某城城區(qū)雨水徑流滯留與利用可行性研究（WORD版本共90頁）

1、某城市城區(qū)雨水徑流滯留與利用 可行性研究 某某設計院 二 00 九年一月 目 錄 前言前言.1 第一章第一章 某城市概況某城市概況.3 1.1 地理概況.3 1.2 氣候概況.4 1.3 城市水資源概況.4 1.4 地質(zhì)背景概況.7 第二章第二章 國內(nèi)外城市雨水管理技術理論與應用現(xiàn)狀國內(nèi)外城市雨水管理技術理論與應用現(xiàn)狀.10 2.1 城市雨水管理技術與理論的發(fā)展.10 2.2 城市雨水管理新思想的實踐.12 2.3 國內(nèi)城市雨水管理的現(xiàn)狀及存在問題.15 第三章第三章 屋面雨水收集利用屋面雨水收集利用.18 3.1 屋面雨水利用概述.18 3.2 某城市市利用屋面雨水的可行性.19 3.3 某

2、城市市屋面雨水水量、水質(zhì)和收集利用方法.19 3.4 存儲池設計.25 3.5 某城市市屋面雨水利用規(guī)模分析.29 第四章第四章 重污染區(qū)域初期雨水就地滯留重污染區(qū)域初期雨水就地滯留.36 4.1 雨水就地滯留系統(tǒng)介紹.36 4.2 某城市城區(qū)重點區(qū)域采用雨水就地滯留技術的必要性.37 4.3 某城市城區(qū)應用雨水就地滯留技術的可行性.38 4.4 某城市市雨水就地滯留池的設計.39 第五章第五章 綠地蓄滲削減地表徑流綠地蓄滲削減地表徑流.43 5.1 下凹式綠地的定義.43 5.2 綠地蓄滲措施的應用范例.44 5.3 某城市市利用綠地蓄滲雨水的可行性分析.46 5.4 下凹式綠地的設計.50

3、 第六章第六章 敞開式地面排水系統(tǒng)敞開式地面排水系統(tǒng).55 6.1 敞開式地面排水系統(tǒng)定義和特點.55 6.2 植草洼地/排水溝適用類型及適用范圍.55 6.3 敞開式地面排水系統(tǒng)的設計和維護.57 6.4 敞開式地面排水系統(tǒng)在某城市的應用分析.63 第七章第七章 透水性路面的應用透水性路面的應用.65 7.1 透水性路面概述.65 7.2 透水路面設計要求.66 7.3 透水鋪裝的技術要點.67 7.4 某城市透水性路面使用分析.72 7.5 效果評價.75 第八章第八章 某城市城區(qū)雨水徑流綜合控制體系某城市城區(qū)雨水徑流綜合控制體系.76 8.1 城區(qū)地表徑流污染控制.76 8.2 城區(qū)徑流

4、源頭控制的規(guī)劃管理.77 8.3 某城市城區(qū)徑流污染源頭控制系統(tǒng).78 第九章第九章 某城市城區(qū)雨水徑流綜合管理策略某城市城區(qū)雨水徑流綜合管理策略.83 9.1 國內(nèi)外雨水徑流管理策略.83 9.2 某城市市雨水徑流綜合管理策略.84 9.3 建議.87 前前 言言 城市降雨徑流具有利害兩重性。利在降雨是城市水資源的主要來源之一， 提供城市可持續(xù)發(fā)展所必須的水體資源、生態(tài)環(huán)境資源和生物多樣性的環(huán)境， 保證城市功能的正常發(fā)揮；害在高強度降雨引起的洪澇造成城市財產(chǎn)損失和人 員傷亡、大量地表徑流直接排入地表水體形成面源污染。 某城市市區(qū)城市化進程的快速推進造成雨水的利害關系失去平衡，負面作 用被不斷

5、放大，大量原有的疏松透氣透水的地表被不透水材料覆蓋，不透水面 積迅速增加，阻隔了雨洪向市區(qū)地下土壤的滲透，降雨徑流大量通過管道外排， 無法實現(xiàn)自然下滲，明顯改變了城區(qū)的水文循環(huán)。原有天然河流的渠道化導致 更快產(chǎn)流和更高的洪峰。在城市這樣相對小的區(qū)域里對于自然環(huán)境的這些改變， 還給城市下游流域防洪帶來不利影響。同時由于城市地下水得不到應有的補充， 加之地下水超采，蘇錫常地區(qū)形成了地下水下降漏斗。出現(xiàn)了地面沉降、裂縫、 水質(zhì)惡化等地質(zhì)災害問題。 城區(qū)地面徑流系數(shù)的提高不僅增加了城市排水系統(tǒng)和防洪工程的投資以及 雨洪災害的風險，而且加劇了城區(qū)面源污染，對城區(qū)生態(tài)環(huán)境造成損害。 雨水徑流的滯留指綜合系

6、統(tǒng)地運用工程的和政策、規(guī)范、經(jīng)濟、管理、技 術、調(diào)度等非工程措施，將常規(guī)排入城市雨水管道的徑流在安全、經(jīng)濟可行和 社會公平的前提下部分儲存為可利用的內(nèi)陸水。雨水徑流的利用就是通過工程 技術措施收集、存儲并利用雨水，同時通過雨水的滲透、回灌、補充地下水及 地面水源，維持并改善城市水循環(huán)系統(tǒng)。 某城市市領導已經(jīng)充分意識到以雨水滯留和利用為主要內(nèi)容的雨水徑流管 理對于控制地表水體污染的必要性和對于防洪排澇的重要性，在新一輪的治理 太湖、保護水源“6699”行動中，將雨水滯留和利用研究作為“城市生態(tài)重建恢復 行動”的一項主要內(nèi)容，列為政府督辦項目。為了對實現(xiàn)上述目標提供政府指導、 管理方面的支持，本項

7、目對某城市城區(qū)徑流滯留利用開展宏觀層面的可行性研 究。本課題的研究具有以下特點。 鑒于某城市市地處江南水鄉(xiāng)，年降雨充沛，境內(nèi)河網(wǎng)彌補，屬水質(zhì)型缺水， 片面強調(diào)雨水的收集利用在經(jīng)濟上并不合理，不具備可持續(xù)性，因此本報告編 制的原則為“滲蓄和控污為主、利用為輔”。 某城市市城區(qū)雨水滯留和利用目標，著重在于減輕城區(qū)防洪排澇壓力、緩 解城市地下水水位下降趨勢、控制雨水徑流面源污染、改善城市生態(tài)環(huán)境，保 障某城市市經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。同時，某城市市是省級節(jié)水型城 市，探索雨水的科學合理利用之路，可以提高非常規(guī)水源的利用率，鞏固節(jié)水 型城市的建設成果。 開展項目研究的另一個任務是，支持某城市市創(chuàng)

