生态城市给排水设计与雨污水处理问题研究

摘要：近年来，随着城市化进程的加块和城市空间区域的迅速蔓延扩张，城市建筑规模的不断扩大,使得人工硬质表面所占比重不断增加，导致雨水在短时间内大量汇集，不但使城市雨水管网的负荷加重，而且造成了珍贵水资源的严重浪费。本文从城市排水设计者的角度，对城市雨污水体制、排水网管现状及今后排水设计中值得注意的问题做简要探讨。

关键词：生态城市；排水设计；城市雨水；可持续发展；水循环

Abstract: in recent years, along with the process of city and city space regional block and the rapid spread of expansion, city construction scale continues to expand, making artificial hard surface growing proportion of rainwater collection, resulting in a large amount in a short time, not only the city of rainwater pipe network load, but also caused a serious waste of precious water resources the. The city drainage from the designer's point of view, makes a brief discussion on problems of city rain sewage system, drainage management and drainage design in the future.

Keywords: ecological city; rainwater drainage design; city; sustainable development; water circulation

中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着城市化进程的加块和城市空间区域的迅速蔓延扩张，城市建筑规模的不断扩大，使得人工硬质表面所占比重不断增加，一般中等城市硬质表面积的60%—75%，而绿化面积等仅占25%—40%，导致雨水在短时间内大量汇集，不但使城市雨水管网的负荷加重，而且造成了珍贵水资源的严重浪费。据统计，我国对城市雨水资源的利用率还不到10%。

1城市雨污水现状与存在问题分析

1.1市政排水体制问题

目前，很多城市在进行总体规划设计时，在排水体制问题上一般均倾向于采用分流制，其目的是通过不同的管渠分别收集和输送污水及雨水，以达到对可用水资源的再利用。用污水管和雨水管两种管渠分别收集和输送污水和雨水，然后流入各自不同的系统终端进行分质处理或处置，是较为理想的排水体制。

但是事实上，大多数地区的分流制排水系统存在雨污混流现象，造成污水处理厂平时收集不到足够的污水量，雨季时又有大量雨水流入；雨水管道中集纳的水体仍有污水排入，造成水环境污染，有的雨水管中水质污染严重，根本无法进行回收再利用，分流制的优越性无法体现。

1.2错接乱接现象普遍

这种现象在民用建筑内部装修过程中，更为严重。比如把原有临街住宅楼改成餐饮业或娱乐业，于是将阳台改成厨房，甚至改成厕所，以致原设计的阳台雨水落水管成为生活污水管，其出水直接流入雨水系统，致使原有排水系统被打乱。还有的工厂车间由于技术改造、产品结构调整等原因，导致车间设备重新布置，原有排水系统的功能相应改变：原污水管成为废水管，将生产废水收集入污水系统；原废水管成为污水管，将生产污水收集入雨水系统。这是造成雨污混流的又一原因。

1.3设计施工中的疏忽因素

有些新建或改造建筑，在设计施工中，对选用管材不甚讲究，有的甚至用普通地漏代替雨水出口,导致过水能力差,易被垃圾堵塞。有的建筑在设计时，遇到天沟中有混凝土梁凸出时,预留过水管断面过小,或标高不正确,暴雨时难顺利排水，还有的小区雨水立管底部或室内雨水悬吊管长度超过15m时未设检查口,不但影响垃圾清除，对雨水排放也极为不利。

2 生态城市排水设计与雨水的收集分析

城市雨水收集利用是一项涉及多学科的、复杂的系统工程，是根据雨水收集后的用途要求确定收集方式和处理方式的一项工程。许多国家都在为如何收集并循环利用雨水资源进行探索，这对我国的城市雨水系统设计、管理起到一定借鉴作用。

2.1城市雨水用途

城市雨水可用于补充地下水、绿化用水、景观用水、城市杂用、居民杂用、工业用水，深度处理后还可作为饮用水。主要表现在以下几个方面：1、雨水渗透能够适当提高地下水位，补充地下水，对地下水超采城市来说具有更重要的意义；2、雨水利用减少了城市街道雨水径流量，减轻城市排水的压力，甚至一些区域不必铺设雨水管道，同时有效降低雨污合流，减轻污水处理的压力；3、雨水利用于工农业和生活，为城市提供新的供给水源，缓节水资源供需矛盾。

