城市道路設(shè)計中的雨水利用

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城市道路設(shè)計中的雨水利用
 張 建
石家莊設(shè)計研究院
 
引言
雨水循環(huán)是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),對調(diào)節(jié)、補充地區(qū)水資源和改善、保護生態(tài)環(huán)境、增加市政排水系統(tǒng)排放能力、減少洪澇，起著極為關(guān)鍵的作用。在城市范圍內(nèi),可有目的地采用各種措施對雨水資源進行保護利用,主要包括:收集、儲存和凈化后的利用;探討市政雨水管道設(shè)計中分離雨水的重要作用.
 
近年來，隨著水資源供需矛盾的日益突出，越來越多的國家認識到雨水資源的價值，并采取了很多有效措施、因地制宜的進行雨水綜合利用。
存在問題：
1.綠化帶降低，無法進行初期棄流。不同于濕地，無汽車污染物。
2.可以在在主干管進行后期截留，措施簡便。
3.舊小區(qū)、道路往往雨污分流不徹底。(分段式儲水池，適合在新建雨、污水分流的道路上設(shè)置，減少污水混入機會)。
社會效益和生態(tài)效益。
1國內(nèi)外雨水利用現(xiàn)狀
    德國和日本已走在城市雨水收集、處理系統(tǒng)技術(shù)的最前面，而且發(fā)展非常迅速，目前已建立各種城市雨水收集、處理和應(yīng)用系統(tǒng)；我國的城市雨水處理和應(yīng)用方面起步較晚，特別是處理和綜合利用方面。
我國的雨水資源十分豐富，年降水量達61900億m3，是我國可利用的重要的淡水資源之一，但對城市雨水處理和綜合利用方面還很不完善，雖然有部分地區(qū)建立了雨水收集系統(tǒng)，但還未對城市雨水進行綜合處理應(yīng)用。部分成熟的雨水利用技術(shù)從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。
一、在市政雨水管道設(shè)計中，根據(jù)已往城市道路設(shè)計，雨水管道水力計算中暴雨強度、徑流系數(shù)較大（路面硬化多），不考慮兩側(cè)單位及道路的雨水利用，計算得到的管徑往往偏大。管徑大時，不得已采用雨水方溝，不但延長工期，還使水資源白白浪費，增加了城市道路積水和交通擁堵的可能。今年我國多地發(fā)生暴雨時交通堵塞，雖然與管道系統(tǒng)老舊、不完善有關(guān)，但是如果重視雨水利用，從源頭上減少管道的雨水量負擔(dān)，才是根本的解決辦法。
可以考慮以下一些措施，在投資不用加大很多的情況下，實現(xiàn)雨水利用：
1.   人行道雨水較干凈，無需初期截留費用，直接采用透水設(shè)計。我市很多道路采用了此種設(shè)計，收到了較好效果。人行道結(jié)構(gòu)：
   彩色混凝土透水磚                  6cm
   粗砂                              3cm
   級配碎石                          30cm
2.   城市大部分機動車道是瀝青混凝土道路。雨水污染較嚴重，采用初期雨水分流的方法（參照附圖），降低雨水污染。也可以結(jié)合小區(qū)內(nèi)污水處理設(shè)施，處理后再應(yīng)用。  
通過市政排水設(shè)施，增加截流管和閥門，排除管底泥沙，截取中段較潔凈雨水。因為初期路面雨水雜質(zhì)多，經(jīng)過一段時間雨水沖刷，特別是大雨期間，雨水雜質(zhì)含量降低，雨水經(jīng)過簡單處理，就可以增加利用價值。
3.   在機動車禁行的小路，雨水比較清潔，利用雨水口掛籃等簡單方式過濾分流可就近收集排入綠地。
4.   道路設(shè)計中的雨水支管，初期雨水污濁，可以關(guān)閉閥門。在雨水較干凈時打開，流入集水池。（見附圖）
5.   入集水池的管道設(shè)為倒坡，可以防止雜物流入。
6.   倒虹吸管下部沉淀雜物。進水管設(shè)格柵，阻擋雜物。
管道分流雨水設(shè)計如附圖。
附圖1（平面）                             附圖2（管道縱斷）
 
