城市路面雨水资源利用现状及措施综述

王翠欣

摘要：本文系统地阐述和分析了国内外城市路面雨水资源利用现状，并结合工程实例对路面雨水资源利用措施及其适用条件进行了综述。

关键词：城市路面雨水资源利用措施

中图分类号： TV211.1 文献标识码：A

雨水资源利用是指有目的地采用各种措施对雨水资源进行保护和利用。我国在雨水资源利用研究方面起步比较晚，虽然也取得了不少成果，但随着社会的进步、城市化的发展，城市需水量的逐渐增加，城市水资源的供需矛盾愈加激烈，水环境问题日益突出，有关城市水资源问题也越来越引起人们的关注和探索。

1．城市雨水资源利用的意义

雨水资源作为一种较丰富的水资源，对其加以利用则可以有效地缓解水资源严重短缺的现象。善用这一资源对人类的可持续发展有着长远的意义：第一，城市雨水通过有效途径回收，作为中水加以利用，可直接节约生活用水资源，缓解城市供水紧张状况；第二，采用新技术、新工艺，使雨水下渗，可涵养地下水，增加浅层土壤的含水量，调节气候，遏制城市热岛效应，减轻城区雨洪负荷，减少接纳水体下游洪峰流量和洪涝灾害威胁；第三，城市雨水得以有效利用，可以减轻城区因雨水径流导致的面源污染，减少对城市河湖的水体污染。另外，回收的雨水还可以作为城市中水系统的一个重要水源，对城市给水系统、中水系统的供需矛盾起到平衡作用。[1,2]

2．国内外城市路面雨水资源利用现状

(1)国外城市路面雨水资源利用现状

德国是欧洲极力主张广泛进行雨水利用的国家之一。利用公共雨水管网收集雨水，采用简单的处理后达到杂用水水质标准，便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒，部分地区利用雨水可节约饮用水达50%。道路雨水经下水道排入沿途大型水池或通过渗透补充地下水。德国的城市街道雨水口设有截污挂篮，用来拦截雨水径流携带的污染物。目前，德国新建小区时均要设计雨水利用设施，否则，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。[3,4]

美国的雨水利用主要以提高入渗能力为目的，很多城市都建立了屋顶蓄水系统和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。美国不但重视工程设施的建设，而且还制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持。如克罗拉多州(1974年)、佛罗里达州(1974年)和宾西法尼亚洲(1978年)分别制定了《雨洪管理条例》，这些条例规定新开发区的暴雨洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区必须强制实行“就地”滞洪蓄水。[5]

日本从1963年开始收集路面雨水，兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池，储蓄的雨水用作喷洒路面、灌溉绿地等城市临时杂用水，设施大多建在地下，充分利用了地下空间。建在地上的设施也尽可能满足多种用途，如在调洪池内修建运动场，雨季用来蓄洪，平时用作运动场。[6]

另外，在英国、澳大利亚、丹麦、加拿大、瑞典、印度、以色列、巴西和墨西哥等国家，采取修建小型水池、水仓、塘坝、淤地坝等工程措施，拦蓄雨水进行灌溉，都取得了良好地效果。

(2)国内城市路面雨水资源利用现状

我国城市雨水利用也具有悠久的历史：在秦汉时期就有修建涝池、塘坝拦蓄雨水利用的历史记载，水窖修筑历史也有数百年；北海团城雨水利用工程是古代雨水利用的典范。民间对雨水的利用也由来已久，新疆地区的坎儿井、西北地区的水窖及民居中的雨水天井和渗池都是这方面的实例。但这种利用只是民间小范围的自发行为，难以形成规模效应。[7]

而真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却开始于20世纪80年代，发展于90年代，目前呈现出良好的发展势头。北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究，特别是北京的步伐较快。目前已报道的雨水收集利用的方案主要是大型建筑设施屋顶集水等示范性工程[8,9]，而对道路路面雨水的收集、利用研究还有待加强。北京与德国合作开展“城市雨洪控制与利用”工程，可将雨水用于生活杂用水、喷洒路面、灌溉绿地、涵养地下水等。该工程推广实施后，城区将有30%的雨水得到有效利用。

3．城市路面雨水资源利用措施综述

城市雨水资源利用的主要措施包括截留入渗、收集利用等方式。对于城市路面雨水来说，通过雨水截留入渗一方面可以补充地下水，增加绿地土壤的含水率，有利于城市生态的保护；另一方面能够削减路面径流排出量，减轻城市排水系统的压力。目前，可行的路面雨水资源利用方案包括铺设生态路面、建设生态排水系统、采用地下蓄水管网收集利用等。

（1）铺设生态路面

目前我国城市道路的路面材料多采用不透水的混凝土、沥青，雨水不易渗透进入地下而是形成径流排走，采取新型多孔沥青及混凝土作为路面材料以及在路边铺设草皮砖、渗水砖等可以建成生态路面。生态路面能够有效增加路面透水性能，使降雨被充分截留作为绿化用水或者下渗补充地下水。

