武漢城區雨水綜合利用可行性及案例分析

張 飛 胡秀云 代 勤

(武漢科技大學城市建設學院，湖北 武漢 430065)

武漢城區雨水綜合利用可行性及案例分析

張 飛 胡秀云 代 勤

(武漢科技大學城市建設學院，湖北 武漢 430065)

針對武漢地區降雨量大的特點，分析了城市雨水徑流利用的可行性，結合海綿城市的相關理念，對武漢黃家湖大學城雨水利用系統進行了剖析，提出了以綠地建設、雨水景觀利用為核心的雨水綜合利用方案。

雨水，海綿城市，水質，雨水系統

1 城市雨水徑流利用可行性

一方面武漢地區雨量充沛，雨季持續時間長。同時大量硬化路面在城市化進程中建設起來，導致路面對水的滲透能力降低，無法發揮土壤對水的涵養作用，暴雨時易形成大規模地面雨水徑流，同時舊的排水管路無法及時排出積水，引發城市內澇，其中尤以“看海”現象嚴重的大學城地區為代表。如果對城市路面進行改造可以有效收集回用這部分雨水，同時緩解城市內澇，而且有研究指出南方地區雨水利用系統基本可以全年運行[1]。

另一方面城市水資源非點源問題長期被忽視，而實際上降雨徑流是引起城市水環境質量惡化的主要原因之一[2]。國內外研究表明，雨水徑流水質污染狀況十分嚴重[3]。同樣的武漢地區近年來汽車保有量大量增多，工廠數量不斷增加，空氣質量惡化，使初期雨水攜帶一定污染物。而由于輪胎磨損、油料漏損、建材廢料等使地面富集了大量污染物，也會被初期雨水沖刷，以筆者所在大學城為例，校區附近有一條交通干道——白沙洲大道，而相關研究表明白沙洲大道路面雨水污染物指標較高，其初期雨水水質指標甚至遠超過城市生活污水[4]。其他一些研究也論證了這一點[5-7]，這對雨水的綜合利用提出了挑戰。但不少研究也指出地面徑流存在初期沖刷現象，如果截留前2 min～12 min的初期雨水能較大程度削減降雨徑流污染物[5]，而之后的雨水中污染物含量將趨于平穩，也便于利用。

2 雨水徑流利用措施

在2015年4月份武漢成為了第一批海綿城市試點，而根據國務院有關指導意見，海綿城市的建設要最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%的降雨就地消納和利用[8]，同時提出了“滲、滯、蓄、凈、用、排”六項建設措施。

筆者認為，海綿城市的建設應當最大限度的適應自然，利用自然，而不是單純的利用工程措施對水進行攔蓄或者引排入河湖。同時一些研究表明，綠化程度越低，城市化程度越高，徑流污染越嚴重[9]，因而海綿城市的建設很重要，但一定要考慮到其是一個全面的工程。現有城市的建設規劃往往忽視了這一點。黃家湖大學城雖然也有部分植被，但建筑物及硬化路面占到了校園面積的很大一部分，雨水也未得到很好利用，筆者就此提出以下構想，實現低影響開發雨水系統。

2.1 雨水蓄積

大學城內雨水徑流與城市類似，通過路邊雨水口匯集后排入地下管網，大量的硬化路面使雨水滲透能力急劇減弱，植被減少導致無法阻止徑流形成，形成的大量徑流不易及時排出，易引發內澇。依據初期沖刷理論，初期雨水攜帶了大量污染物，而現有系統完全有能力將前15 min雨水引至污水處理廠，即將大部分初期雨水引至污水處理廠。雨水系統可以截取15 min之后的雨水，并引入濕地完成積蓄。因為新建地區雨污分流，故可在大學城內部雨水管接入市政管網前加閥，當初期雨水排放完成后，關閉雨水管閥門。在其末端設支管將水引入地下最終引向校內人造湖——沁湖，該支管前端采用PVC管加閥門，后端設置為多孔塑料管，外填多孔材料，大部分水將匯入沁湖，少量滲入土壤。在無車輛進出地區設置的人行道，采用透水材料鋪面，下用細砂及鵝卵石以緩沖雨水沖擊的影響，并在人行道兩側設濕式植草溝。

2.2 雨水凈化

沁湖本身及其周邊有植被，但為了保障全年較好的凈化效果，在池內增加種植菖蒲，蘆葦等水生植物，繼續種植往年已有的荷花等增加景觀性。在沁湖周圍設置植被過濾帶，種植植物和草類，平常兼做景觀用地，雨時積蓄雨水，現階段岸邊基本植被稀疏，滯留凈化效果不足。宜在人流多的一側選用較密集的種植方式，選用蓄水能力較強的植被，以緩解硬化路面導致的大范圍徑流，同時在硬化路面人少一側設置較窄過濾帶，較多選用景觀植物，滿足閑時觀賞需求。在沁湖湖岸旁人少一側設地下積水池通過地下箱涵與沁湖連通，箱涵內采用類似入滲溝式設計，加入填料，過濾其中雜質。學校附近雨水中污染物經過沁湖及周邊附屬綠地吸收凈化后，過濾進地下水池，將地下水池中的水用于中水回用。

