武汉城区雨水综合利用可行性及案例分析

张 飞 胡秀云 代 勤

(武汉科技大学城市建设学院，湖北 武汉 430065)

武汉城区雨水综合利用可行性及案例分析

张 飞 胡秀云 代 勤

(武汉科技大学城市建设学院，湖北 武汉 430065)

针对武汉地区降雨量大的特点，分析了城市雨水径流利用的可行性，结合海绵城市的相关理念，对武汉黄家湖大学城雨水利用系统进行了剖析，提出了以绿地建设、雨水景观利用为核心的雨水综合利用方案。

雨水，海绵城市，水质，雨水系统

1 城市雨水径流利用可行性

一方面武汉地区雨量充沛，雨季持续时间长。同时大量硬化路面在城市化进程中建设起来，导致路面对水的渗透能力降低，无法发挥土壤对水的涵养作用，暴雨时易形成大规模地面雨水径流，同时旧的排水管路无法及时排出积水，引发城市内涝，其中尤以“看海”现象严重的大学城地区为代表。如果对城市路面进行改造可以有效收集回用这部分雨水，同时缓解城市内涝，而且有研究指出南方地区雨水利用系统基本可以全年运行[1]。

另一方面城市水资源非点源问题长期被忽视，而实际上降雨径流是引起城市水环境质量恶化的主要原因之一[2]。国内外研究表明，雨水径流水质污染状况十分严重[3]。同样的武汉地区近年来汽车保有量大量增多，工厂数量不断增加，空气质量恶化，使初期雨水携带一定污染物。而由于轮胎磨损、油料漏损、建材废料等使地面富集了大量污染物，也会被初期雨水冲刷，以笔者所在大学城为例，校区附近有一条交通干道——白沙洲大道，而相关研究表明白沙洲大道路面雨水污染物指标较高，其初期雨水水质指标甚至远超过城市生活污水[4]。其他一些研究也论证了这一点[5-7]，这对雨水的综合利用提出了挑战。但不少研究也指出地面径流存在初期冲刷现象，如果截留前2 min～12 min的初期雨水能较大程度削减降雨径流污染物[5]，而之后的雨水中污染物含量将趋于平稳，也便于利用。

2 雨水径流利用措施

在2015年4月份武汉成为了第一批海绵城市试点，而根据国务院有关指导意见，海绵城市的建设要最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响，将70%的降雨就地消纳和利用[8]，同时提出了“渗、滞、蓄、净、用、排”六项建设措施。

笔者认为，海绵城市的建设应当最大限度的适应自然，利用自然，而不是单纯的利用工程措施对水进行拦蓄或者引排入河湖。同时一些研究表明，绿化程度越低，城市化程度越高，径流污染越严重[9]，因而海绵城市的建设很重要，但一定要考虑到其是一个全面的工程。现有城市的建设规划往往忽视了这一点。黄家湖大学城虽然也有部分植被，但建筑物及硬化路面占到了校园面积的很大一部分，雨水也未得到很好利用，笔者就此提出以下构想，实现低影响开发雨水系统。

2.1 雨水蓄积

大学城内雨水径流与城市类似，通过路边雨水口汇集后排入地下管网，大量的硬化路面使雨水渗透能力急剧减弱，植被减少导致无法阻止径流形成，形成的大量径流不易及时排出，易引发内涝。依据初期冲刷理论，初期雨水携带了大量污染物，而现有系统完全有能力将前15 min雨水引至污水处理厂，即将大部分初期雨水引至污水处理厂。雨水系统可以截取15 min之后的雨水，并引入湿地完成积蓄。因为新建地区雨污分流，故可在大学城内部雨水管接入市政管网前加阀，当初期雨水排放完成后，关闭雨水管阀门。在其末端设支管将水引入地下最终引向校内人造湖——沁湖，该支管前端采用PVC管加阀门，后端设置为多孔塑料管，外填多孔材料，大部分水将汇入沁湖，少量渗入土壤。在无车辆进出地区设置的人行道，采用透水材料铺面，下用细砂及鹅卵石以缓冲雨水冲击的影响，并在人行道两侧设湿式植草沟。

