綠色施工中城市雨水回收與利用探究

王慶愿

關(guān)鍵詞：綠色施工;雨水回收;利用技術(shù)

水是不可替代的自然資源，被稱為生命之源，是保障國家發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步不可或缺的基本要素，歷來都處于國家、民族的戰(zhàn)略高地[1]。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的推進(jìn)，迅速開展城市建設(shè)工作需要消耗大量的水資源，且消耗量呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，可利用水資源的供需矛盾也在逐漸加劇。在以往城市設(shè)計(jì)進(jìn)程中，比較注重雨水的排放，忽略了雨水的集儲(chǔ)[2]?？茖W(xué)開發(fā)利用天然雨水資源、提高雨水資源利用效率，可以有效緩解水資源緊張的現(xiàn)狀。近年來，隨著國家綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和推行，越來越多的建設(shè)工程項(xiàng)目將綠色施工放在了施工過程的首要位置，大力推廣和實(shí)施雨水回收與利用就是重要的舉措之一。同時(shí)，雨水回收與利用也是調(diào)節(jié)生態(tài)平衡、利用自然資源、節(jié)約自然資源的重要手段。因此，應(yīng)該更新雨水資源化的概念，從城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段開始，就要考慮雨水的集儲(chǔ)與使用，一部分雨水需要自然滲入地下，合理補(bǔ)充地下水，建立正常的水系循環(huán)系統(tǒng);剩余部分的雨水除了需要正常排放外，還要建立集儲(chǔ)、過濾、凈化系統(tǒng)，對雨水加以利用[3]。凈化處理后的雨水可以輸送至城市道路景觀綠化帶、城市公園、城市綠地、公共衛(wèi)生間、洗車店等非飲用水取水點(diǎn)，作為道路灑水、綠化帶澆灌、城市綠地澆灌、公共衛(wèi)生間沖洗以及洗車店洗車的用水[4]。盡管雨水集儲(chǔ)、過濾、凈化系統(tǒng)會(huì)增加城市建設(shè)投資成本，但是從長遠(yuǎn)來看，既符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也符合國家生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)，與國家提倡的海綿城市建設(shè)相輔相成[5]。對于雨水較多且存在內(nèi)澇問題的城市，可以在利用雨水回收產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，解決城市內(nèi)澇問題，還城市居民一個(gè)平安出行的環(huán)境，增加人們生活的幸福感和獲得感。

1 從雨水回收的角度看城市化問題

雨水作為一種天然的淡水資源，根據(jù)季節(jié)的不同，既有豐富的時(shí)段，也有匱乏的時(shí)段。雨水豐富的季節(jié)，可能會(huì)給城市造成一系列排水問題，如果雨水量超過排水管網(wǎng)能力，勢必會(huì)引起城市內(nèi)澇，甚至?xí)斐煞课莸顾脱蜎]道路，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[6]。在雨水匱乏的季節(jié)，會(huì)導(dǎo)致城市干旱，形成熱島效應(yīng)，造成局部天氣異常。為了滿足城市用水需求，不得不進(jìn)行地下水資源開采，進(jìn)而導(dǎo)致地下水位越來越低。如果不能及時(shí)進(jìn)行地下水補(bǔ)給，還會(huì)引起其他問題，如海水入侵、飲用水安全無法保證，一些地方甚至?xí)霈F(xiàn)地面沉降，而雨水利用可以減少地下水資源的開采，防止進(jìn)一步地面沉降。缺水、干旱、水資源枯竭與城市內(nèi)澇、洪災(zāi)都是因水而起，但前者是因?yàn)槿彼?，后者是因?yàn)橛晁^量。水資源引起的問題在當(dāng)前以及未來很長時(shí)間內(nèi)，始終是我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可避免的重要因素。許多城市的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)沒有充分考慮自然水體循環(huán)和循環(huán)水體路徑，更是忽略了雨水對城市化的影響，城市總體設(shè)計(jì)跟不上城市建設(shè)的步伐，過快的城市工程建設(shè)難免會(huì)破壞原有的循環(huán)水體路徑，阻礙自然水體循環(huán);同時(shí)，隨著不斷提升的城市道路硬化率，還要面對日益增長的不透水路面地表徑流雨水排放問題，導(dǎo)致城市應(yīng)對雨雪異常天氣的能力較差。大部分城市針對雨水采取以排為主、以滲為輔的處理方式，使地下水不能及時(shí)得到補(bǔ)給，水量日益減少，可能導(dǎo)致城市地下水資源枯竭、城市用水供需矛盾加劇，進(jìn)而引發(fā)一系列問題[7]。研究回收與利用雨水的對策和措施，收集并利用豐富的雨水資源，幫助解決因水而產(chǎn)生的各種城市問題至關(guān)重要。