不同类型的生态路面适用于不同的道路部位。多孔沥青及多孔混凝土适合行车路线、非机动车道，草皮砖适合停车场、路边绿化带、路中隔离带等区域，渗水砖可应用于人行便道、停车场等。

多孔沥青与多孔混凝土路面结构类似，典型的多孔沥青路面依次由表层多孔沥青、细碎石滤层、粗碎石蓄水层组成，其中表面沥青层避免使用细小骨料，空隙率为12%～16%；细碎石层粒径1.3cm，厚5cm；粗碎石层粒径2.5～5cm，主要用于贮蓄雨水并延缓径流，其空隙率为38%～40%，其厚度视所需蓄水量而定[10]。

草皮砖是指砖块的铺设形式而言，一般结合道路绿化带进行设置，砖与砖之间留有一定的空隙可为植物生长提供条件。目前草皮砖已广泛应用于城市道路两侧以及停车场等区域，草皮砖地面因有草类植物生长，与多孔沥青及混凝土地面相比，能更有效地净化雨水径流及调节大气温度和湿度。

渗水砖可以用各种废陶瓷、石英砂等作为原料，可铺设在人行道、停车场甚至飞机场内，其透水性、保水性较强，网络上发布的某些产品的透水速率可以达到5mm/s以上、保水性达到12L/m2以上。由于渗水砖具有良好的透水性、保水性，路面雨水会自动渗透到砖下而进入土壤，还有一部分雨水保留在砖里面。砖内存留的雨水将逐渐蒸发到大气中，对调节空气湿度起到一定作用。

（2）建设生态排水系统

通过科学合理的设计道路用地范围内生态排水系统，同样能够有效实现路面径流资源化。道路的生态排水系统一般与绿化带建设结合在一起，适用于绿化带较宽的道路。例如天津市建设的津滨大道两侧各实施30m宽绿化带，采用绿化带与排水相结合的生态排水系统，即利用道路外侧绿化带做成一个大型浅碟式排水沟，路面径流以及绿化带内降水汇集在一个相对平缓的碟形区域内。该系统相比传统的道路边沟具有显著生态功效，不但大大增加了道路两侧的绿化面积，也增加了径流渗水面积从而充分补充地下水，另外也避免了传统边沟积水的水质恶化引发恶臭等污染。津滨大道的生态排水系统示意图见图1。

为了适应我国城市园林绿化建设发展需要，各地区结合自身情况对城市道路绿化面积均作出了相关规定。例如2004年出台的《天津城市道路绿化建设标准》中规定，新建道路绿地率应达到20％～30％、园林景观路绿地率不得小于40%。这些规定将保证城市道路两侧建设一定宽度的绿化带，为实施生态型排水系统提供了有利条件。

（3）建设路面径流收集系统

通过建设雨水收集、输送管道系统，可以直接将路面径流排入道路两侧的大型蓄水池或者水库进行储存利用。在需要的情况下，还可以建设地下蓄水管网，将路面径流以及透水路面下的雨水收集后利用。例如日本的东京都地区，已经有8.3％的人行道采用了透水性柏油路面，雨水通过透水性柏油路面入渗到地下后，经过收集系统收集并加以利用。

4.小结

城市路面雨水资源利用对建设“资源节约型社会”意义重大，符合我国当前大力提倡的“开源节流并重”的水资源利用方针。路面雨水资源的科学、合理利用可节省道路绿化所需的费用，为城市发展提供宝贵的水资源，并且能够在一定程度上缓解城市发展过程中带来的地下水超采、地面沉降等问题。随着实用技术研究的深入以及各级政府部门的日益关注，路面雨水资源利用研究必将拥有更加广阔的前景。

参考文献：

[1]车武,李俊奇 城市雨水利用技术与管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.

[2]翟学峰 城市雨水利用[J].河北建筑工程学院学报,2006,24(4) :61-63.

[3]丁悦元.德国的雨水利用技术[J].北京水利,2002, ( 6):38~ 40.

[4]李俊奇,车武.德国城市雨水利用技术考察分析[J].城市环境与城市生态,2002,15(1):47~ 49.

[5]Erik Ristenpart Planning of Stormwater Management with a New Model for Drainage Best Management Pracices [ J].Water SCI Technol,1999,39(9):253~260.

[6]杨文磊.雨水利用在日本[J].水利水电科技进展,2001,21(5):35.

[7]水利部农村水利司农水处.雨水集蓄利用技术与实践[M ].北京:中国水利水电出版社,2001. 7~13.

[8] 任玉芬,王效科,等.北京市雨水资源综合利用与污染防治[J].城市环境与城市生态, 2006, 19(1):1-3.

[9]李俊奇,车伍.城市雨水问题与可持续发展对策[J].城市环境与城市生态,2005,18(4):5-8.

[10]汪慧珍,车武,等.浅议城市雨水渗透[J].给水排水,2001,27(2):4-8.