8、建國家級生態(tài)園林城市。 按照建設部關于印發(fā)創(chuàng)建“生態(tài)園林城市”實施意見的通知 （建城200498 號） ，要求生態(tài)園林城市的“建成區(qū)道路廣場用地中透水面積的比重50%”。2007 年 5 月某城市市政府辦公室轉(zhuǎn)發(fā)市園林局某城市市創(chuàng)建國家生態(tài)園林城市工作 方案的通知（錫政辦發(fā)200781 號） ，要求到 2008 年實現(xiàn)該項指標要求。通過 開展雨水滯留可行性研究工作，研究透水性路面的適用條件，不斷提升透水性 路面的建設水平，擴大透水性路面建設比例，有助于推進國家級生態(tài)園林城市 的創(chuàng)建工作。 本項目的直接目的是探討雨水徑流源頭管理措施在某城市市的適用條件， 提出應用源頭控制的技術要求以及管理政策，

9、為制定某城市市制定“關于加強新 建建設工程城市雨水資源利用的暫行規(guī)定”等雨水綜合管理辦法提供技術支持。 鑒于時間與條件，課題對城區(qū)徑流的滯留、利用技術僅提出了初步的建議；由 于作為項目研究基礎的一些數(shù)據(jù)暫時沒有條件完成實地調(diào)查，借用了臨近城市 上?；蛱K州的數(shù)據(jù)。這些不足之處還需要在今后的實際工作中補充完善。 除了參加研究單位同濟大學、某城市市建設局、某城市市市政公用事業(yè)局 之外，本項目的研究工作還得到了某城市市國土資源局、某城市市節(jié)水辦等相 關部門的大力協(xié)助，在此表示謝忱。 第一章第一章 某城市概況某城市概況 1.1 地理概況地理概況 某城市市位于北緯 317至 322，東經(jīng) 11933至 1

10、2038，長江三角洲江湖 間走廊部分，江蘇省東南部。東鄰蘇州，距上海 128 公里；南瀕太湖，與浙江 省交界；西接常州，距南京 183 公里；北臨長江，與泰州市所轄的靖江市隔江 相望，滬寧鐵路橫亙東西，京杭運河縱貫南北，水陸空交通便捷，是江蘇省重 要的交通樞紐（圖 2-1） 。全市（包括市區(qū)和江陰、宜興）總面積為 4787.61 平 方公里，其中山區(qū)和丘陵面積為 782 平方公里，占總面積的 16.8%，水面面積 為 1502 平方公里，占總面積的 31.4%；市區(qū)面積 1622.64 平方公里，水域面積 占 510.44 平方公里。2005 年全市人口總數(shù) 452.8 萬，其中市區(qū) 228.

11、5 萬人。某 城市市下轄江陰、宜興兩個市(縣)和崇安區(qū)、北塘區(qū)、南長區(qū)、錫山區(qū)、惠山 區(qū)、濱湖區(qū)和新區(qū)七個區(qū)，市區(qū)南瀕浩渺太湖，西抱錫、惠二山，中有千年古 運河，古老而充滿現(xiàn)代氣息，繁華而又寧靜。 圖 1-1 某城市市地理位置圖 某城市境內(nèi)除宜興南部屬丘陵山區(qū)外，地勢平坦，間有低山矮丘，河流湖 泊縱橫交織，氣候溫暖濕潤，土地肥沃，物產(chǎn)豐饒，山明水秀，風景佳絕，水 美土肥，物產(chǎn)豐富，是全國著名的魚米之鄉(xiāng)。某城市四季花果飄香，盛產(chǎn)水蜜 桃、柑桔、巨峰葡萄、梨、楊梅等水果，還是江蘇省重要茶葉產(chǎn)區(qū)。太湖水域 遼闊，水產(chǎn)資源豐富，湖內(nèi)“太湖銀魚、太湖白蝦、梅齊魚(鳳尾魚)”被稱為太湖 三寶。 某城市市經(jīng)

12、濟發(fā)達，風景秀麗，是中國十五個經(jīng)濟中心城市和十個重點旅 游城市之一，又是首批中國優(yōu)秀旅游城市。憑借改革開放的活力，某城市人民 創(chuàng)造了歷史上從來未有過的輝煌，跨入了全國綜合實力 50 強和投資硬環(huán)境 40 優(yōu)的行列。所轄原錫山市（現(xiàn)為錫山區(qū)、惠山區(qū)）多年評為全國百強縣之首， 號稱“華夏第一縣”。 1.2 氣候概況氣候概況 某城市市屬北亞熱帶濕潤區(qū)，受季風環(huán)流影響，形成的氣候特點是：四季 分明，氣候溫和，雨水充沛，日照充足，無霜期長。1 月平均氣溫在 2.8左右； 7 月平均氣溫在 28左右。全年無霜期 220 天左右。某城市市區(qū)年平均降水量 在 1048 毫米。雨季較長，主要集中在夏季。全年降水

13、量大于蒸發(fā)量，屬濕潤地 區(qū)。某城市市區(qū)日照時數(shù) 2019.4 小時。常見的氣象災害有臺風、暴風、連陰雨、 干旱、寒潮、冰雹和大風等。由于受太湖水體和宜南丘陵山區(qū)復雜地形等的影 響，局部地區(qū)小氣候條件多種多樣，具有南北農(nóng)業(yè)皆宜的特點，作物種類繁多。 但是由于某城市市只有年均降雨量的統(tǒng)計值，而缺乏降雨特性參數(shù)的統(tǒng)計 資料，給研究中雨水滯留調(diào)蓄容量的計算帶來困難，本研究中將利用與某城市 相近的上海資料來進行說明和計算。 1.3 城市水資源概況城市水資源概況 1.3.1 水系概述水系概述 某城市市地處長江三角洲低洼平原，太湖流域中部，南瀕太湖，北枕長江， 區(qū)域內(nèi)水網(wǎng)密布，河道縱橫，為典型的平原水網(wǎng)地區(qū)

14、，分屬長江下游干流、太 湖湖區(qū)及南溪三大水系。全市水域面積為 1502 平方公里，占總面積的 31.4%， 以江南水鄉(xiāng)聞名于世，水資源量相對比較豐富，年可供水資源總量（計入境水 量）92.7 億立方米，人均水資源占有量 2096 立方米。但總水資源量的 60%以上 都是外來水，年入境水量 71.9 億立方米，本地水資源并不豐富，僅為 20.8 億立 方米，長江、太湖是某城市市水資源量的主要補給源。 全市現(xiàn)有大小河道 6288 條，總長 7998 公里，其中市區(qū)河道 2952 條、2627.4 公里，主城區(qū)河道 152 條，145.5 公里。河道作為城市的基礎設施之一，其調(diào)蓄 雨洪功能是確保城市

15、防洪排澇安全的必要條件。同時，河流水系在供水灌溉、 構成城市景觀、傳承古代文化、保護生態(tài)環(huán)境、改善城市小氣候等方面都起著 重要的作用。某城市城區(qū)水網(wǎng)密布，但河道的水環(huán)境質(zhì)量較差，水體長年黑臭， 給周邊居民工作、生活帶來嚴重影響，也與某城市特大城市建設不相符。 1.3.2 水環(huán)境質(zhì)量水環(huán)境質(zhì)量 1. 地表水 太湖水環(huán)境的主要問題仍為湖泊富營養(yǎng)化和局部區(qū)域的有機污染。太湖某 城市水域的五里湖、梅梁湖、太湖沿岸等水域幾乎都是重污染級，重要污染物 為總磷和總氮。經(jīng)過多年綜合整治，各湖區(qū)的富營養(yǎng)化雖然有不同程度的減緩 趨勢，但是太湖水中氮和磷濃度依舊偏高，以致很難達到控制標準以下，所以 依然存在藍藻暴發(fā)

