王鑫
中汽研汽车工业工程（天津）有限公司 ?天津市 ?300300
摘要：近年来，经济快速发展，城市化建设不断加快，文章从雨水的收集和利用的角度对城市基于利用技术进行分析。雨水收集利用可以减轻内蒙古地区日显巨大的自来水的供水压力、路面积水等环境问题，同时对水土流失、河水污染等环境问题也有一定的缓解作用。
关键词：城市；雨水收集；利用
引言
随着城市化建设进程的加快，城市道路和园林绿地的下垫面被大量无机材料填充，加之城市规划建设的不合理，部分阻碍了道路和绿地表面雨水的下渗，大量地表雨水直接增加了市政排水管道的排水压力，由此导致的城市内涝和洪涝灾害频发。频繁的城市内涝和洪涝灾害给人们的生活带来了严重的影响，亟须解决城市的雨洪问题。
1城市集雨利用的必要性
目前，我国正处在城市化快速发展的阶段。随着城市化水平的提高和经济的高速发展，城市雨水问题就愈发凸现出来。主要表现为，雨水资源大量流失、雨水径流污染严重、城市内涝风险加大。雨水携带污染物进入河流导致生态环境破坏等几方面。城市雨水问题不仅是制约国民经济发展的重要因素，而且是危害和威胁人民健康的严重社会问题。而解决雨水问题就必须化害为利，实现综合利用。因此，原有的从城市小环境出发、以减少洪涝灾害为目的、输送排放雨水的规划已经不能满足城市可持续发展的需要，雨水规划必须考虑雨水综合利用，雨水综合利用应该是城市雨水规划的重要组成部分。
2城市雨水收集与利用研究的探讨
2.1生物滞留系统
生物滞留系统是指将植被种植在地势低洼的区域，应用土壤过滤滞留以及植物截流的方法对小流量的雨水进行收集处理并加以利用。通常来说，生物滞留的处理方法适用于汇水面积较小的区域。生物滞留系统的主要组成有砂率层、表面雨水滞留层、植被、土层以及种植土壤覆盖层。该系统的表面高度一般低于地表标高，以收集和储存径流雨水。将树皮以及树叶等铺设在种植土表层可以有效地避免雨水径流冲刷表面土层，极大程度地缓解雨水的流失。在这个过程中，植物的根部时刻保持潮湿状态，不仅为植物的生长提供了条件，还为有机物的分解提供了媒介。该层结构的主要作用是过滤径流雨水种植的植物尽量选择适合当地环境的草本植物，并且保证品种超过3种。
2.2水质控制
用以上方法收集来的雨水并非是纯净的水。雨水水质控制是现代城市雨水利用中不可忽视的问题。影响雨水质量的原因主要有以下几个方面:一是由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。从部分城市降雨水质分析结果看，天然雨水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物、氮氧化物等，但浓度相对较低。其次，屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。路面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材料、汽车排泄物、生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等，其成分复杂，随机性很大。为了有效控制雨水的水质，我们就必须采取一些措施，如路面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等。污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井，也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如，生活小区、公园的路面雨水。设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。除了上述源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。同时需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。
2.3城市车行道路雨水收集利用的设计方法
现有的城市道路排水设施仅能排除路面表面的雨水，不能排除渗透进道路里面的雨水，特别对于大孔隙开级配（OGFC）沥青混凝土路面，虽然雨水在短时间内可以经路面下渗，但无法将雨水收集统一排放，只能慢慢挥发。一旦遇到中到大雨，OGFC路面的排水优势就难以发挥。同时，渗透进道路里面的雨水得不到及时的排除，可能会出现路基被水浸泡而软化，从而导致路面下沉的危险。常规的城市道路排雨水设施不能排除经下渗的雨水，然而可以在道路两旁设置渗透雨水收集花管，将下渗至OGFC路面的雨水收集起来统一利用和排放。具体而言，是在道路两旁路沿石边缘设置1根准50mmPVC排水管道，该管道上半部分设置间距为50mm的准10mm梅花形渗水孔，梅花形渗水孔外部设置1层滤网；准50mmPVC排水管道设置在路面渗透过滤层之下，并以0.5%的坡度与雨水井相连。为增加路面的强度，应在路面结构中增加土工合成材料，防止竖向应力集中破坏渗透雨水收集花管。渗透雨水收集花管收集的雨水随即排入路边雨水井，通过雨水井中的连接管道进一步将路面的雨水和下渗的雨水排入人行道下的低影响开发（LID）型渗蓄水池。该LID型渗蓄水池设置在2株行道树之间，上覆大于700mm厚的土壤，通过溢水管道相互连接呈间断纵向分布；溢水管道的高程略低于连接管道的高程；该LID型渗蓄水池由钢筋混凝土制成，上部微拱形利于排水，池体壁上设置与连接管道和溢水管道连接的接口，池体下部设置池趾板以增加受力面积，池体下部未封闭；LID型渗蓄水池下部设置呈下弧状的LID型渗水系统，并形成蓄水腔。该蓄水腔则可收集雨水井内的雨水，并通过经改造的LID型渗水系统将雨水下渗至周边土壤中，既减少了洪峰时市政管道的排水压力，又可以补充地下水源。蓄水腔内多余的雨水可通过溢水管道排入市政排水管道。该设计方案考虑了城市道路、人行道和行道树三者间的相互关系，运用海绵城市的设计理念，通过市政结构设施，将路面的雨水加以收集利用，不仅能发挥OGFC路面的排水功能，还能收集利用雨水，提高路面的使用年限。
2.4园林水池
园林水池的设计需综合考虑水源问题，以方便后续的管理工作。一般需要固化水池池底池壁以保证形成一个密封性较好的水池。该水池的主要作用是切断水体和自然界的渗透作用和交换作用，削弱水体的生态功能和自净能力。如果一个区域有可靠稳定的水源条件，则应建设自然基底的园林水池，以保证水池中的水可以更加自由充分地与周围的土壤进行交换，进一步优化和完善园林水体的生态功能。对于园林水池来说，水体渗漏和水量保持之间存在一定的矛盾，需要先计算水量，然后采取有效的方法和措施合理地控制渗漏量。另外，为了保证水体的景观效果，需要及时补水。
2.5灌溉控制系统
灌溉控制系统涉及的储电池、控制器和湿度传感器采用电连接。湿度传感器用于感应土壤的湿度，湿度传感器的信号传输口与控制器的信号接收端连接，控制器接收湿度传感器发出的湿度数据，并根据湿度数据控制抽水泵的开闭。系统运行涉及的能源由太阳能板接收太阳能，将其转化为电能后储存在储电池内，储电池为控制器和湿度传感器提供电能，湿度传感器将土壤湿度数据发送给控制器，根据不同植被的需水量不同，调节控制器，当土壤湿度过低时控制器控制抽水泵开启，就可以进行实时精确的灌溉。
结语
以水定发展，水资源是战略性资源，是城市发展的基础。对于缺水城市，集雨利用方案不仅可以减小自来水供水压力、路面积水等环境问题，同时对水土流失、河水污染等环境问题也有一定的缓解作用。
参考文献
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