當(dāng)前，我國對雨水的集儲(chǔ)和有效使用尚處于初級研究階段，技術(shù)還處于探索初期。眾所周知，雨水可以有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，應(yīng)合理集儲(chǔ)雨水，統(tǒng)籌考慮且有效使用雨水，結(jié)合供水、排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，先地下再地上，對整個(gè)市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)采用“一張藍(lán)圖畫到底”的思路，做到地面收集、地下集儲(chǔ)，再把集儲(chǔ)的水資源過濾消殺后輸送至所需區(qū)域。減少雨季的最大流量，保障河流水位基本穩(wěn)定，同時(shí)增加水的蒸發(fā)，以改善城市生態(tài)環(huán)境，遏制環(huán)境惡化[8]。此外，雨水提高了水資源利用率，可作為道路清潔、灌溉、城市綠化等市政用水。利用多單元雨水，既可儲(chǔ)存暴雨前期、中期的水量，又能起到錯(cuò)開洪峰的作用，減少排入城市管網(wǎng)、江河湖泊的水量[9]。如果政府職能主管部門可以從資源開發(fā)、生態(tài)補(bǔ)償和城市可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，給予相應(yīng)的政策支持，強(qiáng)化管理模式，設(shè)立專項(xiàng)基金，加強(qiáng)雨水利用與產(chǎn)業(yè)整合的科學(xué)研究與推廣，采取雨水入滲措施，建立合理高效的雨水集儲(chǔ)系統(tǒng)，將是一個(gè)“功在當(dāng)代，利在千秋”的利民工程，適合可持續(xù)發(fā)展道路。

國家、政府職能主管部門應(yīng)立法先行，制定雨水集儲(chǔ)相關(guān)法規(guī)條例，并作為建筑報(bào)批報(bào)建的強(qiáng)制性條件[10]。盡管雨水回收在推廣階段成本較高且較為困難，但非常有必要。雨水集儲(chǔ)再利用是新風(fēng)尚，是建筑綠色評定的重要指標(biāo)之一，在實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源的同時(shí)，也保護(hù)了人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，降低了城市維護(hù)道路清潔、綠化澆灌的成本。

2 雨水的回收、儲(chǔ)存及凈化利用

雨水回收主要經(jīng)過3個(gè)過程，即集儲(chǔ)、無害化消殺、向需求點(diǎn)輸送。常用模式是在雨水集儲(chǔ)后，先清除懸浮物，再進(jìn)行無害化消殺，最后輸送至水庫存儲(chǔ)或者直接輸送至用水點(diǎn)使用。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，只是經(jīng)過簡單消殺過濾的雨水是不能代替城市自來水的，也不能直接作為飲用水飲用，但比較適合澆灌花草樹木、道路灑水降塵、衛(wèi)生間沖洗[11]。此外，收集到的雨水也可以被泵到頂層的水塔，在處理和儲(chǔ)存后，作為消防備用水。