16、的隱患。 全市河道眾多，地表水資源較豐富，外來水源補給充足。但由于污染，且 運河比降很小，約 1 厘米/公里左右，導致水流流向多變和河流速很慢，水體自 凈能力較差，導致內(nèi)河水體功能下降甚至喪失。城市河道水質(zhì)普遍劣于類， 影響城市河道水質(zhì)的主要污染物指標是氨氮、五日生化需氧量。 2004 年，某城市市環(huán)境監(jiān)測中心站在全市 45 條主要河道以及太湖、西氿、 滆湖、橫山水庫等主要水域布設了 64 個地表水水質(zhì)監(jiān)測斷面（點） 。全年對這 些監(jiān)測斷面（點）的監(jiān)測資料表明：某城市地區(qū)總體水環(huán)境狀況與上年相近， 水質(zhì)污染依然嚴重。除宜興橫山水庫、長江江陰段處于類水外，其余水 體均劣于類水。全年有 1.9%的

17、監(jiān)測斷面（點）符合類水標準，4.7%的監(jiān)測 斷面（點）為類水，9.0%的監(jiān)測斷面（點）為類水，15.3%的監(jiān)測斷面 （點）為類水，69.1%的監(jiān)測斷面（點）劣于類水（圖 2-2） 。主要超標項 目（超標指超過地表水環(huán)境質(zhì)量標準 （gb 3838-2002）類水標準）為溶解 氧（do） 、高錳酸鹽指數(shù)（codmn） 、五日生化需氧量（bod5） 、氨氮（nh3- n） 、總磷（tp） 、揮發(fā)酚（fn）等。 類 15% 劣類 69% 類 9% 類 5% 類 2% 圖 2-2 2004 年某城市各主要水質(zhì)檢測點水質(zhì)情況 從上述水質(zhì)現(xiàn)狀分析可以看出，某城市市的河流湖泊污染已經(jīng)非常嚴重， 水質(zhì)的劣化大大

18、降低了水資源的可利用率，形成水質(zhì)型缺水，并對城市供水水 質(zhì)的安全構成威脅。 近幾年來，全市污水和污染物排放呈逐年減少趨勢，地面水環(huán)境質(zhì)量有所 改善。但受上游來水水質(zhì)較差的影響，而且工業(yè)增長的速度很快，污水和污染 物的排放很難大幅度降低。 根據(jù)國外對面源污染進行的大量研究表明，在點源污染得到基本治理以后， 城市暴雨徑流成為水體污染的主要來源。 某城市市以往在新城區(qū)建設中往往沒有將面源污染控制納入城市污染控制 體系中。因為面源污染控制工程很多處于地下，新城區(qū)一旦建成，治理十分困 難。傳統(tǒng)的降雨快排快泄理念已不能滿足水環(huán)境保護要求，在雨水排水系統(tǒng)設 計理念和工程技術上需要不斷創(chuàng)新，不僅在“匯流泄”全

19、過程中需要污染控 制技術，受水資源日益短缺的影響，還需要雨水的滯留和綜合利用方法，在提 高工程設施運行效率的同時需要通過自然生態(tài)的和人工設施生態(tài)化手段，綜合 解決和利用城市排放物和暴雨徑流問題，在城市建設中融合面源污染控制的思 想，協(xié)調(diào)城市改造與面源污染控制的關系，是解決某城市市水環(huán)境問題所遇到 的新挑戰(zhàn)。 2. 地下水 某城市市域原是地下水資源豐富的地區(qū)之一，全市地下水水質(zhì)好，適宜飲 用、取水距離近、水溫夏涼冬暖，這些特點使地下水開發(fā)利用成為全市水資源 開發(fā)利用的不可缺少的一個部分。上世紀 80 年代，由于河水受到越來越嚴重污 染，使河水失去了較大部分工業(yè)用水的功能，而地面自來水又供應不到廣

20、大農(nóng) 村，此時又正值鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)蓬勃發(fā)展之時，不得不大量開采地下水以解燃眉之急， 深層地下水成為錫澄片鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)和居民生活主要供水水源。全市在上世紀 80 年 代末到 90 年代進入深層地下水開采高峰期。 地下水的利用分別經(jīng)歷了少量開采、適量開采、大量開采、集中過量開采、 計劃開采和禁采六個階段。從 2005 年起錫澄片基本為禁采階段。2005 年底開 采用深井僅剩 18 眼，2006 年年開采量估計僅為 120 萬立方米。由于大量開采 深層地下水，超過地下水允許開采量，致使地下水水位急劇下降。在禁采之前， 地下水水位年下降速率達到 23 米，水位埋深由原始水位 2 米左右一直下降到 6085 米，

21、降落漏斗不斷擴展，整個地下水漏斗區(qū)面積達 500 多平方公里。其 中地下水降落漏斗中心洛社、石塘灣一帶承壓水頭埋深達 85 米。某城市西北部 的洛社、石塘灣、玉祁、前洲、楊市等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，水位埋深普遍大于 80 米，處于疏 干開采狀態(tài)，其面積逾 100 平方公里。 地下水水資源包括淺層淡水、深層承壓水和微咸水。某城市市第四紀地質(zhì) 屬濱湖沼相沉積夾有長江古河道沖擊沉積。第四紀沉積厚度從東到西一般約 130200 米，除潛水含水層外，主要有第 1、第 2 承壓含水層。第 2 承壓層， 含水層厚度 2050 米，頂板埋深在 110120 米左右，單井出水量一般 10002000m3/d，水質(zhì)較好。 1.4

22、 地質(zhì)背景概況地質(zhì)背景概況 某城市市內(nèi)地貌類型主要為沖湖積和湖沼積平原，地勢低平為其基本特點。 平原地區(qū)第四紀地層厚度一般達 100300 米，為一套多層狀結(jié)構組成的松 散沉積物。其間夾有不同時期形成的湖沼相、海相軟土層和古河道相松散砂層， 在剖面上巖相變化大。松散砂層賦存豐富的孔隙地下水，水質(zhì)優(yōu)良。在強烈開 采地下水作用下，這些松軟土層極易產(chǎn)生壓密固結(jié)而產(chǎn)生地面沉降。 某城市地區(qū)雖然第四系沉積分布連續(xù)性較好，但其發(fā)育特征受構造、基底 起伏條件控制，厚度變化較大。 由于某城市市缺乏對本項目的研究影響很大的土壤滲透系數(shù)統(tǒng)計統(tǒng)計資料， 因此本項目在某城市市有關部門的幫助下進行了一些典型點的調(diào)查，調(diào)

