海綿城市雨水處理技術與雨水利用分析

【摘要】洪澇災害與水資源短缺問題是我國目前要面對的問題，結合管理理念和雨水的利用，規劃“生態海綿”地區的雨水利用以及處理技術，雨水資源化的途徑將從城市規劃層面提出。研究“生態海綿”的建造技術和指標，經過“生態海綿”將雨水滲透從而滯留利用，達到保護水資源、防洪、以及控制水污染的綜合效益。

【關鍵詞】海綿城市；雨水處理；雨水利用

1、前言

這幾年，我國許多的大城市都出現內澇的情況，一到雨季必定出現內澇，在城市就能“看海”了；另一方面也同時存在城市水資源短缺的問題。產生這樣的現象與城市中傳統的排水系統有關，不透水地表經過雨水流過后直接從排水管道排出，只要雨量增加，排水系統超出設計排水能力，內澇就會出現在城市中；假如雨水快速被排走，城市中所需要水的數量不能得到滿足，就會出現缺水現象。所以說城市合理排去和收集雨水都很重要，構建綠色的“生態海綿”主要是以綠地等要素，來構成城市的合理化使用雨水資源和管理。

2、“生態海綿”的規劃

根據區域發展要求并落實深圳總體規劃，按照總體規劃要求創新規劃思路和方法。

2.1 規劃概述

“生態排水與管網排水”是結合深圳總體規劃的雨水排除新型模式，最新的可持續發展以及低影響開發等理念結合雨水的開發應用，創建“生態海綿”雨水利用地區的規劃理念。在“生態海綿”區域要求更改以往的排除雨水的方式，使用與自然相近的雨水治理辦法，盡量讓雨水不往外排，充分地讓雨水分散積蓄以及初步凈化。所有規劃的區域就像海綿一樣，短暫地將進入的雨水儲藏起來，讓雨水慢慢下滲或者再利用，強調雨水可持續利用，把雨水“排水量零增長”的形式表達出來，這就是規劃生態海綿地區的理念，這種理念符合保護生態環境、低碳發展的要求 。

2.2技術體系

由雨水凈化系統、雨水蓄集利用系統以及雨水滲透系統創建“生態海綿”地區的技術體系。以綠地改造利用技術是規劃方案的核心，結合別的以綠地為關鍵區域的雨水綜合利用技術，從而達到雨水生態海綿的吸收與滲透。

屋頂：以綠化屋頂和改造屋頂花園為主。廣場道路：以透水鋪裝改造為主。綠地：主要以雨水花園、低勢綠地等生物停留系統為關鍵，并且聯結滲透溝、植物溝渠滲入整個系統；生態濕地、景觀池等這些公共綠地的雨水集中利用于設施改造方面，并配備好對應的蓄水池；采取綠色街道的改造建設作為道路綠化帶的建設。后面詳談規劃設計計算，將根據標準進行計算和分析。

3、計算方案的設計

3.1 方案

將深圳的環境、地質、水文和氣象等條件進行研究分析，下滲補充地下水是雨水利用的主要途徑，一部分用來補充景觀水系。宏觀上，按照目前的水域與綠地把整個規劃區分布為南邊和北邊，不一樣的匯水面雨水通過前期截污的辦法后可以先下滲填補地下的水資源，剩下多余的雨水將以重力流方法匯集到南邊、北邊的水系當中。北邊使用目前的晾水池作為調蓄池接收還沒有滲透的雨水，南邊將已有的景觀湖泊作為調蓄池，并在水系周邊搭建親水平臺，利用公共綠色生態濕地建造景觀，既可以改變水質又可以美化生活環境達到雙重功效。下大暴雨的時候，既可以貯存一部分雨水又可以經過防洪渠排除多余的雨水。

3.2 設計計算

3.2.1 綜合滲透系統

在綜合商業用地上規劃，匯水面由屋面、綠地、道路和廣場組成示范區1，示范區要做到無景觀補水需求，因此本區雨水利用系統設計為“屋頂綠化+透水鋪裝+低勢綠地+滲透溝+高位本花壇植被淺溝、”的雨水綜合滲透利用系統。屋面綠化截留凈化屋面徑流經過的雨水后再流經高位花壇實行凈化滲透。

具體優化方案結合參考文獻分析如下：

（1）考慮屋頂綠化和設計零排放降雨量對經濟成本的影響來計算固定綠地改造和鋪裝改造比例分別為 20% 和30%，提升屋頂綠化改造的比例，而且改造比例越大經濟指標也會對應增大，但是對提升地塊零排放降雨量的效果不顯著，因而從節約成本上考慮必須適當降低屋頂綠化比例。

（2）結果表明，和屋頂綠化一樣 ，提升透水鋪裝改造比例，而且改造比例越大經濟指標也會對應增大，但是對提升地塊零排放降雨量的效果不顯著。考慮透水鋪裝和設計零排放降雨量對經濟成本的影響，固定綠地改造和屋頂綠化比例 分別為20%和10% 。

3.2.2 以景觀水體為核心的綜合利用系統

在公共綠地和商業綜合用地上規劃區內有景觀水體，因此規劃建造“以景觀水體為核心的綜合利用系統”。屋頂綠化截留凈化屋面雨水后再過建筑物周圍流入雨水花壇等設備實行滲透凈化。凈化后的雨水再流經設置于景觀水池中的人工濕地 ，經濕地處置后排入景觀水池，人工濕地處置出來的水質可以達到景觀水體的水質標準。多余的雨水經過綠地滲透系統實行下滲補充地下水。

采用同樣優化方法來分析最好方案，和綜合滲透系統一樣 ，得出的結論與綜合滲透系統相同：綠地是最經濟實惠的雨水利用場所，提升屋頂綠化和透水鋪裝改造的比例不但不能提升零排放降雨量而且加大經濟成本 。

綜合以上分析 ，綠地改造為11%左右、設計零排放降雨量為40mm左右是最佳雨水利用改造方案，符合“以景觀水體為核心的綜合利用系統”規劃。

利用綜合成本變化曲線（圖1）

3.2.3 規劃區綜合方案計算

通過規劃全區雨水利用的方案，按照雨水利用強度來劃分等級，以示范區的設計計算結論為依據，并提出了4種方案，具體見表1。

使用這一指標系統實行規劃方案的綜合效益分析，4種規劃方案的經濟性分析 ，規劃區可滯留98mm降雨量都可被“海綿”吸收，雨水利用率可達90%最佳方案3。本文已經對構建了“生態海綿”地區作出了評價指標。

方案3實行后可節約水資源量達到202.47萬m3，雨水通過綠地滲透和生態濕地等雨水利用設施凈化后，結合全區水域的調蓄和滲透補充地下水，很大程度上減輕了雨水中污染物對環境的污染 ，預計方案3 實行后可以減少101萬噸COD向外排放量，這是依據深圳雨水污染物濃度的監測得出的監測值，為保護生態環境作出重大意義。

4、結束語

未來可以借鑒“生態海綿”地區構建的經驗，進一步落實雨水利用規劃的政策和法規創新雨水利用規劃關念，盡量把雨水綜合利用規劃由非傳統規劃變成為法定規劃，讓社會了解雨水利用的重要性，加強有關研究和實踐的投入，從法律、經濟和教育等多方面提供保障，創造適合我國雨水利用的藝術與生活。

參考文獻：

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