有關市政道路雨水收集利用方法分析

孫雨石

（大連市市政設計研究院有限責任公司 ，遼寧大連 116011）

1 市政道路雨水收集概述

1.1 市政道路雨水收集的意義

市政道路雨水收集是針對城市開發建設區域內的屋頂、道路、庭院、廣場、綠地等不同下墊面所產生的徑流，采取相應的措施進行收集利用，以達到充分利用資源和減輕區域防洪壓力的目的。城市市政道路雨水收集不是狹義的利用雨水資源和節約用水，它還包括減緩城區雨水洪澇，回補地下水減緩地下水位下降趨勢，控制雨水徑流污染、改善城市生態環境等廣泛的意義。因此，城市雨水利用是一項多目標綜合性控制技術。當前水資源的缺乏已成為世界性的問題，在傳統的水資源開發方式已無法再增加水源時，回收利用雨水成為一種既經濟又實用的水資源開發方式。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存利用，是從水文循環中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決未來水資源短缺問題做出重要貢獻。集雨用雨不僅可以大大提高水資源的利用效率，還可以有效改善區域生態環境，減輕城市河湖防洪壓力，減少需由政府投入的排洪設施資金。

1.2 市政道路雨水收集的價值

隨著城市化的進程，造成地面硬化（如建筑屋面、路面、廣場、停車廠等），改變了原地面的水文特性，干預了自然的水文循環。這種干預產生的效果是負面的：大量雨水流失，交通路面頻繁積水影響正常生活，雨洪峰值變大加重排水系統負荷，土壤含水量減少，熱島效應及地下水位下降現象加劇等。而與此同時，我國城市缺水問題卻越來越嚴重，全國六百多個城市中，有近400座城市缺水或嚴重缺水，且均呈遞增趨勢，以至國家花費巨資搞城市調水工程。市政道路雨水收集的價值主要體現在以下幾個方面：（1）水資源方面。雨水利用是解決城市缺水和防洪問題的一項重要措施。雨水利用就是把從自然或人工集雨面流出的雨水進行收集、集中和儲存利用，是從水文循環中獲取水為人類所用的一種方法。雨水利用將會為解決未來水資源的短缺問題做出重要貢獻。（2）生態方面。市政道路雨水收集能夠改善生態環境，補充涵養地下水，減少水旱災害，有效緩解農村飲水困難，促進高效農業的發展和農民增產增收并改善人居生活條件，促進新農村建設。（3）經濟方面。市政道路雨水收集能夠節約用水并減少用水費用。市政道路雨水收集能夠消除污染排放而減少的社會損失并能節省城市排水設施的運行費用，節水可增加國家的財政收入。市政道路雨水收集還能通過改善城市生態環境并帶來收益。

2 市政道路雨水收集方法分析

2.1 市政道路雨水收集分析

作為水資源利用迅速在世界各地得到發展。許多發達國家如日本、澳大利亞和德國都很關注雨水的利用。近幾十年來，隨著水資源供需矛盾的日益突出，我國也認識到雨水資源的價值，并采取了很多有效措施、因地制宜地進行雨水綜合利用。市政道路雨水回收主要分為：（1）雨水回收的直接利用。雨水直接利用是指將雨水收集后直接回用，應優先考慮用于小區雜用水、環境景觀用水和冷卻循環用水等。由于我國大多數地區降雨量全年分布不均，故直接利用往往不能作為唯一水源滿足要求，一般需與其它水源一起互為備用。（2）雨水回收的綜合利用。雨水綜合利用是指根據具體條件，將雨水直接利用和間接利用結合，在技術經濟分析基礎上最大限度地利用雨水。市政道路雨水收集的一般模式是將地面雨水通過雨漏管和暗渠收集，通過分散或集中過濾除去徑流中顆粒物質，然后將水引入蓄水池貯蓄，在積水模塊箱中安裝水處理設備對收集來的雨水進行處理。市政道路雨水收集后的處理過程，與一般的水處理過程相似，唯一不同的是雨水的水質明顯的比一般回收水的水質好。市政道路雨水收集中的中水主要是指收集的雨水經過處理后達到一定的水質標準、可在一定范圍內重復使用的非飲用水，其水質介于上水于下水之間，是水資源有效利用的一種形式。中水系統是指中水的進化處理、集水、供水、計量、檢測設施，以及其他附屬設施集合在一起的結合體，是建筑或建筑小區的功能配套設施之一。市政道路雨水收集中的中水處理流程分三步：前處理階段、主要處理階段（生物膜處理、混凝、沉淀池、生物膜處理）、后處理階段（消毒）。格柵用于廢水預處理工程，以截留廢水中較大懸浮物與漂浮物，防止水泵、排水管，以及處理設備堵塞。格柵是由金屬或格條制成的框架，斜置或垂直于污水流經的渠道上，以截流大塊呈懸浮或漂浮狀的污染物。

