浅谈海绵城市应用——雨水调蓄系统

浅谈海绵城市应用——雨水调蓄系统

刘森

中建安装集团有限公司江苏省南京市210000

摘要：随着城市化进程的加快，水资源匮乏，生态环境恶化等问题的出现，雨水作为水资源回收利用迅速在世界各地等到发展，已日渐成为国际潮流，许多发达国家如美国、日本、德国、澳大利亚、新加坡等普遍接收和广泛使用。

关键词：海绵城市；雨水调蓄系统；资源节约

一、海绵城市的概述

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性“，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水。需要时将蓄存的水”释放“并加以利用。

在社会经济不断发展的过程中,城市化进程加快，城市硬化路面太多，“点式“管道强行排水方式不适应现代城市的发展，汛期时会增大地表的径流量,引发雨水污染的问题,甚至发生涝灾,给人们的生活和工作带来很大的不变。雨水调蓄系统的建设高效的解决了雨水污染问题,起到防涝减灾的作用,是一项重要的城市基础建设。本文以天津大众APP310项目为例，分析了雨水调蓄系统的基本功能,总结了雨水调蓄系统在城市防涝减灾中的作用,以期扩大雨水调蓄系统的应用范围。

1、地理位置

大众APP310项目位于位于天津市TEDA开发区西区，大众汽车自动变速器（天津）有限公司厂区内的东北侧区域

2、雨水概况

厂区属暖温带半湿润大陆季风型气候，多年平均降雨量：556.6mm，排水体制：雨污分流制，雨水重现期设计标准：三年

3、相关情况

本项目现状地势较为平坦，场地周边已有完善的排水管网，其中西侧市政道路已敷设雨水管网且已预留3个dn600的市政雨水检查井，北侧市政道路已敷设雨水管网且已预留2个dn400的市政雨水检查井，负责本地块的雨水排放。

场地通过竖向设计，铺装雨水进入下凹绿地等生态设施，经过植物、砂石、土层的初步净化，经环保型雨水口溢流进入雨水管道。其中广场、人行路、停车位等非重载路面均采用透水铺装做法，透水铺装比率不小于40%。

模块式雨水调蓄池设计有效容积为1500立方米，尺寸为43.8m*12m*3.0m。水池总容积确定为1576.8立方米，有效容积为总容积的95%，即有效容积为1497.96立方米。该项目蓄水池模块，材质为PPB（改性聚丙烯），应通过建设部产品检测中心测试，满足承重达30t/㎡以上（水池安装区域位于班车停车场区域）。模块孔隙率不应小于95%，在蓄水池体积确定的前提下，最大容量储存雨水；模块单体结构大，外形尺寸为1200×600×600（mm），使其稳定性能较好。模块蓄水池组装效率应高，采用大柱撑式结构，底部应有专用排泥通道的设计便于冲洗清淤，易维护且安装简便工期极短。因水池容积较大，模块的拼装应采用交错式，以提高水池整体稳定性。

二、雨水调蓄系统描述

1、雨水调蓄池功能

雨水调蓄系统是指通过在雨水汇水面下游设置雨水调蓄池，将洪峰雨水暂时存在池内，待雨水洪峰消退后，将调蓄池内的雨水排出至市政雨水管网，从而减轻市政雨水管网排水压力。雨水调蓄池可以起到调蓄雨水，使路面积水大大削减，在雨水顶峰流量时，可以起到相当的作用，特别是在一些容易产生洪灾的区域，有了雨水调蓄池的调蓄功能，可以有效地削减损失。除了调蓄作用，在雨水的搜集和使用方面，调蓄池也有很大用处。如今越来越多的人们开式意识到雨水资源的收回及使用的重要性，调蓄池正好有这方面的作用，许多的建筑调蓄池，搜集雨水资源，在需要的时候善加利用，可用作绿化灌溉，可以有效减轻水资源缺少的状况，在环境交叉的缺水较严重区域，重要性显而易见。

2、雨水调蓄池运转状态

2.1进水状态

在雨水蓄水池蓄水前期，若进水部位水位比集水池的水位还高，则流经厂区雨水管网内的雨水应当首先从弃流过滤装置进入雨水调蓄池的储水池部位，等储水池中的雨水储满后，则溢出来的水从弃流装置流出，进而进入市政管网。如以下所示：