23、查結(jié)果 見表 1-1。 需要說明的是，表 1-1 中的滲透系數(shù)雖然都很小，但均不包括表土，實際 情況是某城市市區(qū)經(jīng)過漫長的人類活動，特別是出于防汛排澇的需要而不斷墊 高地面，其表層土已基本置換為雜填土，從查到的資料來看，不同地區(qū)厚度在 13 米不等。 表 1-1 某城市市區(qū)范圍內(nèi)部分典型點的滲透系數(shù)調(diào)查表 表土下原狀土滲透系數(shù)統(tǒng)計 cm/s區(qū) 域 序 號 地點地理位置 地下水位埋深 （m） 地下水位 （黃海高程）m 水平滲透系數(shù)垂直滲透系數(shù) 1某城市毓秀苑小區(qū)玉祁鎮(zhèn)0.721.201.402.304.82e-077.45e-07 2天力花園堰橋鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府南側(cè)2.302.701.952.354.5

24、3e-065.86e-06 惠 山 區(qū) 3某城市順馳地產(chǎn)有限公司理想城市北靠金惠路，西靠惠山大道1.051.201.872.314.68e-073.99e-07 4鴻運苑 b 區(qū)鴻山鎮(zhèn)1.502.102.052.563.68e-075.01e-07 5首創(chuàng)天一中學北地塊東亭鎮(zhèn)，天一中學北0.951.252.662.985.31e-074.59e-07 6美林小城東亭鎮(zhèn)，友誼路南側(cè)0.801.402.062.883.12e-062.65e-06 錫 山 區(qū) 7春江花園三期東亭鎮(zhèn)，學前東路北側(cè)1.201.451.712.242.87e-063.24e-06 8龍?zhí)涟恫疬w安置房 a、b 塊市北高中北

25、面，東靠廣石路0.651.100.450.825.73e-065.01e-06 北 塘 區(qū)9某城市市北塘區(qū)新建教育中心風賓路以西，南靠民豐路0.651.001.531.714.39e-063.81e-06 崇 安 區(qū) 10某城市八佰伴改建項目原八佰伴商貿(mào)中心西南面1.201.501.902.202.33e-063.19e-06 11達伶港南靠永樂路，北為永豐路0.901.251.982.234.02e-063.29e-06 南 長 區(qū)12某城市市醫(yī)療中心北靠金城路，西靠清揚路0.751.052.112.676.16e-077.54e-07 13新樂苑南長區(qū)金星街道西側(cè)，周新 路南 0.551.

26、101.862.393.87e-073.40e-07 14徐巷農(nóng)貿(mào)市場梅園西側(cè)0.851.050.851.054.75e-065.50e-06 15奧林花園 d 塊建筑路北側(cè)，蠡溪路東側(cè)0.801.152.763.095.43e-066.09e-06 16某城市廣電傳媒中心廣電集團，湖濱路西側(cè)0.721.023.173.344.32e-071.24e-06 17世家名門錫南路西側(cè)，周新路南0.701.002.983.362.79 e-071.73 e-06 18蠡湖小區(qū)蘭園、菊園教師公寓江南大學新校區(qū)0.550.953.013.404.35 e-074.19 e-07 濱 湖 區(qū) 19某城市白

27、金檀宮渡假村南泉鎮(zhèn)0.660.722.663.304.11 e-075.84 e-07 20東風家園農(nóng)民安置房某城市市金海里0.851.203.013.454.30 e-077.29 e-07 21布勒機械制造有限公司新廠區(qū)東靠錫典路0.851.052.963.282.86 e-073.37 e-07 新 區(qū) 22碩放機場民航區(qū)改擴建工程航站樓原碩放機場西北角0.701.153.103.473.53 e-073.01 e-07 第二章第二章 國內(nèi)外城市雨水管理技術理論與應用現(xiàn)狀國內(nèi)外城市雨水管理技術理論與應用現(xiàn)狀 2.1 城市雨水管理技術與理論的發(fā)展城市雨水管理技術與理論的發(fā)展 人類利用雨水由

28、來已久，其技術已流傳數(shù)千年。雨水利用曾促進世界許多 地方的古代文明。 在我國古代，雨水一般多用于農(nóng)業(yè)用水。除此之外，許多古代建筑也體現(xiàn) 了雨水滲透原理，比較典型的有包括某城市地區(qū)在內(nèi)的江南鄉(xiāng)鎮(zhèn)住宅內(nèi)設天井 來滯留雨水，杭州老城區(qū)在庭院中設天井溝和矩形滲坑等等，其實這些補充地 下水和涵養(yǎng)水源的措施直至上世紀中葉還在使用。 國外城市雨水利用同樣歷史悠久，據(jù)資料記載可以追溯到古羅馬時期，羅 馬別墅甚至整個城市都將雨水屋頂集流系統(tǒng)設計為應用水和家庭用水的主要水 源。其它許多國家也都能找到雨水利用的歷史痕跡。 但是隨著人們對自然世界的進一步了解和現(xiàn)代技術的興起，先是地下水的 開采在許多地方逐漸替代了雨水

29、利用技術，接著，修建了以控制雨洪、利用河 川徑流和開采地下水為目的的水利工程和以管道收集排放技術為特征的市政工 程，為社會發(fā)展發(fā)揮很大的作用，也取得了巨大的效益，使得雨水利用除在少 數(shù)缺乏水源地區(qū)外已被人們忽略。 傳統(tǒng)的城市建設的標志就是大量的硬化路面和鋼筋混凝土建筑，與之相對 應的傳統(tǒng)城市雨水管理把雨水視為沒有污染的“廢水”，主張將其盡快排出地表， 從而不對人們的日常生活造成影響。 實際上，城市大氣及地表會有大量來自生產(chǎn)與生活過程的污染物累積，雨 水徑流會攜帶大量的 cod、bod 及 n、p 等非點源污染物，成為城市水體的 潛在威脅。城市化的發(fā)展致使雨水徑流對水體的污染程度更為嚴重。在美國

30、， 60的水污染源于以城市地表徑流為主的非點源。在國外一些工業(yè)與生活點源 得到有效控制的城市，cod 污染負荷的 4080來自于城市雨水徑流。對 我國城市而言，初步的保守估算，在城市污水收集、處理系統(tǒng)尚未建設完善的 情況下，城區(qū)雨水徑流污染占水體污染負荷的比例約在 10左右。隨著城市發(fā) 展過程中對點源污染治理的逐步重視，雨水徑流污染負荷的比例還會逐步上升。 此外，與砂地、黏土、草坪等天然地表在降雨期間能滯蓄 3mm10mm 降 雨相比，不透水硬質(zhì)地面在產(chǎn)生徑流前只能保持不到 1mm 的雨水。城區(qū)內(nèi)土地 利用性質(zhì)的轉(zhuǎn)變造成徑流系數(shù)加大，同時從降雨到產(chǎn)流的時間大大縮短，最終 產(chǎn)流速度、徑流量和洪峰

