城市雨水利用——实现生态城市的必由之路

郭丕旻 张泰源

（1.南阳市建筑设计研究院，河南 南阳 473000；2.南阳市城乡规划局，河南 南阳 473000）

城市雨水具有危害性及资源性。随着城市化进程的加快，城市中硬质路面铺砌面积和建筑密度不断增加，引起地面雨水径流量增加，下渗量减小，洪涝频发，危害加剧；初期径流雨水含有大量杂质，直接排入水体，污染河道；许多城市由于水资源短缺，过度开采地下水，地下水得不到有效补充，地下漏斗越来越大。而经过简单处理后的雨水，不仅可以作为开源节流的一种手段回用于城市绿化、喷洒道路等，还能渗透回灌地下减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降，控制雨水径流污染，改善城市生态环境，实现经济和社会的可持续发展。

目前，城市雨水利用技术分以下几类：分散住宅的雨水收集利用中水系统；建筑群或小区集中式雨水收集利用中水系统；分散式雨水渗透系统；集中式雨水渗透系统；屋顶花园雨水利用系统；生态小区雨水综合利用系统（屋顶花园、中水、渗透、水景）等。

国内外雨水利用情况

在发达国家，城市化导致的水文生态失衡，洪涝灾害频发问题，早在20世纪50年代就已经开始明显化。从20世纪80年代起，一些国家就开始研究城市雨水的收集利用并使之资源化的问题，也取得了很多成果和经验。

德国此项技术走在世界前列，已进入标准化、产业化阶段。从屋顶雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制，都有一系列的定型产品和组装式成套设备。

德国的MR雨水渗透，包括各个城市就地设置的洼、渗渠等组成部分，与带有孔洞的排水管道连接，形成一个分散的雨水处理系统。通过雨水在低洼草地中短期储存和在渗渠中的长期储存，保证尽可能多的雨水得以下渗。该系统具有减少因城市化而增加的暴雨径流量，补充地下水，净化地表径流的优点，而且设计可灵活多样，适合各种土壤条件。MR系统代表了一种排水系统的新概念，即“径流零增长”，这个概念的目标是“使城市范围内的水量平衡更加接近其在这片地区发展起来之前的状况”。

另外，像英国的“蓄水地面”与中水利用，日本的贮、渗性雨水排放系统等，都在雨水利用方面取得了很多的经验和成果，综合效果显著。

国内城市雨水利用起步较晚，北京、上海、大连、天津等许多城市相继开始研究。走在龙头的北京已进入示范与实践阶段，已建成一些生态小区，考虑了雨水的渗透、滞留和回用。如北京某办公区的雨水利用工程，考虑小区约1/2屋面面积和道路面积的径流雨水收集利用，其余雨水就近坡向附近绿地汇集、贮存，超出绿地调蓄和渗透能力的雨水径流排入市政雨水管。收集后的雨水净化采用低能耗、易管理的人工植被过滤技术，出水质可达杂用水标准，可供绿化、洗车、冲洗道路之用。

南阳市中心城区的雨水利用

目前，南阳市中心城区的雨水利用尚处在起步阶段，现有的管理和设计思路还徘徊在将雨水如何排入河体的阶段，未将雨水是资源纳入到生态循环和再利用之中。

南阳市中心城区年降水量为805.5mm，各季节分布不均，分别为：春季169.6mm，占21%，夏季425.1mm，占53%，秋季为171.4mm，占21%，冬季为41.7mm，占5%。降雨强度可观，一日最大降雨量可达200-300mm。2000年7月3日24小时降雨量369mm的特大洪水，更给南阳市造成了6亿多元的经济损失。虽然形成洪灾的原因众多，但原因之一就是传统雨水排放系统是以尽快汇集与排除地面径流为目标，加速了雨水向城市各条河道的汇集，使河道洪峰流量迅速形成，对低洼地带造成了巨大冲击。不仅如此，因初期雨水径流污染较大，也成为河体污染源之一。城区供水方式以开采地下水为主，过度的开采中心城市曾形成白河以北62.97km2，年变幅2.55m的降落漏斗和白河以南12.17km2，年变幅1.92m的降落漏斗。由于二、三、四级橡胶坝的蓄水，沿白河两岸的地下水补给情况有了很大的好转，趋于动平衡。但对整个城区来说，仍很不均衡。