市政道路雨水收集需要先對年均可利用雨水量進行計算，收集小區總匯水面積確定后，還需要對綜合雨量徑流系數進行測量和確定。考慮雨水回用用途對水質要求，將雨水通過雨水收集系統進行收集，再經過初期棄流后進入PP模塊組合水池進行儲存，經雨水過濾板過濾后即可回用。按設計規范要求，屋面雨水初期棄流可采用1～3 mm徑流厚度，路面雨水初期棄流可采用3～5 mm徑流厚度，水池計算容積已拋去棄流雨水量，即為實際可收集雨水量。結合實際用水量及水池的實際占地情況，雨水收集時需要在科學、合理的地方建立蓄水池。余量雨水以溢流形勢排放至市政雨水管網。一次降雨可供回用總水量需要科學測定。考慮到雨水的保質周期，設計人員還需仔細考慮每天的雨水回用量。根據用途不同采用不同的處理方式，市政道路雨水收集主要用于綠化、道路澆灑及景觀補水，考慮雨水的水質，以及對用水水質的要求，雨水在經過初期棄流后的水質為：CODcr70～100 mg/L；SS20～40 mg/L。所以雨水在經過簡單的處理后即可達到相應的水質標準。通過測試可以看出在雨水的收集利用過程中，初期降雨水質質量，若質量較差應該將初期降雨的雨水予以排除，收集較為潔凈的中、后期降雨的雨水。能夠實現這一功能的設備稱之為雨水初期棄流裝置，如圖1所示。

屋面雨水的棄流采用棄流井，內置雨水棄流裝置。棄流雨水進入路面雨水排放管線，中、后的潔凈雨水進入屋面雨水收集管線，流向雨水儲水池。用于收集雨水的儲存裝置，采用成品裝配式PP方塊，可以采用不同數量的組合，而成不同的容積。該材質儲水池便于安裝施工，且容易保證儲水池內水質。此類PP儲水方塊可回收使用。以聚丙烯塑料模塊相組合，形成一個地下水池。在水池周圍根據工程的需要可以包裹防滲不透水和可以入滲透水的兩種土工布，做成貯水型和滲透型的兩種不同類型。塑料模塊組合的水池安裝方便，承載力大。同時內壁粗糙度為0.009，比混凝土內壁光滑，內部結構不易附著雜質，更有利于保證水質穩定。水池上方可作為綠地，種植花草和樹木等，起到美化環境的作用。

2.2 市政道路雨水收集工程的施工

市政道路雨水收集管道用挖掘機開挖溝槽，施工人員需要對市政道路進行勘察探測，雨水收集管道的鋪設需要帶水作業。先對支管和干管上游的上一個檢查井進行封堵，必要時用水泵疏導，然后快速地把雨水管道連續鋪設，不預留井位，在有檢查井的位置用小型切割機根據檢查井的大小切掉混凝土管道的上半部分，形成一個方形的孔，管道的下半部分作為流水槽。這樣可以快速地把支管的水流導入槽內，工作人員可以在無水的條件下砌筑檢查井，有利于保證檢查井的質量。雨水收集和排泄管道鋪設完成和檢查井砌筑完畢后，在回填之前要盡可能從管道上游往下游分段進行閉水試驗。上游段試驗合格后，可往下游段充水。閉水試驗合格后才能進行管溝的回填。路基挖方采用挖掘機挖方，棄土場采用推土機或裝載機平整。路床挖方完成后，將檢查井用鋼板或木板蓋嚴，并在其位置進行標記，以便于井室安砌。路床采用推土機，振動壓路機（不起振）初壓，壓路機復壓。路床如有翻漿，應按規范要求處理，檢驗合格后進行下道工序。石灰土拌和采用廠拌法施工。按體積比用挖掘機和裝載機配合拌和，用汽車運至現場，推土機粗平，拌和機攪拌后及時測定灰含量。石灰含量符合要求后再進行整形碾壓，平地機細平，振動壓路機終壓，灰土養生采用灑水車養生。機動車道路邊石采用花崗巖路邊石，非機動車道及便道設施帶采用混凝土側平石；檢查井及收水井采用砂漿砌機磚。并將沿線舊井室恢復至二灰石上平；蓋上鐵板，待鋪油后接砌至設計高程。瀝青混凝土由瀝青攪拌廠集中攪拌，攤鋪作業使用自動調平攤鋪機，使用前根據工程需要調整和選擇攤鋪機的結構參數和運行參數。人工配合，分層流水作業進行攤鋪，施工現場設專人測油溫，保證攤鋪和碾壓的適宜溫度。碾壓作業緊隨之后，首先用8～10 t壓路機初壓2遍；振動壓路機進行復壓，碾壓遍數根據試壓確定（一般4～6遍）；終壓緊跟復壓后進行，使用關閉振動的振動壓路機碾壓不少于2遍。面層瀝青混凝土完成后，按所作標記挖出收水井及舊排水井室，收水井井口部位用切割機按設計尺寸割縫清除再現澆混凝土并安穩球墨鑄鐵井篦；用吊車配合人工將井圈、井座按路面高程安裝。在機動車道完工后，進行非機動車道便道及設施帶、綠化帶的施工。按圖紙要求，首先平整路床，壓實后攤鋪灰土，然后平整、碾壓，合格后，鋪砌便道磚。

3 結語

城市雨水利用是一種新型的多目標綜合性技術，具有節水、水資源涵養與保護、控制城市水土流失和水澇、減少水污染和改善城市生態環境等綜合效益。因此，采用市政道路雨水收集技術能夠適應現代化城市對水資源保護與可持續利用的要求和城市水生態環境保護及可持續發展的要求。

[1]GB50400-2006,建筑與小區雨水利用工程技術規范[S].

[2]JTJ018-97,公路排水設計規范[S].

[3]鄧志光，吳宗義，蔣衛列.城市初期雨水的處理技術路線初探[J].中國給水排水，2009.