31、流量都大大增加，峰現(xiàn)時間提前，給城市防洪排澇帶 來極大的壓力。為了抵御日益加劇的洪澇風險，城市內(nèi)不得不建設規(guī)模日益龐 大的雨水管道系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)。 發(fā)達國家的雨水管理已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)的孤立考慮水患控制的思路，從僅僅 關注管道末端快速排除雨水，轉(zhuǎn)向?qū)⒎乐魏闈撑c城市生態(tài)、環(huán)境保護、水資源 利用統(tǒng)籌考慮的綜合管理思路。綜合管理的目標是盡可能減少城市雨水系統(tǒng)對 受納水體的影響。城市雨水綜合管理的主要內(nèi)容為： 從單純重視工程技術措施向工程措施與管理、養(yǎng)護并重； 從偏重大型收集處理設施轉(zhuǎn)向同時注重中小型就近收集、處理設施； 用源頭控制代替管道末端集中處理，用控制污染的產(chǎn)生替代解決污染造成 的損害； 關注就地

32、處理、雨水回用； 重視調(diào)蓄等措施，減少洪峰及污染物對受納水體的影響； 盡可能采用接近自然狀態(tài)的雨水排水系統(tǒng)，以保護生態(tài)、利用自凈能力。 美國環(huán)?？偩郑╡pa）在第二代城市雨水資源管理和徑流污染控制的“最佳 管理方案”(bmps)中，提出了適用于居住區(qū)、商業(yè)區(qū)以及工業(yè)區(qū)的多種雨水綜 合利用方案。其主導思想是：較清潔的屋面雨水蓄積利用，而地表徑流首先通 過滲濾設施下滲排除，超過設施滲透能力的徑流通過雨水管渠排放。滲濾設施 有植草溝、低勢綠地、多孔滲水路面，以及滲透井、滲透塘、滲透管溝等。地 面徑流通過綠地、滲透性鋪面等設施滲透至地下，可涵養(yǎng)地下水，減輕排水系 統(tǒng)負荷，緩解城市面源污染。 從此以后，

33、一系列新的雨水管理方法發(fā)展起來。普遍的認識是暴雨雨水應 該在當?shù)氐玫较魅?。新的方法基于小尺度，環(huán)保型技術，包括自然的或人工的 雨水滯留與生物處理系統(tǒng)，如滯留塘、植被滲濾、濕地、滲濾設施、土地滲濾、 透水鋪面以及這些方法的組合。 城市的發(fā)展還導致城市需水量快速增加，開發(fā)新的水資源、滿足不斷增加 的城市用水需求成為城市可持續(xù)水管理的迫切任務。作為一種寶貴的水資源， 雨水的開發(fā)與利用已經(jīng)日益引起世界各國的重視。 城市雨水資源化利用過程分為集流、輸水、貯水和取水，主要方式包括就 地利用和集中利用。城市雨水徑流通過調(diào)蓄設施收集，就地直接利用；或者經(jīng) 地表產(chǎn)匯流，通過渠系和雨水管網(wǎng)匯流到貯水系統(tǒng)集中利用。

34、城市雨水滯留與 利用過程見圖 2-1。對地處江南水鄉(xiāng)的某城市，污染程度較高的地表徑流的集中 利用在經(jīng)濟上缺乏吸引力。 城市雨水 就地滯留利用 地表產(chǎn)匯流 管網(wǎng)匯流 貯水池 集中利用 居民小 區(qū)及公共 設施集流 增加綠 地截流、 入滲 修建滲 透設施 雜 用 水 市 政 用 水 地 下 水 補 給 河湖 圖2-1 城市雨水滯留與利用過程 2.2城市雨水管理新思想的實踐 雨水源頭控制思想的實踐，體現(xiàn)在滲透性地面、下凹式綠地、滲透溝，小 區(qū)開放式排水系統(tǒng)，就地調(diào)蓄池，屋面雨水回用等技術的應用。 2.2.1 雨水入滲雨水入滲 都市路面材料的透水化設計是降低雨水徑流量的措施之一。具體做法是對 行車道、人

35、行道、廣場、停車場等人工地面，盡量采用草皮磚、混凝土透水磚 或多孔瀝青或混凝土透水性鋪面。 應用滲透性路面的理想場所是交通流量較少的路段或停車場。由于不額外 占用土地，在建筑物密集的市區(qū)，滲透性路面可以在土地再開發(fā)項目中得到成 功的應用。但是在車流量大、污染比較嚴重的地方，多孔性路面的表面孔隙容 易堵塞，不宜使用。 適當降低廣場、運動場、停車場等公共場地的標高，在暴雨強度超過排水 系統(tǒng)設計標準時，低標高公共場地可起到滯留、存儲雨水的作用，減少洪水危 害，緩解暴雨洪水對骨干排水系統(tǒng)的壓力。 “貯留滲透空地”是利用停車場、廣場、 操場的空間，適當降低其設計高程，建成較低洼的、有一定透水性的地面。在

36、 下大雨時可引入不透水表面的徑流，暫時貯存雨水，待雨水以自然滲透方式滲 入地下、或逐漸經(jīng)管道系統(tǒng)排除便可恢復原有空間功能。這種滯留設施用以抵 御設計重現(xiàn)期長大暴雨，在大暴雨期間公共場地偶然積水，不致造成大的損害。 應用敞開式的小區(qū)雨水排水系統(tǒng)有很大的優(yōu)點，特別是在新的住宅區(qū)。住 宅區(qū)使用植草滲透溝與植草洼地輸送雨水徑流，能夠通過下滲、草皮的截流削 減徑流水量、凈化水質(zhì)。在過去 10 年中，世界上已經(jīng)建成了數(shù)百個基于這些原 理的暴雨雨水疏導處理設施，積累了大量的運行經(jīng)驗。這種排水系統(tǒng)適合適用 于集中綠地面積較高，小區(qū)內(nèi)排水間距不大，地下水埋深不是很淺的新建小區(qū)。 日本要求新建和改建的大型公共建筑

37、群必須設置雨水就地下滲設施，并規(guī) 定了各種入滲設施的設置密度，強化雨水下滲。 美國的雨水利用常以提高天然入滲能力為目的，很多城市建立了屋頂蓄水 和由滲池或滲井、草地、滲水地面組成的地表回灌系統(tǒng)。 瑞典 malmo 市雨水管理解決方案的基本原理集中在城市地區(qū)的源頭控制措 施和小規(guī)模就地處理。其新思想在于，方案要求在一幢房屋、一個停車區(qū)、一 條街道的層面上開展。將首先產(chǎn)生城市徑流的不透水地面和雨水與污染物混合 的街道、屋頂作為關注的重點。因此，在 malmo，除了采用傳統(tǒng)的滯留區(qū)和下 滲設施之外，在土壤滲透能力允許的區(qū)域取消屋頂水落管與下水道之間的連接。 采用草地下鋪沙礫層的植草洼地消納徑流。路面

38、徑流被引導到兩條交通線之間 的草地下的大規(guī)模的下滲設施。 2.2.2 就地存儲就地存儲 自 1975 年以來，悉尼郊區(qū)根據(jù)市政委員會的要求在公共地帶建造了大型 雨水滯留池。然而，這些滯留池不能用在靠近市中心建筑物密集地帶。原地滯 留池（on-site stormwater detention， osd）于 1980 年在悉尼北郊第一次運用。 不久悉尼市得到推廣。 osd 的目的是減緩新建城市化地區(qū)徑流系數(shù)增加對下游地區(qū)與骨干排水系 統(tǒng)的沖擊。具體方法為各獨立住宅的業(yè)主或各地塊的開發(fā)者自己建造小型調(diào)蓄 池原地滯留凈化雨水。到了 1995 年，悉尼地區(qū)中幾乎所有的 40 個行政區(qū)都 使用 osd。

