淺談海綿城市建設(shè)中的技術(shù)手段與方法

丁嘉新

摘 要：當(dāng)今我國同時面臨著洪澇災(zāi)害、水資源短缺、水質(zhì)污染等多種水環(huán)境問題，這些問題的背后暗藏緊密的聯(lián)系，形成惡性循環(huán)。我們急需一種綜合性、系統(tǒng)性的方法去根治這一頑疾，“海綿城市”這一理念便應(yīng)運(yùn)而生。本文從給排水專業(yè)的角度，結(jié)合筆者自身的一些思考，對建設(shè)海綿城市的具體方法和技術(shù)手段做簡要的分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：海綿城市;雨水;滲透收集;回用

1? 海綿城市的發(fā)展背景

我國是洪澇災(zāi)害多發(fā)的國家，每到夏天，“逢雨必澇”幾乎成了許多城市的代名詞。人在大自然面前固然是渺小的，一些大江大河流域因暴雨導(dǎo)致的洪水暴發(fā)人類難以完全抵御;但在城市中，看似不大的降雨卻總能引起道路積水，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)活動，這顯然是不正常且可以解決的問題。與此同時，水資源短缺同樣困擾著我國，這一反兩面的態(tài)勢不僅造成經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，還嚴(yán)重制約著我國的發(fā)展，最終催生了“海綿城市”這一全新理念。

海綿城市，是指城市在應(yīng)對雨水帶來的洪水內(nèi)澇和適應(yīng)環(huán)境變化的等方面具備良好的“彈性”，可以像海綿一樣壓縮、回彈，即把降水吸收、儲存，需要時可以再釋放出來，不僅防止了城市內(nèi)澇，還為生產(chǎn)生活提供了水資源，可謂一舉兩得。在2012年4月舉辦的“2012低碳城市與區(qū)域發(fā)展論壇”上，“海綿城市”這一概念被首次提出，由此國內(nèi)開始了建設(shè)海綿城市的步伐。

2? 海綿城市的核心系統(tǒng)

2.1雨水的滲透與收集

在傳統(tǒng)的城市建設(shè)模式中，道路以硬化路面為主，大量雨水被水泥、柏油阻隔無法自然下滲，排水完全依賴管網(wǎng)和泵站，內(nèi)澇頻發(fā)。海綿城市中更多地利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等綠色設(shè)施以及濕地、坑塘等天然“海綿體”來 吸納、排出雨水，防止短時間內(nèi)因暴雨排泄導(dǎo)致內(nèi)澇。下面簡單介紹幾種雨水滲透收集的設(shè)施和技術(shù)手段。

植草溝為橫切面為三角形或梯形的帶狀下凹綠地，比較適用于狹長地帶。植草溝底應(yīng)鋪設(shè)石頭防止因水流過快導(dǎo)致土地侵蝕。如果植草溝的豎向坡度超過4°，應(yīng)設(shè)置可以減緩水流的消能坎。雨水通過植草溝的過濾，除了被植物截留的小部分外，一部分滲入至地下，另一部分通過雨水收集口和管道匯集到貯水池中。整個過程高效環(huán)保，同時美化了環(huán)境。

雨水花園是指自然形成或人工挖掘的淺凹綠地，從上至下依次為蓄水層、樹皮覆蓋層、植物、種植土和填料層、礫石層。常用于匯集地面或來自屋頂?shù)挠晁?，通過植物和土壤的天然凈化作用后下滲并貯存起來。小型的雨水花園一般多用于住宅小區(qū)，一些比較大型的具備調(diào)蓄和凈化雨水徑流能力的下沉式綠化設(shè)施也可稱為雨水花園，其可在蓄水的同時對雨水進(jìn)行處理。

海綿滲水磚是一種新型材料，可以充分吸收雨水，防止道路積水。同時還有抗凍防滑和結(jié)實(shí)耐用的優(yōu)點(diǎn)，可在人行道、公園等鋪磚場所推廣使用。

除了地面雨水，屋面雨水的處理同樣重要。在承重和坡度合適的屋面打造綠色屋頂，有利于屋面完成雨水的收集和凈化。對于不適用綠色屋頂?shù)奈菝?，也可以通過排水溝等傳統(tǒng)方式收集雨水。降雨時，屋面徑流雨水匯集在天溝內(nèi)，通過雨水斗進(jìn)入排水管，在雨水立管和排出管上設(shè)置雨水雜質(zhì)截污、分流或棄流裝置，在降雨初期將雨水排入小區(qū)雨水管網(wǎng)，當(dāng)累計(jì)雨量達(dá)到預(yù)先設(shè)定數(shù)值時，棄流裝置自動關(guān)閉棄流管，開始雨水收集并排入儲水池。

