城市雨水应用的现状与开展
近十年来，城市雨水应用技术有了一日千里的开展，以顺应现代化城市对水资源维护与可继续应用的要求，和城市水生态环境维护及可继续开展的要求。
现代城市雨水应用是一种新型的多目的综合性技术，可完成目的有节水、水资源修养与维护、控制城市水土流失和水涝、增加水净皇亟荒善城市生态环境等。目前运用范围有：分散住宅的雨水集蓄应用中水系统；修建群或小区集中式雨水集蓄应用中水系统；分散式雨水浸透系统；集中式雨水浸透系统；屋顶绿化雨水应用系统；生态小区雨水综合应用系统等。
对现代城市雨水应用技术停止系统研讨和总结，有利于构筑和完善该技术体系，尽快树立相关技术规范和规范。
1 雨水集蓄应用
1.1 屋面雨水集蓄应用系统
应用屋顶做集雨面的雨水集蓄应用系统主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可发生浪费饮用水，减轻城市排水和处置系统的负荷，增加污染物排放潦亟荒善生态环境等多种效益。
该系统又可分为单体修建物分散式系统和修建群集中式系统。由雨水聚集区、输水管系、截污装置、贮存、污染和配水等几局部组成。有时还设浸透设备与贮水池溢流管相连，使超越贮存容量的局部溢流雨水浸透。
屋面雨水集蓄应用技术在许多国度失掉较普遍的运用，德国已完成产业化和规范化，一些专业公司开收回成套设备和产品。德国Ludwigshafen曾经运转十年的公共汽车洗车工程应用1000m2屋面雨水作为主要的冲洗水源；法兰克福Possmann苹果轧汁厂将绿色屋面雨水作为冷却循环水源等，是屋面雨水用于工业项目的成功范例。
1.2 屋顶绿化雨水应用系统
屋顶绿化是一种增添径流量、减轻污染和城市热岛效应、调理修建温度和美化城市环境新的生态技术，也可鬃詈箨水集蓄应用和浸透的预处置措施。即可用于平屋顶，也可用于坡屋顶。
植物和种植土壤的选择是屋顶绿化的技术关键，防渗漏则
是平安保证。植物应依据外地气候和自然条件，挑选本地生的耐旱植物，还应与土壤类型、厚度相顺应。下层土壤应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物生长的自然或人工资料。在德国常用的有火山石、沸石、浮石等，选种的植物多为颜色斑斓的各种矮小草本植物，十分恼人。屋顶绿化系统可个提高雨水水质并使屋面径流系数减小到0.3，有效地增添雨水径流量。该技术在德国和欧洲城市已普遍运用。
1.3 园区雨水集蓄应用系统
在新建生活小区、公园或相似的环境条件较好的城市园区，可将区内屋面、绿地和路面的雨水径流搜集应用，到达更清楚增添城市暴雨径流辽ㄎ睬点源污染物排放量、优化小区水系统、增加水涝和改善环境等效果。因这种系统较大，触及面更宽，需求处置好初期雨水截污、污染、绿地与路途高程、室内外雨水搜集排放系统等环节和各种关系。
2 雨水浸透
采用各种雨水浸透设备，让雨水回灌地下,补充修养地下水资源，是一种直接的雨水应用技术。还有缓解空中沉降、增加水涝和海水的倒灌等多种效益。可分为分散浸透技术和集中回灌技术两大类： 浸透反省井
浸透管 分散式 浸透沟 浸透池（坑）雨水浸透回灌设备 透水空中 绿地浸透 干式深井回灌
集中式 湿式深井回灌
分散式浸透可运用于城区、生活小区、公园、路途和厂区等各种状况下，规模大小量体裁衣,设备复杂，可减轻对雨水搜集、保送系统的压力，补充地下水，还可以充沛应用表层植被和土壤的污染功用增加径流带入水体的污染物。但普通浸透速率较慢，而且在地下水位高、土壤浸透才干差或雨水水质污染严重等条件下运用遭到限制。
集中式深井回灌容量大，可直接向地下深层回灌雨水，但对地下水位、雨水水质有更高的要求，尤其对用地下水做饮用水源的城市应慎重。
2.1 浸透空中
浸透空中可分为自然浸透空中和人工浸透空中两大类，前者在城区以绿地为主。
绿地是一种自然的浸透设备。主要优点有：透水性好；城市有少量的绿地可以应用,