2.2放空状态

主要是通过排水系统外部污水管网的运转状况，使用污水排放的低峰段（通常是在夜间时期），使用人工监制的方法控制调蓄池的放空工作，在将雨水经过放空泵的运行后，会将收集到的雨水排入污水管道中，进而将其送入市政污水管网中。

2.3冲刷

在调蓄池放空后，通过控制系统来控制冲刷系统的运转，使其对调蓄池内部各个部位进行冲刷。冲刷使所储存的水在刹那间开释所构成强劲有力的射流来将池底所堆积的沉淀物冲到调蓄池结尾所设置的专门收集渠内部，然后在经过污水泵将其排出至市政污水管网中。

三、雨水调蓄系统的应用及意义

3.1国内该技术目前的状况

该技术系统是海绵城市重要支撑技术，服务于海绵城市建设。海绵城市的概念由习近平国家主席在2014年4月关于保障水安全重要讲话中指出，就是要根据资源环境承载能力构建科学合理的城镇化布局，尽可能减少对自然的干扰和损害，节约集约利用土地、水、能源资源;解决城市缺水问题，必须顺应自然，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。所以，海绵城市是我国提出的专有概念名词。国内对于海绵城市建设前所未有的重视，具体情况如下：

（1）国家颁布了一系列重量级国字号文件推动海绵城市建设

国家已经颁布了一系列类似于《国务院办公厅关于推进海绵城市建设的指导意见》国办发〔2015〕75号的政策文件，充分说明了国家对海绵城市建设的重视。

（2）我国的水环境、水安全、水资源、水文化四大方面形式是十分严峻：

A、水资源短缺：全国300多个城市缺水，喊渴。

B、水环境严重污染，40%的河道黑臭，60%的地下水质较差或极差

C、水安全风险巨大：62%的城市发生过内涝

D、水文化逐步消失：生态的皮不存，文化的毛焉附

近年来，国内外的一些学者更加重视雨水资源的利用，在雨水收集方面就涉及到雨水调蓄池的应用，德国为了利用雨水资源已从80年代后期开始，修建了大量的雨水调蓄池来处理和利用雨水。

3.2该技术推广的意义

与普通合流制排水系统相比，调蓄系统的应用有许多的优势：

3.2.1巨大的环境与社会效应

（1）缓解城市热岛效应

（2）有效缓解城市水资源短缺

（3）有效减少城市防洪与排水压力

（4）减轻城市水体污染

（5）改善地下水文生态环境，进而改善了城区水文地质环境。实现城市的的健康水循环。

（6）还可以有效补充地下水,增加地下水补给量、涵养水源。抬高地下水位不仅抑制或减缓地下水漏斗区扩展漫延，缓解地下水位下降趋势、地面下沉和沿海地区海水入侵。

（7）雨水利用市场前景巨大，可促使雨水的收集设备的生产、运行管理、中水利用等方面产业链的形成，可带动经济增长解决就业等问题，推动国民经济发展。

3.2.2对经济发展有巨大的促进效果

在十年的房地产黄金时期过后，我国经过大规模的建设，中国房地产已经达到相当规模的存量，我国房地产的下一个发展方向主要是旧城改造以及对城镇化过程中留下的基础设施建设不足、环境污染、生态破坏等问题的事后完善。2015年以来，中国投资持续低迷，经济下行压力加大。在此情况下“海绵城市”建设将成为重要投资方向。

四、雨水调蓄系统的不足及改进

（1）此次采用模块式雨水调蓄池，最大的问题在于模块水池在安装结束后上浮的情况；

解决办法：究其原因，是这些工程的模块水池方案提供方未进行抗浮计算。在前期施工准备阶段，项目部多次组织勘探设计及厂家人员进行碰头探讨，对此项目模块化水池进行详细的抗浮计算；同时对施工图设计及施工方案多方位、多角度进行讨论，确保施工质量，从而解决模块化水池上浮问题。

（2）雨水调蓄池在占地面积大，卫生条件不过关，养护成本相对较高。

解决办法：采用绿色无污染材料安装，尽量将蓄水池设置在地下或绿植周边，同时对整个系统进行优化，采取“无动力”处理雨水设施，依靠雨水本身的动能和装置内的水头提供动力，减小维护成本。

五、结束语

雨水调蓄池在调节雨水及收集和利用雨水方面具有重要意义，在市政工程建设中，如果条件允许，课考虑适当设置雨水调蓄池。但同时也应看到，雨水调蓄池在占地和卫生方面也存在一些不利因素，应在实际应用中结合当地实际情况加以分析。