39、推行 osd 是為了使開發(fā)者對管理和節(jié)制雨水徑流承擔責任。如今 在悉尼設置了超過 3500 個 osd 系統(tǒng)。 在 osd 被采納之前，排水部門對于再開發(fā)的管理方法是向開發(fā)者收取資金， 以此設立用以提高排水系統(tǒng)容量的基金。由于土地開發(fā)隨機地發(fā)生，這種方法 并非完全令人滿意。同時在獲得足夠的資金用來擴大下游雨水系統(tǒng)容量之前還 有一段較長的時間。因此系統(tǒng)長期不配套的情況必然發(fā)生。應用 osd 系統(tǒng)的優(yōu) 點有：避免了因土地開發(fā)帶來的對防汛的負面影響；不會出現(xiàn)因系統(tǒng)擴大而把 問題轉(zhuǎn)移到下游的情況；這種系統(tǒng)使開發(fā)者負起解決問題、承擔費用的責任， 在問題發(fā)生之時即解決，不會有所耽擱；并且為雨水污染控制提供

40、了基礎。其 主要缺點是維修管理不便，對減少雨水中污染物、尤其是溶解性污染物作用有 限；相對干管系統(tǒng)的大型調(diào)蓄池，osd 總體上是不經(jīng)濟的。 小區(qū)景觀水池用作雨水調(diào)蓄國內(nèi)外均有實踐。如德國波茨坦廣場的屋面雨 水收集后首先進入地下存儲池用作雜用水，超過存儲池容量的屋面徑流溢入地 面景觀水池，用作景觀補充水。上海市有多個利用居住小區(qū)景觀水塘存儲屋面 雨水，同時調(diào)蓄洪峰并利用雨水的成功案例。 2.2.3 雨水利用雨水利用 雨水利用方法通常可分為直接利用和間接利用兩種。直接利用是指雨水收 集處理后用于綠地澆灌、路面噴灑、沖洗廁所和景觀補水等用途。間接利用主 要是將收集的雨水回灌補充地下水，實現(xiàn)人工水文循

41、環(huán)。 世界上許多國家不但從政策上鼓勵雨水利用，而且制定了一系列法規(guī)條例 強制實行雨水利用措施。其中，德、日、美等經(jīng)濟發(fā)達、城市化進程發(fā)展較早 的國家，將城市雨水利用作為解決城市水源問題的戰(zhàn)略措施試驗、推廣、立法 和實施。 德國是歐洲雨水利用工作開展得最好的國家之一，1989 年德國就出臺了雨 水利用設施標準，對住宅、商業(yè)和工業(yè)領域雨水利用設施的設計、施工和運行 管理，包括過濾、儲存、控制與監(jiān)測 4 方面制定了標準；目前德國的雨水利用 技術已經(jīng)進入標準化、產(chǎn)業(yè)化、集成化階段，尤其在屋面雨水的收集、儲存、 過濾、回用方面都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設備，形成了成熟的城市 雨水綜合管理利用系統(tǒng)。

42、政府制訂了一系列嚴格的法律、法規(guī)，如要求任何新 開發(fā)區(qū)域，均需設立雨水利用設施，否則將征收雨水排放設施費和雨水排放費。 德國雨水利用的主要用途是市政用水和工業(yè)用水。為 2000 年漢諾威世博會開發(fā) 的 kronsberg 居民小區(qū)是一個綠色生態(tài)小區(qū)的范例。小區(qū)中的雨水通過綠地和 長約 11km 的路邊洼地滲濾系統(tǒng)緩慢下滲，小區(qū)建成后，徑流系數(shù)較開發(fā)之前 幾乎沒有增加。東西德統(tǒng)一之后興建的波茨坦廣場是大型公共建筑屋面雨水利 用的一個成功的范例。該工程將一部分屋面的雨水通過收集管道引入總?cè)萘抗?3500m3的兩個地下存儲池，存儲水量相當于屋面年降雨量的 15%。存儲的雨水 經(jīng)過濾凈化后用于沖洗廁所

43、及灌溉綠地。 2.3國內(nèi)城市雨水管理的現(xiàn)狀及存在問題 近年來，我國城市開始逐步重視雨水源頭控制和綜合管理。北方缺水城市 起步最早，且側(cè)重于雨水的利用；而南方城市則更多地體現(xiàn)出為控制面源污染 和雨水利用并重的特點。 山東的長島縣 1995 年出臺了雨水利用的地方規(guī)定，有力地促進當?shù)氐挠晁?利用項目的實施與推廣。 而北京則是目前國內(nèi)雨水利用方面做得最好的城市，北京市與德國合作開 展了中德雨水利用課題研究，2003 年 3 月北京市規(guī)劃委員會和水利局聯(lián)合發(fā)布 了“關于加強建設工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定” ，該規(guī)定要求“凡在本 市行政區(qū)域內(nèi)的新建、改建、擴建工程均應進行雨水利用工程設計和建設”

44、。標 志著北京市的雨水資源利用工作已進入實施推廣階段，至 2006 年，北京已經(jīng)建 成不同規(guī)模和形式的雨水利用設施近 50 個，年可節(jié)水 120 萬 m3，對城市雨水 利用起到很好的帶動和示范作用。如：北京市政府大院 2005 年建成一套屋面雨 水收集利用系統(tǒng)，建設地下蓄水池存儲收集的雨水作為雜用水；海淀公園建成 一套雨水收集回灌系統(tǒng)，它利用地勢收集雨水，經(jīng)過沉淀處理，由配水井分至 兩個回灌井，最終將雨水回灌到地下。公園內(nèi)道路兩側(cè)的草坪下都埋著地下滲 溝，在地勢低洼地區(qū)，還挖了入滲井，增加入滲量。對于 5 年一遇的降雨可以 100%入滲，對于 10 年一遇的大雨可以入滲 70%；位于北京順義的

45、一個大型社 區(qū)東方太陽城，總占地約 234 萬 m2，有近 16 萬 m2人工生態(tài)湖面和逾 75 萬 m2的運動休閑綠地，小區(qū)內(nèi)建設了雨水收集設施，利用雨水補充景觀水體和 作為綠化用水，平均每年可利用雨水資源 70 多萬 m3。 西安市編制了西安市雨水利用規(guī)劃 ，并于 2007 年 11 月底通過專家審查， 為西安市的雨水規(guī)范合理利用提供了指導。 此外，太原、大連等大城市也相繼開展了雨水調(diào)蓄、利用的研究和實踐。 上海市對雨水排江的污染問題高度重視，組織相關研究單位對雨天徑流污 染特征和規(guī)律開展了多年的調(diào)查，已在部分區(qū)域開始建設雨水就地滯留，促滲 等相關設施，并正在研究進一步的污染控制措施。在雨