2.2雨水的回用

在城市中雨水回用常作為中水回用的重要組成部分，目前在國內(nèi)的推廣程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。其中有初期建設(shè)成本的原因，也有政策導(dǎo)向的原因。一些發(fā)達(dá)國家對雨水的回收利用非常重視，并早已推廣應(yīng)用，比如德國的建筑內(nèi)一般都會設(shè)置雨水收集和回用系統(tǒng)。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，德國家庭的沖廁用水量約為110L/d，加上洗衣用水約為150L/d，自五月下旬起隨著降雨量的增加，一直持續(xù)到九月，在此期間家庭收集的雨水可同時滿足沖廁和洗衣的需要。由此可見雨水回用的巨大價值。

對城市而言，收集到的雨水可應(yīng)用到以下生產(chǎn)活動中：

環(huán)衛(wèi)用水。由于氣候干燥，很多城市經(jīng)常需要灑水車對道路灑水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鄭州市僅防塵灑水一項(xiàng)，相當(dāng)于每天用水3.5萬噸，實(shí)際情況還超過這一數(shù)值。其實(shí)，無論是防塵灑水還是清洗街道，均無需高標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)，完全可以將收集儲存的雨水應(yīng)用于城市環(huán)衛(wèi)。

綠地灌溉。城市綠地的維護(hù)保養(yǎng)離不開大量的水，據(jù)報道，江蘇無錫市綠地維護(hù)僅一條街一天用水量達(dá)100噸以上，一個小區(qū)綠化灌溉用水每月高達(dá)2000噸，而目前很多城市的綠地灌溉都是直接采用自來水。雨水本身就可以為植物灌溉，使用自來水無疑是巨大的浪費(fèi)，在少雨季節(jié)可使用收集儲存的雨水對綠植進(jìn)行灌溉。

景觀用水。城市中的噴泉、水景等景觀用水對水質(zhì)要求不高，只要滿足清澈、無異味、無污染即可，收集的雨水只需簡單過濾便可直接使用。

混凝土攪拌。 建筑行業(yè)是用水大戶，單就混凝土攪拌來說，不僅混凝土加工的過程中需要水，攪拌機(jī)、水泥罐車的清洗也需要大量的水，雨水足以滿足這些用水需求。

沖廁用水。沖廁用水占城市生活總用水量的約30%，我國每人每天大概需100L以上，國內(nèi)目前很少有采用雨水沖廁的衛(wèi)生間。

2.3城市雨水排水系統(tǒng)的升級改造

城市雨水排水系統(tǒng)在海綿城市的建設(shè)中仍扮演著重要角色，在此簡單介紹兩種發(fā)達(dá)國家的雨水排水系統(tǒng)。

（1）改良型城市分流制排水系統(tǒng)。是指將生活污水、工業(yè)廢水和道路雨水完全分流，道路徑流經(jīng)雨水管網(wǎng)收集至調(diào)蓄設(shè)施中，然后排放進(jìn)受納水體;建筑屋面徑流則通過管網(wǎng)直接排放入受納水體，或直接滲透進(jìn)入土壤。該系統(tǒng)使得污水處理廠的正常運(yùn)行不受降雨天氣影響，減少了地下管線的交錯，同時雨水處理設(shè)備可以小型化，節(jié)省投資和成本。

（2）大型地下雨水調(diào)蓄系統(tǒng)。這種設(shè)施雖然建造成本較高，工期長，但對防止內(nèi)澇作用十分顯著。日本東京地區(qū)幾乎沒有內(nèi)澇的發(fā)生，其中一個重要的“秘密武器”就是位于東京外圍埼玉縣的“東京外圍排水系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的核心是一個巨大無比的調(diào)壓水槽，面積達(dá)到了13806平方米，通過十米寬的雨水管道與五個大型蓄水池相連。在暴雨時整個系統(tǒng)可以儲存巨量的雨水，可以回用或排放至附近的受納水體中。

3? 展望與總結(jié)

經(jīng)過幾年的努力，我們可以看到一些城市在建設(shè)海綿城市中取得的成效，但從全國來看，發(fā)展的空間還很大。雨水作為一種非傳統(tǒng)資源，如果能把它“變廢為寶”，對于城市的發(fā)展具有重大的意義，不僅解決了內(nèi)澇問題，還極大地節(jié)約了水資源，讓城市綠意盎然，改善了生態(tài)環(huán)境。要想讓海綿城市的建設(shè)有更長遠(yuǎn)的發(fā)展，筆者個人認(rèn)為首先要有足夠的政策支持，以政府引導(dǎo)為核心，在道路雨水方面對雨水管網(wǎng)進(jìn)行綜合改進(jìn)，可以修建大型雨水調(diào)蓄池，同時規(guī)劃建設(shè)綠地花園，大面積使用滲水磚;建筑雨水的收集回用可以從公共建筑入手，先建設(shè)一些試點(diǎn)項(xiàng)目，對整個雨水收集利用系統(tǒng)的使用效果進(jìn)行綜合評估，達(dá)到預(yù)期期望再進(jìn)一步推廣;對私宅和一些個體經(jīng)營場所，政府要鼓勵進(jìn)行雨水的收集回用，必要時可以提供技術(shù)指導(dǎo);還要注重宣傳，讓每個人都能參與到海綿城市的建設(shè)中去。我相信未來會有更多的海綿城市如雨后春存般在我國成長起來。

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