2.2城市雨水资源化利用模式

城市雨水资源化利用模式主要分直接和间接两种。直接利用表现在雨水汇集、贮留等，屋顶、路面等均可不同程度收集雨水，收集的雨水可汇集到雨水贮留池中，对不同用途的雨水进行处理等级划分和分别利用。雨水的间接利用表现为雨水渗透。雨水渗透可包括点源、线源和面源的渗透，人工渗透设施、人工湖等为点源入渗，河道、透水性道路等为线源入渗，减少城市硬铺盖、加大城市绿地草坪面积可增加面源入渗量。雨水渗透对改善城市水环境，恢复城市良性水循环具有根本性作用。

2.3城市雨水储蓄设计

2.3.1圆锥形蓄水池的布局设计

城市道路两边绿化用水需求量、园锥形蓄水池个数及蓄水量的设计，该地区年平均降雨量和根据城市道路两边的绿化苗木品种计算出的用水量为依据。城市草坪用水需求量、园锥形蓄水池个数及蓄水量的设计，该地区年平均降阴量和根据需言养草坪的面积、品种计算出的用水量为依据。

2.3.2过滤式沉淀槽和洼沟设计

过滤式沉淀槽和洼沟是将原来不可渗透性地面做坡向植被化处理，将雨水转移出诸如混凝土路而等不可渗透性地面区域。过滤式洼沟为狭长式的渠道，过滤式沉淀槽一般设置在坡地地区。实际上这两种措施是自然界的排水方式的回归，雨水流过长满植物的坡面，减缓了大雨对地面的冲击，通过植物的阻截，有效清楚有污染的固体杂质，将有机物留在土壤中;为植物提供养分。过滤式沉淀槽和洼沟管理上比较简单。定期清除过剩的淤泥即可，基本不需要其他维护。

2.3.3过滤式排水沟和渗透型地面设计

过滤式排水沟将雨水以扩散方式从不渗透型地面排除。渗透型地面直接将雨水排入地下，对地下水进行补给。在日本于20 世纪80年代就推行了“雨水渗透计划”，先后开发应用了透水性沥青混凝土铺装和透水性水泥混凝土铺装。渗透性地面主要应用于公园广场、停牢场、运动场及城市道路设计。

3 建议与措施

3.1解决城市雨水问题的可持续发展对策

3.1.1雨水直接利用

雨水利用系统一般包括雨水汇集区、输水管系、截污装置、储存、净化和配水等几部分。因此在做城市建筑设计时，要根据不同建筑项目的不同用途，参照本地市政排水体制做相应的设计部署。在做绿化、冲洗道路、停车场、洗车、景观用水等与之相关的行业在排水设计时，就可充分利用雨水管道的优势作用加以利用。

3.1.2雨水渗透

雨水渗透是既是一种间接的雨水利用技术, 也是一种雨水径流污染控制的有效方法之一。其目的包括减少径流雨水量,补充涵养地下水资源,改善生态环境,防止地面沉降,减轻城区水涝危害和水体污染等。根据渗透方式不同可分为分散渗透技术和集中回灌技术两大类。分散式渗透设施包括渗透井、渗透管(沟)、渗透池(坑)、渗透地面、低势绿地等。分散式渗透设施易于实施,投资较少,可用于住宅区、道路两侧、停车场等场所。集中式渗透是指采用干式或湿式深井将雨水回灌地下,回灌容量大,但对地下水位、雨水水质有更高的要求,使用时应采取预处理措施净化雨水,同时对地下水质和水位进行监测。

3.2对原有合流制和已形成雨污混流的分流制排水系统改造的意见

在已形成雨污混流的分流制的地区，应对当地现有排水系统混接情况进行调查分析，以便确定所设计项目的排水方式：

（1）设计时要弄清，建筑内部排水系统的粪便污水和生活废水是分流排出还是合流排出；

（2）小区雨水系统是否与生活废水合流，污水管和雨水管是否与市政的污水系统和雨水系统有混接现象；

（3）充分考虑本地区年降雨量大小，雨季持续时间是否较长等因素。根据调查情况，管道整理工作如果从建筑内部或小区排水系统开始，改造难度较大，但改造后效果明显。前几年有的城市采用维持现有排水系统，只适当改造排水能力偏小的污水系统，拆除接入污水系统的雨水管接口(因一般雨水管接入污水系统的情况较少)，并在原雨水系统出水口前增建污水截流设施，形成截留式的合流制排水系统，将截流的污水和原污水系统合流，集中至城市污水厂处理。经过几年的运行，效果也比较明显。

4 结语

雨水问题是城市水环境和水资源的主要制约因素。城市雨水利用是解决城市水资源短缺、减少城市洪灾的有效途径。应将雨水利用与雨水径流污染控制、城市防洪、生态环境的改善相结合,应坚持技术和非技术措施并重,因地制宜,择优选用,兼顾经济效益、环境效益和社会效益,标本兼治,促进城市水资源和水环境的可持续发展