46、水利用方面，有關管理 部門組織制訂了“上海市居住小區(qū)雨水利用與水景觀工程實施導則” ，將小區(qū)雨 水收集利用與景觀水的補充結(jié)合考慮。出臺了上海市新建住宅節(jié)能省地發(fā)展 指導意見 ，要求新建住宅區(qū)收集屋頂雨水利用，小區(qū)雜用水的 20%由雨水解決。 上海世博會將建設大面積屋面雨水利用系統(tǒng)，其核心區(qū)域的公共活動中心、演 藝中心、主題館、中國館等四大永久場館和世博軸景觀頂棚都將建設屋面雨水 利用系統(tǒng)，按世博會地區(qū)市政用水規(guī)劃 ，世博會浦東場館區(qū)市政用水系統(tǒng)采 用屋面雨水和黃浦江雙水源，大面積收集屋面雨水。 深圳市編制完成了深圳雨洪資源利用規(guī)劃研究 ，提出了符合該市實際的 雨洪資源利用近遠期目標，并積極推進

47、深圳市的雨洪資源利用工作。其利用措 施主要包括蓄水工程挖潛改造、河道蓄滯雨洪、分散雨水收集利用、地下水補 充與利用、科學調(diào)度等五個方面。蓄水工程挖潛改造主要包括新建、擴建和恢 復利用部分現(xiàn)狀無人管理或另作他用的小水庫。河道蓄滯雨洪主要是結(jié)合全市 水環(huán)境綜合整治工作，利用河道及河岸低洼地形條件，滯留河道徑流，在河道 內(nèi)適當部位建閘或堰進行洪水攔蓄，或在河道周邊低洼地段設置滯洪區(qū)。分散 雨水收集利用主要是用作景觀水體補充水和公園廣場綠化用水，對于新開發(fā)或 改造小區(qū)，可結(jié)合小區(qū)規(guī)劃，對屋面雨水、綠地雨水及道路廣場的雨水進行收 集，修建小型蓄水工程，分散集蓄，供小區(qū)補充景觀用水、市政雜用水。目前， 深

48、圳已有部分開發(fā)商做了雨洪利用工程，如橫崗的振業(yè)城利用地勢修筑了人工 湖利用雨水做為景觀補充水；半山海景花園設置集水池收集南山的雨水和山泉， 供綠化澆灑使用。地下水的補充與利用主要是在城市建設中，采用透水磚、草 皮磚等，或者挖穿不透水層埋設帶孔透水管等，或者修建水源涵養(yǎng)林，使盡可 能多的雨水滲入地下，增加地下水的補給。 某城市本地也進行過小規(guī)模的雨水滯留與利用嘗試，如在十八灣景區(qū)中建 設了透水混凝土路面。某城市長江國際花園小區(qū)將雨水用于綠化澆灌、道路澆 灑、洗車，運行的效果良好。 然而，與發(fā)達國家相比，我國在城市雨水滯留、集蓄利用及人工促滲補充 地下水領域，無論在研究還是在工程經(jīng)驗方面均存在明顯

49、差距，需要更多的關 注和深入研究，在應用中不斷總結(jié)完善。 存在的主要問題有： （1）缺少相關法規(guī)與政策的支持； （2）缺乏技術規(guī)范與標準； （3）各地普遍缺乏對當?shù)刈匀粭l件下，雨水徑流特性和污染狀況等基礎性 數(shù)據(jù)的調(diào)查，城市雨水管理策略與技術路線缺少針對性； （4）城市雨水利用和徑流管理尚未納入建筑和城市規(guī)劃的考慮范圍，設施 建設隨意性過大； （5）缺乏城市雨水利用與城市雨水管理（污染防治、防澇和排放等）的關 系與對策的研究； 自源頭起，在不同的空間尺度范圍內(nèi)盡可能滯留、滲透雨水，減輕排澇壓 力、削減城區(qū)面源污染負荷、降低土地開發(fā)對生態(tài)環(huán)境的影響，是城市可持續(xù) 發(fā)展的要求。為此，本課題將在調(diào)查

50、分析某城市市土壤滲透性能、地下水埋深 分布，討論地表徑流的污染負荷，排水系統(tǒng)可利用水頭與排放距離，以及不同 類型開發(fā)區(qū)域土地利用情況的基礎上，確定主要雨水源頭管理措施在某城市市 的可行性及適用條件，提出應用源頭控制的技術要求以及管理政策。 第三章第三章 屋面雨水收集利用屋面雨水收集利用 3.1屋面雨水利用概述屋面雨水利用概述 雨水利用時，應綜合考慮雨水水量水質(zhì)以及利用要求，選擇合適的收集利 用方法。城區(qū)雨水主要有屋面、道路、滲透性地面三種匯流介質(zhì)，某城市市目 前尚未對各種匯流介質(zhì)的水質(zhì)進行過系統(tǒng)的研究，本課題組有在上海進行相關 研究的經(jīng)驗，考慮到某城市和上海地理位置相近，城市狀況與上海市相似，

51、且 降雨特性和產(chǎn)匯流情況基本一致，因此借鑒上海市的研究結(jié)果說明某城市市的 情況。表 3-1 為這三種匯流介質(zhì)徑流水質(zhì)的比較。其中，地面徑流雨水水質(zhì)最 差；滲透性地面徑流雨水基本以滲透為主，可收集雨量有限；相對而言屋面雨 水便于收集利用，污染程度較輕，利用價值最高，且由于城市區(qū)域屋面面積巨 大，屋面雨水在量上也具有明顯的優(yōu)勢，世界上許多國家都對屋面雨水資源的 開發(fā)利用表現(xiàn)出極大興趣。 已有研究表明，屋面雨水初期徑流水質(zhì)也較差，這主要是屋面材料分解和 大氣污染的原因，所以屋面徑流進行利用時也需考慮初期棄流，以減輕處理構 筑物的負擔，節(jié)約投資和運行費用。 屋面雨水利用通常還具有以下優(yōu)勢： (1) 收

52、集利用系統(tǒng)簡單易操作，維護運行成本低； (2) 水質(zhì)較好，不經(jīng)或經(jīng)過簡易處理就能滿足水質(zhì)要求較高的用途； (3) 與其它供水工程相比，屋面雨水利用工程對自然生態(tài)環(huán)境影響很小。 表 3-1 上海市城區(qū)不同匯流介質(zhì)污染比較 路面 屋面 滲透性地面主要 污染 物 質(zhì)量濃度 (mgl-1） 污染負荷 (kghm-2a-1) 質(zhì)量濃度 (mgl-1) 污染負荷 (kghm-2a-1) 質(zhì)量濃度 (mgl-1) 污染負荷 (kghm-2a-1) cod2052214475083691 bod568734141511843 ss18519985559443103 3.2 某城市市利用屋面雨水的可行性某城市市

53、利用屋面雨水的可行性 由上節(jié)可見，一般城市中考慮利用雨水時，從水質(zhì)、水量和對后續(xù)收集處 理的要求等各方面綜合考慮，都會首選屋面雨水，某城市市同樣如此，屋面雨 水的利用不但是可行的，而且應該是某城市市唯一值得有意識利用的雨水匯流 介質(zhì)，理由有三條，一是屋面雨水相對潔凈，處理方式比較簡單易行；二是雨 水路面徑流水質(zhì)太差，處理和收集難度都較大，當雨量較小時，棄流后雨水基 本收集不到，在某城市這種水資源并不緊缺的城市沒有任何利用價值；三是在 某城市市區(qū)表層雜填土中收集地面下滲水不具備技術經(jīng)濟可行性，而表層土以 下原狀土的滲透系數(shù)又很小，補給地下水資源的作用相當有限。因此某城市市 在雨水收集利用方面的原