节省投资；普通生活小区修建物周围均有绿地散布，便于雨水的引入应用；可增加绿化用水并改善城市环境;对雨水中的一些污染物具有较强的截留和污染作用。缺陷是浸透流量受土壤性质的限制，雨水中如含有较多的杂质和悬浮物，会影响绿地的质量和浸透功用。
天然透水空中是指城区各种人工铺设的透水性空中，如多孔的嵌草砖、碎石空中，透水性混凝土路面等。主要优点是，能应用表层土壤对雨水的污染才干，对预处置要求相对较低；技术复杂，便于管理；城区有少量的空中，如停车场、步行道、广场等可以应用。缺陷是，浸透才干受土质限制，需求较大的透水面积，对雨水径流量的调蓄才干低。在条件允许的状况下，应尽能够多采用透水性空中。
2.2 浸透管沟
雨水经过埋设于地下的多孔管材向周围土壤层浸透，其主要优点是占空中积少，管材周围填充粒径 20～30㎜的碎石或其他多孔资料，有较好的调储才干。缺陷是一旦发作梗塞或浸透才干下降，很难清洗恢复。而且由于不能应用表层土壤的污染功用，对雨水水质有要求，应采取适当预处置，不含悬浮固体。在用地紧张的城区，表层土浸透性很差而下层有透水性良好的土层、旧排水管系的改造应用、雨水水质较好、狭窄地带等条件下较适用。普通要求土壤的浸透系数 清楚大于10-6 m/s，距地下水位要有一定厚度的维护土层。
可以采用空中关闭式浸透沟或带盖板的浸透暗渠，补偿地下浸透管方便管理的缺陷，也增加挖深和土方量。渗沟可采用多孔资料制造或做成自然的带植物浅沟，底部铺设透水性较好的碎石层。特别适于沿路途、广场或修建物周围设置。
2.3 浸透井
浸透井包括深井和浅井两类，前者适用水量大而集中，水质好的状况，如城市水库的泄洪应用。城区普通宜采用后者。其方式相似于普通的反省井，但井壁做成透水的，在井谐和周围铺设Φ10～30㎜的碎石，雨水经过井壁、井底向周围浸透。
浸透井的主要优点是占空中积和所需地下空间小；便于集中控制管理。缺陷
是污染才干低，水质要求高，不能含过多的悬浮固体，需求预处置。适用于拥堵的城区或空中和地下可应用空间小、表层土壤浸透性差而下层土壤浸透性好等场所。
2.4 浸透池（塘）
浸透池的最大优点是浸透面积大，能提供较大的渗水和储水容量；污染才干强；对水质和预处置要求低；管理方便；具有浸透、调理、污染、改善景观等多重功用。缺陷是占空中积大，在拥堵的城区运用遭到限制；设计管理不当会形成水质好转，蚊蝇孳生，和池底部的梗塞，浸透才干下降；在枯燥缺水地域，蒸发损失大，需求统筹各种功用作好水量平衡。适用于汇水面积较大?gt;1ha）、有足够的可应用空中的状况。特别适宜在城郊新开发区或新建生态小区里运用。结合小区的总体规划，可到达改善小区生态环境，提供水的景观、小区水的开源节流、降低雨水管系负荷与造价等一举多得的目的。
2.5 综合浸透设备
可依据详细工程条件将各种浸透装置停止组合。例如在一个小区内可将浸透空中、绿地、浸透池、浸透井和浸透管等组分解一个浸透系统。其优点是可以依据现场条件的多变选用适宜的浸透装置,扬长避短，效果清楚。如浸透空中和绿地可截留污染局部杂质，超出其浸透才干的雨水进入浸透池（塘），起到浸透、调理和一定污染作用，浸透池的溢流雨水再经过渗井和滤管下渗，可以提高系统效率并保证平安运转。缺陷是装置间能够相互影响，如水力计算和高程要求；占空中积较大。
3 雨水综合应用系统
生态园区雨水综合应用系统是应用生态学、工程学、经济学原理，经过人工污染和自然污染的结合，雨水集蓄应用、浸透与园艺水景观等相搅缒综合性设计，从矮壮现修建、园林、景观和水系的协调一致，完成经济效益和环境效益的一致，以及人与自然的谐和共存。这种系统具有良好的可继续性，能完成效益最大化，到达意想不到的效果。但要求设计者具有多学科的知识和较高的综合才干，设计和实施的难度较大，对管理的要求也较高。
详细作法和规模依据