从系统的观点看，目前城区所面临的上述生态环境问题，反映了现有的雨水管网系统已经与大规模城市化发展不相适应，强烈地干扰了城市原有的水文生态系统，破坏了自然的水循环。因雨水具有的资源性与危害性的二重属性，开展雨水利用是可行且必要的。

如何借鉴国际上先进的理论和方法，借助国内一些大中城市的经验和思路，结合南阳市中心城区的实际情况，探索出具有南阳特色的，把城市规划、建设和雨水利用结合起来，实现城市发展与生态环境平衡的和谐统一的利用发展之路呢？这不仅是城市设计师要思考的问题，也是城市管理者和决策者要面对的问题。

值得庆贺的是，在雨水渗透回灌补充地下水方面，市中心城区一些工程已做到了有益的尝试。在以独山大道为首的几条新建道路工程及几条道路的人行道改造工程中，人行道铺装采用了生态面砖，基础采用了砂石基础，渗水性强。解放广场、新一中及一些小区、厂矿等采用草皮砖，铺砌于停车场、公共绿地及道路边，都对减少路面雨水径流，补充地下水起到了一定的积极作用。

南阳市作为中国21世纪可持续发展的试点城市之一，正为塑造“水城、绿城、历史文化名城与生态型新城”的形象而努力。生态城市的目标之一就是“给水需求零增长和污废排放零增长，城市范围内的水量平衡，水文地质条件更加接近这片地区的自然状况，实现城市区域内的良性水循环”。笔者认为，应随着南阳市中心城区总体规划的调整，排水工程从规划到建设管理的思路也应加以调整，以适应生态城市的规划理念和要求。

根据南阳市中心城区近期建设规划，随着四水厂的兴建，利用鸭河水库作为水源，将大大缓解城市高峰用水期缺水现状，供需基本平衡；又因雨水回用工程的建设费用和运行费用较高，多用于严重缺水地区，而南阳市财力有限，因此在近期应将雨水利用重点放在雨水渗透上。新雨水排放系统应以补充地下水、净化地表径流可渗性雨水排放系统为主，即在雨水管道系统设计、用地规划和地面覆盖上考虑雨水渗透、合理、充分利用雨水涵养地下水源，既能缓和城市水资源危机，又能增加土壤中的含水量，调节气候，从而改善中心城区的生态环境，还能减少雨水系统的投资和管理费用，并减轻城区水涝危害和水体污染。

雨水利用需要政策的支持，有关部门应出台技术规定，以促进雨水利用项目的进行。从总规、详规、施工建设到建后管理，管理人员和设计人员都应树立“变直排为渗透利用”的理念，重视雨水利用，并建一些示范工程，总结雨水渗透设施的利弊，便于以后推广。

技术方面，雨水渗透设施目前有三种形式：渗透地面、渗透池、渗透管，可以因地制宜单用或混用。

除了绿化面积外，人工渗透设施主要分为两类：一类是多孔沥青及多孔混凝土地面；另一类是草皮砖。它们可用于停车场、交通较少的道路及人行道，特别适用于学校、厂矿及居民小区。

渗透池分地面和地下渗透池。当土地可得且土壤渗透性能良好时，可采用地面渗透池。若能利用天然低洼地做渗透池是最经济的。若对池底再作一些简单处理，如铺设鹅卵石等透水性材料，其渗透性将会大大提高。地面渗透池可与周边环境配合设计，成为区域水景观的组成部分，如人工湖便是一种很好的方式。地面渗透池可以用于公共绿地、街头游园、大型娱乐休闲场所，尤适用于新开发区，无市政配套设施区域。地下渗透池用于土地紧缺的地方，在城市重要区域，雨水径流量最高可达90%，地下渗透相当于一种地下贮水装置，利用碎石孔隙、穿孔管、渗透渠等贮存雨水。可以根据地段重要性，暴雨量在36小时内全部渗入地下来计算其容量。

渗透管一般采用穿孔PVC管，或用透水材料制成。汇集的雨水通过透水性管渠进入四周的碎石层，再进一步向四周土壤渗透。可以与雨水管系、渗透池等综合使用，也可单独使用，使用范围广泛。

以上三种方式经济性强、易操作,可以灵活选用,并应加以提倡和推广。

城市雨水利用方兴未艾，前景广阔。雨水渗透作为雨水利用首选是把南阳建成一个水文生态系统平衡，走向持续发展之路的生态型城市的必由之路。