54、則應是“收集屋面雨水，促滲地面雨水”。 現(xiàn)階段，如直接對已有建筑屋面進行雨水收集設施改造和興建雨水儲存池， 將受到建設資金、用地等條件的限制，有相當?shù)碾y度，不易推行。因此，較為 妥善的方法是結(jié)合建筑物的新建或改擴建，建設屋面雨水利用設施，雨水儲存 調(diào)蓄容量則盡量利用水景的容積，對新建小區(qū)雜用水需求量大的，鼓勵開發(fā)單 位建設地下調(diào)蓄設施。某城市地區(qū)最近幾年老城區(qū)面臨改造，城市化地區(qū)面 積不斷擴大，比如市政府的搬遷；新區(qū)、濱湖區(qū)、錫山區(qū)和惠山區(qū)等新建城區(qū) 均處在城市化建設的高潮，預計在未來 1020 年時間內(nèi)將興建大量大型公共建 筑和大型居住區(qū)，均有條件進行屋面雨水的收集利用，從現(xiàn)階段起在某城市推

55、 行雨水利用是可行的。 上海房地局的節(jié)能省地住宅發(fā)展指導意見中要求：屋頂面積在 1 萬 m2以上 的居住區(qū)應采用屋面雨水收集利用技術?？紤]到規(guī)模效應，大面積屋面的雨水 收集利用在經(jīng)濟上較為合理，某城市城區(qū)的雨水利用宜以大型建筑為主。建議 配套建設屋面雨水收集利用設施的主要對象為行政辦公用房、體育場館、大型 會展場館、大型商業(yè)用房。 對居民小區(qū)，某城市市已經(jīng)采取措施在陽臺設置兩根立管分別收集雨水與 洗滌廢水，新建居民小區(qū)、開發(fā)方有積極性的可鼓勵進行屋面雨水收集利用。 3.3 某城市市屋面雨水水量、水質(zhì)和收集利用方法某城市市屋面雨水水量、水質(zhì)和收集利用方法 在實際屋面雨水利用中，分析和掌握屋面雨水

56、水量，水質(zhì)狀況和需求情況， 對設計經(jīng)濟合理的收集、處理和利用系統(tǒng)具有重要意義。 3.3.1 屋面雨水水量特點屋面雨水水量特點 某城市市屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，降雨年內(nèi)分配不均，主要集中在 69 月， 梅雨期常年出現(xiàn)在 6 月 15 日至 7 月 10 日，兼有暴雨和連陰雨的特點。屋面雨 水徑流的年可利用量可按下式粗略估算，較為精確的計算可采用統(tǒng)計降雨頻率 累計法。 qpaba(h10-3) （31） 式中：q屋面年平均可利用雨量，m3； p徑流系數(shù)（通常取 0.9） ； a季節(jié)折減系數(shù)； b初期棄流系數(shù)； a集水面水平投影面積(m2)： h年平均降雨量，mm。 其中季節(jié)折減系數(shù) a 考慮了當?shù)貧?/p>

57、候、季節(jié)等因素對有效徑流量的影響， 可選擇 0.9。初期棄流系數(shù) b 根據(jù)當?shù)亟涤旰退|(zhì)資料確定。根據(jù)某城市市的降 雨特點，按 2mm 棄流量考慮，b 建議選取 0.85。 3.3.2 屋面雨水水質(zhì)狀況屋面雨水水質(zhì)狀況 屋面雨水收集利用系統(tǒng)設計的重要考慮因素之一是屋面雨水水質(zhì)?？疾靻?場降雨過程中污染物的濃度或負荷的變化對收集利用系統(tǒng)設計具有重要價值。 由于屋面雨水經(jīng)常表現(xiàn)出初期沖刷效應，初期徑流中污染物濃度較高，為了節(jié) 約處理成本和提高收集利用效率，通常將該部分雨水舍棄而直接排入市政管道。 在設計系統(tǒng)時，如何確定棄流量和選擇棄流方式與污染物出流過程密切相關。 但由于屋面雨水徑流過程受到許多不

58、可控因素的影響，表現(xiàn)出較大的偶然性和 隨機性，對屋面雨水污染狀況及污染物出流規(guī)律的調(diào)查需要花費大量的人力、 物力和時間，短期內(nèi)難以完成。因此，本課題參考相鄰的上海市的調(diào)查數(shù)據(jù)。 根據(jù)本課題組對上海市典型屋面的多年調(diào)查結(jié)果，屋面雨水的主要污染物 tn、tp、cod、bod5和 ss 的 emc 平均值為 5.261mg/l、0.134 mg/l、47 mg/l 、14 mg/l 和 55 mg/l；其中 tn 主要為溶解態(tài)，占 70.995.6，且其 主要來源于天然雨水；而顆粒態(tài)磷（pp）占 tp 的比例為 57.979.8，是 tp 的主要存在形式。此外，由于屋面徑流水質(zhì)不僅與降雨強度和降雨量

59、有關， 還受空氣質(zhì)量、氣溫、前期晴天數(shù)等因素影響，各場降雨之間的水質(zhì)變化較大。 其中降雨強度和降雨量是最主要的影響因素，但屋面雨水污染物的主要來源為 屋面的沉積物、天然降水和屋面材料。屋面沉積物和天然降雨污染主要受城市 總體空氣質(zhì)量影響，是屋面雨水污染的外部來源；而屋面材料則是污染內(nèi)源， 屋面在降雨過程中受雨水徑流沖刷腐蝕可帶入少量污染物質(zhì)，不同屋面材料對 屋面雨水水質(zhì)的影響不同，但城市常見的混凝土屋面對屋面徑流中污染物含量 貢獻較小。 圖 3-1 是上海市典型屋面徑流過程的主要污染物濃度變化過程。從圖中可 以看出，在徑流初期，主要污染物的濃度通常較高，水質(zhì)混濁，初期污染嚴重， cod 約為

60、150200mg/l，ss 約為 200mg/l，tn 約為 810mg/l，tp 約為 0.5mg/l。 圖 3-1 屋面徑流主要污染物隨降雨歷時的典型變化 圖3-2是tss、tp、tn和cod典型的初期沖刷圖。該曲線的橫坐標是累積流量 與總流量的比值，縱坐標為累積污染負荷與總負荷的比值。當縱坐標大于橫坐 標時，即認為存在初期沖刷。且當縱坐標與橫坐標的差值越大，初期沖刷越明 顯。一般地，初期沖刷受匯流區(qū)域大小、降雨強度、前期晴天數(shù)等因素的影響。 從圖3-2可知，tss、tp、tn和cod的初期沖刷強度都不是很大，但tss、tp 和cod的初期沖刷效應要強于tn。但在某些情況下，tn幾乎無初期