园区特点而不同，一1992年建于柏林市的某小区雨水搜集应用工程，将160栋修建物的屋顶雨水经过搜集系统进入三个容积为650m3 的贮水池中，主要用于浇灌。溢流雨水和绿地、步行道聚集的雨水进入一个仿自然水道，水道用砂和碎石铺设，并种有多种植物。之后进入一个面积为1000m2、容积为1500m3的水塘（最大深度3m）。水塘中以芦苇为主的多种水生植物，同时应用太阳能和风能使雨水在水道和水塘间循环，延续污染，坚持水塘内水清见底，构成植物鱼类等生物共存的生态系统。遇暴雨时多余的水经过浸透系统回灌地下，整个小区基本完成雨水零排放。
柏林Potsdamer广场Daimlerchrysler区域城市水体工程也是雨水生态系统成功范例。该区域年产雨水径流量2.3万m3。采取的主要措施：建有绿色屋顶4ha；雨水贮存池3500m3，主要用于冲厕和浇灌绿地（包括屋顶花园）；建有人工湖12ha，人工湿地1900m2，雨水先搜集进入贮存池，在贮存池中，较大颗粒的污染物经沉淀去除，然后用泵将水送至人工湿地和人工水体。经过水体基层、水生植物和微生物等进一步污染雨水。此外，还建有自动控制系统，对磷、氮等主要水质目的停止延续监测和控制。该水系统到达一种良性循环，野鸭、水鸟、鱼类等动植物依水栖息，使修建、生物、水等元素到达自然的谐和与一致。
4 雨水应用水质控制系统
雨水水质控制是现代城市雨水应用的重要组成局部和主要特征。
城市雨水水质状况比拟复杂，城市和区域的不同，汇水面、时节、降雨特征等的不同都会招致径流水质的很大差异。雨水径流污染主要表如今以下几个方面。
一是由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。这取决各城市的空气状况，也能够由大气的迁移，从外域带入。从北京城区降雨水质剖析结果看，自然雨水中含有一些污染成分，如SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。
其次是屋面资料的影响和在非降雨期屋
面上积聚的大气沉降物。屋面资料对径流水质有十分清楚的影响。尤颇昵幛青油毡类屋面比水泥砖、瓦质类屋面的污染量高许多倍,而且严重影响市容。资料老化和夏季的高温曝晒，径流中的污染物浓度都会有清楚的降低，色度大，主要为溶解性COD，多集中在初期径流中，浓度为数百甚至数千毫克/升，取决于降雨量、气温，降雨距离时间，屋面资料质量等，降雨前期的浓度可动摇在一百毫克/升以内。
路面雨水径流水质和影响要素更复杂。路面资料、汽车排泄物，生活渣滓、暴露或植被地带支撑的泥沙等等。其成分复杂，随机性很大。普通规律也是污染物主要集中在初期径流中，浓度受降雨距离时间，雨量与雨强，路面状况等要素影响。主要污染成分有COD、SS、油类、外表活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、 SS均能够高达数千毫克/升。
4.1 雨水水质源头控制
源头控制是最有效和最经济的方法。
4.1.1 控制城市大气污染
我国不少城市目前的空气状况很差，招致雨水水质的下降，如不少城市的酸雨。不只对峻透设备的应用会有影响，而且由于降水直接进上天面和地下水源，也会影响外地生态环境和水环境质量。
因此，控制城市大气污染不只改善城市的空气质量，美化城市环境，也能对水污染控制有清楚的贡献。
4.1.2 屋面雨水水质的控制
屋顶的设计及资料选择是控制屋面雨水径流水质的有效手腕。应该对油毡类屋面资料的运用加以限制，逐渐淘汰污染严重的种类。一些城市有方案地对这类旧屋顶停止改造，不只美化了市容，还处置资料老化漏水、保温抗寒效果差等效果,改善了居民的寓居条件，也很好地控制了屋面污染源。
应用修建物周围的一些花坛和绿地来接木草面雨水，即美化环境，又污染了雨水。在满足植物正常生长的要求下，尽能够选用渗滤速率和吸附污染污染物才干较大的土壤填料。普通厚1m左右的表层土壤浸透层有很强的污染才干。
4.1.3 路面雨水水质控制
路面径流水质复杂，比屋
面雨水更难以搜集控制.
