǒng)；逐步禁止公共綠化、道路沖洗使用自來水。

e.積極采取各種滲透措施加強雨水滲透效果，硬化地面中，透水地面比例不小于40%。

②建設(shè)

a.在開發(fā)建設(shè)過程中整治沿途河道水系，每建成一塊區(qū)域就形成一個完善的以內(nèi)部河道為中心的排水體系。盡量保護現(xiàn)有湖泊、池塘等天然水體；可開挖較大面積水體，增加水環(huán)境景觀的同時，滿足城市排水和大量蓄積雨水；可利用公共設(shè)施如公園、校園、體育場、停車場等建地表或者地下雨水貯流設(shè)施，甚至可在道路下方修建大型地下貯流池。

b.利用河道旁的洼地，在其周圍修筑圍堤，內(nèi)部進行植物綠化，平時作為人們休閑的場所，汛期用來蓄水。

c.新建綠地有條件的均采用下凹式，綠地中應(yīng)有30%為滯留雨水的下凹式。

d.園林廣場、道路、停車場等硬化地面進行透水鋪裝，可在停車場地面下鋪設(shè)級配石料的過濾盲溝或多孔混凝土過濾板對雨水進行簡單過濾后收集回用于廣場水景和日常澆灑。

e.新建市政道路隔離帶或綠化帶有條件的均建設(shè)雨水花園。

f.新建建筑和小區(qū)同步建設(shè)雨水利用工程，可優(yōu)先采用天然洼地、池塘、景觀水體等進行雨水收集，無天然條件下，采用人工調(diào)蓄設(shè)施或者雨水收集回用設(shè)施補充。

[1]潘安君，張書函，陳建剛，等.城市雨水綜合利用技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京：中國水利水電出版社，2010.

[2]湯萌萌.基于低影響開發(fā)理念的綠地系統(tǒng)規(guī)劃方法與應(yīng)用研究［D］.北京：清華大學(xué)，2012.