城市水環境變化及城市雨水蓄用方法探討

陳祥宇，陳吉星，任澤儉

（1.濟寧市水文中心，山東 濟寧272017；2.濟寧市水利事業發展中心，山東 濟寧272017；3.山東潤魯工程咨詢有限公司，山東 濟南250109）

1 城市水環境變化分析

1.1 雨水下墊面化，徑流系數提高

由于城市社區、廣場、道路面硬化和地下商場及地下車庫建設，地表水入深少，攔蓄雨水能力低，徑流系數提高，匯水快，流量大，道路成河現象時有發生，災害頻繁。通過SWMM模型分析，濟寧市未開發前徑流系數約為0.22，現中心城區徑流系數明顯增大。

1.2 地下水補給困難，地下水位下降

由于城市發展用水量增加和地下水補給減少，北方城市地下水超采，地下水位下降，據統計，北京市20世紀80年代地下水年均補給量比20世紀60年代減少了約2.6億m3。據統計濟寧市2001—2014年均抽取地下水8.7億m3，潛層超采區面積654.6 km2，濟寧—汶上漏斗區中心埋深15.6 m。

1.3 城市人口增加，用水量提高

水環境的變化帶來了用水量的變化，在極端天氣趨多的當下，城市防汛與供水出現了新的挑戰與壓力。北方城市在20世紀末普遍實行遠距離或跨流域調水，以滿足生產、生活及生態用水。

2 對策與措施

2.1 居民社區雨水蓄用工程

1）屋面雨水收集工程。目前建筑屋面雨水通過下水管流到地面，有的少量雨水流進污水管網。城市建筑屋面雨水勢能大，水質清澈，應集蓄利用起來，方法是環繞住宅樓四邊于地下，用PE管材管件連接（管徑根據屋面積與降水量定）形成一個環形雨水收集管路與下水管連接，環形雨水管路出口與集水池、滲井連接，多余的雨水進入小區滲水溝網。

2）綠化區雨水工程。應建設凹式綠地，深度應根據不同植物合理確定，一般為0.10～0.25 m，小到中雨不溢出綠化區。綠地邊沿設溢流口，遇大雨時，多余的水流入滲水溝和市政雨水管網。

3）硬化地面雨水工程。是指居民小區硬化道路、樓前后及場院硬化地面上的雨水，通過雨水入口流入小區內滲水溝。

4）集水池、滲水井、滲水溝工程。老舊小區受地面條件的限制，宜多考慮建設集水池、滲水溝和滲水井工程，承接小區雨水，補給地下水，多余的水流向市政雨水管網。

2.2 廣場（公園、體育場館）雨水集蓄工程

城市綠地、廣場、公園和體育館等面積大，是攔蓄城市雨洪資源的重要場所，可作為城市供水抗旱的重要水源地。

1）建設自然坑塘。在公園、廣場、體育場等大型公共場所興建底面能自然滲透的蓄水設施和自然坑塘?？犹恋酌媾c地下水連接，坑邊實行生態護坡，蓄水可自然補給地下水?？犹恋酌鎽哂诋數氐叵滤罡咚?.5m為宜?？犹撩娣e、蓄水容積，根據當地降雨量、匯水面積綜合確定，承接吸納廣場地面水或四周小區部分雨水。硬化地面坡向集水坑，雨水順坡自然流入坑塘，以達到自然蓄存、自然滲透、自然凈化的目的?？犹林魉畢^可設置浮島，浮島與淺水區種植水生植物，多余雨水通過溢流管流向市政管網。濟寧市鳳凰臺植物公園規劃的中心水體工程，其面積占植物園面積的21.4%，一般大雨不溢出公園。杭州臨安寶龍廣場2020年4月安裝回用池PP模塊456.6 m3，調蓄池PP模塊446.4 m3，存用水效果顯著。

2）滲水溝。廣場四周設滲水溝吸納雨水流向坑塘，坑塘多余的水通過溢流管排到市政雨水管網入城市河道。

2.3 市政道路雨水蓄用工程

市政道路面積一般占城市面積的20%以上，應做好道路降雨的收集利用工作。

1）路邊綠化帶。將目前街道中間或兩側的凸式綠化帶改為下凹式，綠化帶地面宜低于路面0.10～0.25 m，適當種植耐淹植物，綠花帶圍沿設進水口，路面水流入綠花帶后，多余的再流入市政雨水管網。

2）排水管網改造。適當擴大現街道排水管徑，做到排水、蓄水一體化，蓄水澆灌街道綠化帶花樹。

2.4 學校雨水蓄用工程

1）屋頂集水，高水高用。在教學樓屋頂上設置雨水利用箱集蓄裝置，集蓄的水通過下水管道用于教學樓各層廁所和校園的綠地，并優先用于高層廁所，不足部分用地下集水池的水補充。

2）操場下建集水池和滲水池。探討在操場下面建設集水池和滲水池，集水池的容積，根據校園綠化面積或計劃消納校外雨水確定。滲水池底面不做防滲處理，可將多余的雨水自然滲透到到地下補給地下水。集水池與滲水池可通過溢流管相連，做到雨水互聯互通，將集水池多余雨水補給到滲水池。南京齊武路中學安裝蓄水池PP模塊207.4 m3，一次蓄水可達197 m3。

3）建設下凹式綠地。下凹式綠地低于道路路面高程0.10～0.25 m，有利于消納學校道路面雨水，有利于綠地匯水、滲水，多的雨水通過設置于綠地中的溢流口進入排水管道。山東省濟寧醫學院太白湖校區，占地面積43.1萬m2，綠化面積13.1萬m2，建筑物占地面積13.8萬m2，鋪裝面積10.8萬m2，環校河水面面積5.4萬m2，（深1.7 m，調節雨水容積在8萬m3）。若日降雨100 mm，產水量將達4.3萬m3，暴雨雨水不出校區，為校區綠化提供水源。

2.5 城市河道改建工程

現在城區的河道大都用砌石或混凝土襯砌，主要起排水防沖作用。宜結合城市改造，進行生態河道規劃建設，達到排水、蓄水、凈化水、補充地下水。一是條件許可的情況下可拆除砌石改為生態護坡護岸，也可探討建城休閑式生態護坡場；二是在河槽邊種植水生植物，在河中設置人工浮島，浮島上種植美人蕉、睡蓮等水生植物，凈化水質，美化環境。

3 建議

3.1 政府高度重視，從政策及資金上支持

從政府層面重視，政策及資金支持，在新城建設或老城改造中，把城市雨水的規劃利用作為建設的重要內容，作為新形勢下城市做好防汛抗旱減災的關鍵工程措施來抓，作為實現碧水綠岸景美和低碳用水途徑來抓，加快“海綿城市”建設步伐，形成雨水集蓄用體系，提高城市雨水吸納能力，洪澇減災能力，水資源保障供給能力。

3.2 注重規劃設計，統籌解決好建設的問題

進一步研究探討在城市學校、公共場地等建設自然坑塘和蓄水設施的具體設計方案?？蓪F有的公共場地下的商場、車庫改造成城市蓄水補給地下水的地方。但在考慮當地區域優質雨水收集利用時，注意傳染病醫院的雨水、含有重金屬污染和化學污染等地表污染的場地雨水不得進入雨水收集回用系統。處理好雨水、地表水、地下水間的關系，實現城市防洪除澇效益的最大化，實現城市雨水為城市生活，生態和景觀環境用水效益的最大化。