2.2 雨水净化

沁湖本身及其周边有植被，但为了保障全年较好的净化效果，在池内增加种植菖蒲，芦苇等水生植物，继续种植往年已有的荷花等增加景观性。在沁湖周围设置植被过滤带，种植植物和草类，平常兼做景观用地，雨时积蓄雨水，现阶段岸边基本植被稀疏，滞留净化效果不足。宜在人流多的一侧选用较密集的种植方式，选用蓄水能力较强的植被，以缓解硬化路面导致的大范围径流，同时在硬化路面人少一侧设置较窄过滤带，较多选用景观植物，满足闲时观赏需求。在沁湖湖岸旁人少一侧设地下积水池通过地下箱涵与沁湖连通，箱涵内采用类似入渗沟式设计，加入填料，过滤其中杂质。学校附近雨水中污染物经过沁湖及周边附属绿地吸收净化后，过滤进地下水池，将地下水池中的水用于中水回用。

2.3 雨水回用

通过地下水池与沁湖连通能保证长期中水供应，可将水池中的水抽调用于洁厕用水，景观用水，而大学城地区人员较多且用水高峰并不总是存在，可设置高位水箱间歇式送水，采用浮球阀控制水量。另外，设立中控室，将水质监测结果，雨水管阀门开闭控制，水泵开闭时间等全部纳入控制体系，晴时控制中水回用分配，雨时调节各集水设施合理调配，防止内涝。

3 雨水利用政策规划

通过上述方案的阐述，笔者希望能提出一种初级的雨水利用模式，来为海绵城市的建设提供一些建议。同时，上述手段是远远不足以建设海绵城市的。雨水综合利用系统的构建还需要在如下非技术手段帮助下不断发展。

3.1 完善政府引导

政府建立相关管理机构，政策机构，不断完善适合当地发展的相应法规和技术规范，可以与专门的高校，设计院合作，不断探索新途径，新思路，采用新材料，新技术，努力打造宜居城市和生态文明社会。

3.2 引进社会投资

可以引进民间资产来缓解城市建设压力，以环境效益加以回报。可以通过政策鼓励，积极引导民间资本加入海绵城市建设，特别是中水利用，湿地建设等可以带来收益的项目，比如，中水收费可以放权于物业，湿地建设后可以适度建设盈利性休闲娱乐设施。

3.3 加强学科交叉

雨水的综合利用以及海绵城市的建设在我国依然属于一个新兴领域，其中涉及的学科既包括传统的市政工程，环境工程，也涉及信息与自动化，管理，生态修复等相关领域。应当加强学科的交叉融合，多行业共同发力，找出更加行之有效的方法，克服单一学科，单一门类的局限，对现有技术进行改造，使其更加适应城市建设的发展。

3.4 加大宣传力度

投放公益广告，加大宣传教育，让民众参与到保护环境当中来，让更多人保护和爱护环境。让大家知道环境作为一种资源可以让自己受益，提高公民自觉性，多使用公共交通，垃圾分类，爱护花草等，减轻环境负担。

4 结语

武汉地区雨量充沛，宜充分利用城市路面雨水径流来缓解水质型缺水现状，同时通过与景观设计、城市规划相结合的海绵城市建设措施实现经济，社会，环保效益的最大化。当然技术和政策必须相辅相成，不断推进城市建设的发展。

[1] 车 伍，唐宁远，张 炜，等.我国城市降雨特点与雨水利用[J].给水排水，2007，33(6)：125-127.

[2] 李立青，尹澄清，何庆慈，等.武汉市城区降雨径流污染负荷对受纳水体的贡献[J].中国环境科学，2007,27(3)：128-130.

[3] 吴金羽.国内外城市道路雨水径流水质研究现状分析[J].资源节约与保护，2014(4)：19-20.

[4] 彭 亮，魏桃员.武汉市路面径流特征及道路雨水利用分析[J].市政技术，2013，31(1)：33-34.

[5] 陈水平，付国楷，喻晓琴，等.城市雨水径流水质特征及应对方法[J].三峡环境与生态，2013，35(4)：111-112.

[6] 冯萃敏,米 楠,王晓彤，等.基于雨型的南方城市道路雨水径流污染物分析[J].生态环境学报，2015，24(3)：114-117.

[7] 张 立，许 航.武汉市降雨径流污染特征分析[J].市政技术，2014(5)：97-100.

[8] 国务院办公厅.关于推进海绵城市建设的指导意见[J].中华人民共和国国务院公报，2015(30)：235-240.

[9] 沈桂芬，张敬东，严小轩，等.武汉降雨径流水质特性及主要影响因素分析[J].水资源保护，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

张 飞(1994- )，男，在读本科生; 胡秀云(1993- )，女，在读本科生; 代 勤(1993- )，女，在读本科生

1009-6825(2016)15-0131-02

TU991.14

A