雨水主要有建筑物表面匯集的水、硬化路面的水和綠地或裸露地面的水。其中，硬化路面匯集的雨水一般水質(zhì)較差，且不易收集。綠地或者裸露地面的水基本滲入地下，很難收集，且含有泥沙，不易凈化。建筑物表面匯集的雨水不易受到污染，可以通過前期建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有效收集，還可以直接作為建筑物本身的消防備用水或衛(wèi)生間的沖洗用水，回收難度和回收成本相對較低，應(yīng)該優(yōu)先考慮。如果有條件對城市路面進(jìn)行改造，建議采用透水混凝土、透水瀝青等透水性材料，可以及時(shí)將雨水排入地下，補(bǔ)給地下水。建筑物陽臺(tái)的廢水不能進(jìn)入雨水管，在雨水進(jìn)入收集系統(tǒng)之前，要用濾網(wǎng)或過濾器對其進(jìn)行過濾[12]。此外，也可以在屋頂上設(shè)置一個(gè)花園雨水利用系統(tǒng)，還可以考慮在建筑物頂部設(shè)置屋頂花園或屋頂綠化帶，利用屋頂花園或屋頂綠化帶泥土對水質(zhì)的凈化性能，對建筑物頂部的雨水進(jìn)行物理過濾。

3 確定雨水利用設(shè)計(jì)方案

3.1 直接利用

根據(jù)雨水的集儲(chǔ)部位和雨水的收集途徑，可直接利用雨水分為屋面雨水、道路雨水、綠地雨水。

3.1.1 屋面雨水

建筑物表面匯集的雨水不易受到污染，可以通過前期建筑設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有效收集，且可以直接作為建筑物本身的消防備用水或衛(wèi)生間的沖洗用水，回收難度和回收成本相對較低。

此外，還可以采用屋面環(huán)保材料，減輕雨水的污染，提高雨水潔凈度。

3.1.2 道路雨水

道路雨水主要指道路表面匯集的雨水。道路雨水污染源比較多，水質(zhì)不易控制，且地面交通復(fù)雜多變，不易收集，可以在道路設(shè)計(jì)時(shí)，采用透水混凝土、透水瀝青等透水性材料，及時(shí)將雨水排入地下，通過地下截留溝截至過濾盲溝進(jìn)行物理過濾后，集儲(chǔ)到過濾區(qū)域集中處理后再利用，可以用于道路的灑水降塵和道路綠水帶的澆灌。

3.1.3 綠地雨水

綠地雨水的潔凈度介于屋面雨水與道路雨水之間，易攜帶泥沙。由于草坪本身雨水入滲較快，收集難度較大，可以在草坪底部設(shè)置不透水層進(jìn)行雨水截留集儲(chǔ)，將收集到的雨水供綠地澆灌使用，做到自給自足。

3.2 間接利用

城市中雨水的間接利用部位主要分為屋頂花園、下沉式綠地、透水鋪裝路面。

3.2.1 屋頂花園

屋頂花園的泥土要求具有透水性，達(dá)到綠植生長的必要條件[13]。經(jīng)過綠色植物和泥土對雨水的吸收和物理過濾，雨水基本可以滿足屋頂花園綠色植物的生長需求。綠色植物是城市的綠肺，可以美化城市環(huán)境、調(diào)節(jié)城市濕度和溫度以及增加氧氣含量。

3.2.2 下沉式綠地

下沉式綠地也稱下沉式草坪，高度低于周圍地面，雨水可以很方便地流入。草坪表皮泥土松軟，草坪根系發(fā)達(dá)，易引入雨水，透氣性好，吸收雨水的效果明顯。通過先期設(shè)計(jì)或把既有草坪改造成下沉式綠地，合理減少綠色空間，不僅可以減少草坪養(yǎng)護(hù)用水，還可以補(bǔ)給地下水。

3.2.3 透水鋪裝路面

透水混凝土、透水瀝青等透水性材料可以廣泛應(yīng)用于城市廣場、大型停車場、人行道等區(qū)域，可以將雨水快速排入地下，避免造成表面積水，通過廣場、停車場、人行道等四周的盲溝或者水溝匯集過濾后，進(jìn)入消防管網(wǎng)或者道路清掃儲(chǔ)水池。

4 結(jié)語

由于城市建設(shè)的加快，必須將雨水循環(huán)利用作為城市規(guī)劃的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，提高雨水資源的利用率。目前，國內(nèi)對雨水的回收與利用還處于初級探索的階段，在這方面的研究應(yīng)用還有極為廣闊的空間。從城市總體規(guī)劃設(shè)計(jì)、雨水回收利用系統(tǒng)推廣等方面探尋雨水資源回收利用的對策及途徑，需要政府的支持和公眾的參與。