2.3 雨水回用

通過地下水池與沁湖連通能保證長期中水供應，可將水池中的水抽調用于潔廁用水，景觀用水，而大學城地區人員較多且用水高峰并不總是存在，可設置高位水箱間歇式送水，采用浮球閥控制水量。另外，設立中控室，將水質監測結果，雨水管閥門開閉控制，水泵開閉時間等全部納入控制體系，晴時控制中水回用分配，雨時調節各集水設施合理調配，防止內澇。

3 雨水利用政策規劃

通過上述方案的闡述，筆者希望能提出一種初級的雨水利用模式，來為海綿城市的建設提供一些建議。同時，上述手段是遠遠不足以建設海綿城市的。雨水綜合利用系統的構建還需要在如下非技術手段幫助下不斷發展。

3.1 完善政府引導

政府建立相關管理機構，政策機構，不斷完善適合當地發展的相應法規和技術規范，可以與專門的高校，設計院合作，不斷探索新途徑，新思路，采用新材料，新技術，努力打造宜居城市和生態文明社會。

3.2 引進社會投資

可以引進民間資產來緩解城市建設壓力，以環境效益加以回報。可以通過政策鼓勵，積極引導民間資本加入海綿城市建設，特別是中水利用，濕地建設等可以帶來收益的項目，比如，中水收費可以放權于物業，濕地建設后可以適度建設盈利性休閑娛樂設施。

3.3 加強學科交叉

雨水的綜合利用以及海綿城市的建設在我國依然屬于一個新興領域，其中涉及的學科既包括傳統的市政工程，環境工程，也涉及信息與自動化，管理，生態修復等相關領域。應當加強學科的交叉融合，多行業共同發力，找出更加行之有效的方法，克服單一學科，單一門類的局限，對現有技術進行改造，使其更加適應城市建設的發展。

3.4 加大宣傳力度

投放公益廣告，加大宣傳教育，讓民眾參與到保護環境當中來，讓更多人保護和愛護環境。讓大家知道環境作為一種資源可以讓自己受益，提高公民自覺性，多使用公共交通，垃圾分類，愛護花草等，減輕環境負擔。

4 結語

武漢地區雨量充沛，宜充分利用城市路面雨水徑流來緩解水質型缺水現狀，同時通過與景觀設計、城市規劃相結合的海綿城市建設措施實現經濟，社會，環保效益的最大化。當然技術和政策必須相輔相成，不斷推進城市建設的發展。

[1] 車 伍，唐寧遠，張 煒，等.我國城市降雨特點與雨水利用[J].給水排水，2007，33(6)：125-127.

[2] 李立青，尹澄清，何慶慈，等.武漢市城區降雨徑流污染負荷對受納水體的貢獻[J].中國環境科學，2007,27(3)：128-130.

[3] 吳金羽.國內外城市道路雨水徑流水質研究現狀分析[J].資源節約與保護，2014(4)：19-20.

[4] 彭 亮，魏桃員.武漢市路面徑流特征及道路雨水利用分析[J].市政技術，2013，31(1)：33-34.

[5] 陳水平，付國楷，喻曉琴，等.城市雨水徑流水質特征及應對方法[J].三峽環境與生態，2013，35(4)：111-112.

[6] 馮萃敏,米 楠,王曉彤，等.基于雨型的南方城市道路雨水徑流污染物分析[J].生態環境學報，2015，24(3)：114-117.

[7] 張 立，許 航.武漢市降雨徑流污染特征分析[J].市政技術，2014(5)：97-100.

[8] 國務院辦公廳.關于推進海綿城市建設的指導意見[J].中華人民共和國國務院公報，2015(30)：235-240.

[9] 沈桂芬，張敬東，嚴小軒，等.武漢降雨徑流水質特性及主要影響因素分析[J].水資源保護，2015(2)：33-35.

Abstract: According to the large raining volume in Wuhan city, the paper analyzes the feasibility of the urban rainwater runoff utility, analyzes the rainwater utility system at Huangjiahu University City in Wuhan combining with the related ideas of sponge cities, and points out the rainwater comprehensive utility scheme centering on the grassland construction and rainwater landscape utility.

Key words: rainwater, sponge city, water quality, rainwater system

On feasibility of rainwater comprehensive utility in Wuhan districts and case analysis

Zhang Fei Hu Xiuyun Dai Qin

(CollegeofUrbanConstruction,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430065,China)

2016-03-16

張 飛(1994- )，男，在讀本科生; 胡秀云(1993- )，女，在讀本科生; 代 勤(1993- )，女，在讀本科生

1009-6825(2016)15-0131-02

TU991.14

A