4.1.3.1 改善路面污染状况
这是控制路面雨水污染源的最有效方法。包括相关的政策、法规、管理及技术等各种措施。如合理地规划与设计城市用地，增加城区土壤的腐蚀，增强对修建工地的管理，加大对市民的宣传与教育力度，配合严厉的法规和管理，最大限制地增加城市空中渣滓与污染物，坚持郊区空中的清洁等。
这方面，我国许多城市还存在不少效果，城区空中污染严重，渣滓、暴露空中的泥沙腐蚀，施工工地等都是比拟突出的污染源。把雨水口和雨水井当作渣滓筒，随意倾倒污水和渣滓现象也十分普遍，雨季严重地污染水体并影响下水道的正常运转，形成路面积水。
4.1.3.2 路面雨水截污装置
为了控制路面带来的树叶、渣滓、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和公用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。这些设备需求活期清算。
也可设计绿地缓冲带来截留污染路面径流污染物，但必需思索对地下水的潜在要挟，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。
4.1.3.3 初期雨水弃流装置
设计特殊装置分别污染较重的初期径流，维护后续浸透设备和搜集应用系统的正常运转。合理确定并分别初期径流水量和有效地对随机的降雨停止控制是这种装置的技术关键，北京修建工程学院研制的"分流式雨水弃流自动控制装置"（国度发明和适用新型专利）可高效率地对初期雨水实施自动控制。
4.2 雨水处置技术
除了上述源头控制措施外，还可以在径流的保送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、动摇塘及人工湿地等处置技术。需求留意雨水的水质特性，如颗粒散布与沉淀功用、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应的处置技术的研讨尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水应用技术的推行和城市非点源污染控制的展开，雨水的污染处置也将遭到越来越多的注重。
5 结语
&nb
sp; 现代城市雨水应用是一项触及多学科的、复杂的系统工程，在选择雨水应用系统方案时，要特别留意国度、地域及现场各种条件的差异。即使在同一个城市，由于项目间各种要素和条件的不同，宜采用的方案也能够完全不同，切勿生搬硬套。
规划设计要依据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水质、给水排水系统、修建、园林路途、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总体规划等各种条件，充沛思索搜集应用和各种浸透设备的优缺陷及适用条件，经过水量平衡、水力计算和技术经济剖析来确定方案，突出系统观念，协调好各专业的关系，统筹经济效益和社会效益，思索城市和小区环境、生态和美学、人和自然的一致谐和，力图最佳效果。
1998年以来，北京修建工程学院和北京市城市浪费用水办公室对城市雨水应用技术停止系统的研讨，并在北京市政府专项资金的资助下，在城区推行雨水应用技术，以下是设计实施的一些雨水工程项目：
（1） 北京某中学运动场雨水搜集应用系统（已建成）
（2） 某公园雨水截流截污应用与湖水循环整治工程（已完成）
（3） 某区政府大院雨水搜集应用系统（已建成）
（4） 某小学雨水、中水应用与水景观系统（已建成）
（5） 某新建区雨水应用系统（行将完成）
（6） 某实验学校雨水应用工程（完成设计）
（7） 某小学雨水应用与水景观系统（完成设计）
（8） 某区职工学校雨水应用工程（已建成）
（9） 某新建生态小区景观水系统与雨水应用工程（树立中）
等
这些项目的规模和特点各不相反，充沛表现量体裁衣、针对性强、灵敏多样的准绳。