7.   現(xiàn)代城市道路設(shè)橫斷面計中，綠地所占比例較大，種植樹木不多，草地比較普遍，便于設(shè)置集水池及污水凈化設(shè)施，以便灌溉使用。
所以可以具體問題靈活解決。在城市主干道上建立雨水利用設(shè)施就很方便。因為管線明確，雨污水管道同期建設(shè)完備，基本實現(xiàn)了雨污分流。兩側(cè)接入用戶一般是大型商場、居民小區(qū)，很少有工廠等污染大戶。減少了雨水管道錯誤接入污水的可能。
城市主干道兩側(cè)綠化帶內(nèi)，沿道路長度方向分散設(shè)置多個集水池。可以適應(yīng)雨水量大、集中等特點。與市政雨水排水設(shè)施就近配合：雨水排入雨水口，集中流入雨水管，管道分段收集雨水，分段排入集水池。而且雨水可就地利用，灌溉綠地。

道路分隔帶內(nèi)種植樹木，樹木可以過濾、吸收雨水。還可以凈化、濕潤空氣，增加樹蔭，降低城市溫度?，F(xiàn)代道路設(shè)計重視增加車道通行能力，盡量增加道路寬度，甚至擠壓、取消分隔帶，不利行車安全、道路設(shè)施設(shè)置、公交優(yōu)先設(shè)置，更不利植樹。所以應(yīng)該合理設(shè)計道路斷面，分隔帶最小寬度應(yīng)該在2.5m以上，便于設(shè)計雨水利用。
8.    現(xiàn)代不少城市保留有古代渠道，當(dāng)時是排泄污水的重要途徑。因為污染少，基本上是生活污水，可以直接排入渠道。雖然現(xiàn)代大城市有規(guī)定，必須雨污分流，但很難做到。
現(xiàn)代渠道設(shè)計不能補充地下水，因為設(shè)計上采用了土工膜等防滲設(shè)計?，F(xiàn)代水資源短缺，經(jīng)常還需從他處補水幾億立方米。因為城市大雨時，渠道沿途打開閥門，排泄雨水，渠道擔(dān)負了泄洪職能。但沿途各區(qū)情況復(fù)雜，很多舊污水管道接入雨水管道，最終污染了渠道景觀用水。一年內(nèi)不得多次已清理渠道、換水。所以雨水利用是從源頭減少雨水排泄量，是根本的解決辦法，是城市設(shè)計今后應(yīng)該充分重視的課題。
9.    灰水排放管道，增加了市政雨水排放能力，還可以用后期雨水沖洗儲水池。
10. 廣場透水磚可以采用以下圖案，避免采用不透水的花崗巖及大理石磚。注意透水磚不應(yīng)該使用凹凸不平的普通便道磚,應(yīng)該平整、美觀、視覺顏色以質(zhì)樸為主。采用何種環(huán)保材料，還有待深入研究。
 
二、居民小區(qū)安裝簡單的雨水收集和利用設(shè)施，雨水通過這些設(shè)施收集到一起，經(jīng)過簡單的過濾處理，就可以用來建設(shè)觀賞水景沖刷路面，或供小區(qū)居民洗車和沖洗馬桶，這樣不但節(jié)約了大量自來水，還可以為居民節(jié)省大量水費。
小區(qū)中水處理工藝流程有三種類型：1、生物處理方法；2、物理化學(xué)處理方法；3、物理處理方法。其中，物理處理的方法在目前的工程實踐中可操作性低，不推薦使用。
生物處理方法適用于可生化性較好的廢水，從原水水質(zhì)可以看出，其水質(zhì)穩(wěn)定，BOD5 / CODcr 的比值大于0.5，生化性好；而且，廢水中含有大量的溶解性固體物質(zhì)，更宜采用生物處理方法去除。
在市政道路排水設(shè)計中，可以注意與綠地、小區(qū)雨水池相配合，并且利用小區(qū)污水處理設(shè)施,將部分雨水處理后，可以排入附近渠道，以補充景觀用水。
三、結(jié)束語
雨水能起到調(diào)節(jié)、補充地區(qū)水資源和補給地下水資源的作用。針對目前雨水造成的徑流污染，雨水的收集、處理和綜合利用技術(shù)成為我國急需解決的問題。
特別是市政雨水管道設(shè)計，對于雨水的分流、再利用還有很多工作可以做。充分利用雨水，還可以減少雨水管道管徑及市政建設(shè)投資、維護等一系列費用。因為市政雨水管道承擔(dān)了大部分城市雨水泄流任務(wù)。是為市區(qū)道路兩側(cè)用戶服務(wù)的，必將在雨水利用中起到更大作用。
合理的規(guī)劃雨水處理和利用設(shè)施，不僅能解決現(xiàn)存的徑流污染問題，也為生活和工業(yè)用水提供水源。但要合理、有效利用雨水資源，還需要根據(jù)不同地區(qū)的具體情況深入研究。
 
 
 
2013-11-13