1、城市雨水收集方式及污染物冲刷规律浅析摘要：水污染状况越轻，径流污染控制越简单易行。然而，收集天然雨水困难很大，所以雨水的收集主要集中在其它汇水面，还应按照“先屋面，再路面，最后管道”的原则优先收集污染轻的汇水面上的雨水径流。同一地区的住宅小区与城区相比较，住宅小区的雨水径流污染程度低于城区，在住宅小区中更适合进行雨水径流污染控制和雨水资源化。住宅小区雨水径流污染物冲刷规律是客观存在的，应在分清不同的实际条件与前提的情况下，遵循该规律进行住宅小区雨水径流污染控制。关键词：城市雨水；收集方式；冲刷规律；雨水资源化 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 1.引言 由于受城市环境各种因
2、素的影响，城区的雨水径流都具有一定的污染性，有些甚至比较严重，不适合采用某些利用措施。这也是城市雨水利用复杂性因素之一。城市雨水一般需要通过处理才能满足使用要求。一般而言，常规的各种水处理技术及原理都可以用于雨水处理。雨水处理可以分为常规处理和非常规处理。雨水处理得当，对于人们的生活、企业的发展起到很重要的作用，同时大大的节约水资源。 2. 城市雨水收集方式现状分析 2.1 路面雨水 随着城市范围的不断扩大，许多大规模建筑物和道路不断建设，使得城市不透水面积也大量增加。混凝土和沥青路面等不透水表面的径流系数通常取 0.9，也就是说降雨量的 90%将会形成地表径流1。这是一笔宝贵的财富，可大大缓
3、解城市的缺水问题。因此在道路两边建设 U 型沟或水渠，将路面集流的雨水引入到雨水贮存池中，以便居民使用，或通过渗透设施，增加截留的雨量，尽量使截留的雨水渗入地下，起到涵养地下水的作用。这样一方面减少了城市排水设施的建设投资，另一方面还减少了城市洪涝灾害的发生频率及河岸侵蚀的冲击负荷。对于新建开发区和路面改造地区，在人行道上铺设透水方砖或铺设集水管道，是比较合理的收集措施2。一些大城市已经启动实施了类似的雨水利用示范工程，经过一段时间的试用，实践证明，该雨水利用工程经受住了自然降雨的考验，达到了预期的效果。 2.2 屋面雨水 屋面集雨主要分为集蓄利用和屋顶绿化。集蓄利用系统是将屋顶作为集雨面，通
4、过收集输水净化储存的渠道利用雨水。这种系统可以设置为单体建筑的分散式系统，也可在建筑群体或小区中集中设置，方便就地集水、用水3。其收集到的水可以用于家庭、公共设施、工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲洗、冷却循环等中水系统。设计屋顶蓄水，造价并不是很高，可储蓄大量的雨水。把屋顶排水与暴雨下水管或透水的地下回灌水库相连，可减少相当多的城市暴雨下水系统的尺度。也可在屋顶修建储水池蓄水，或增加屋顶粗糙度，经过过滤池引入家庭，用来冲洗厕所、洗涤、浇花。 3 小区雨水径流水质分析及污染物冲刷规律 3.1 小区雨水径流水质分析 天然雨水的主要污染来源是通过降水的淋洗作用将大气中的污染物(如粉尘、氮氧化物等)带
5、入雨水径流，一般水质较好；而其它汇水面的雨水径流污染主要是由于径流形成后对汇水面的冲刷作用，汇水面上积累的污染物被携带进雨水径流所致，汇水面的类型及污染程度不同，雨水径流的污染状况也不尽相同4。表 1 为根据某城市部分住宅小区物业部门反馈的雨水径流水质资料，整理汇总的住宅小区不同汇水面的雨水径流主要污染物浓度的变化情况。 表 1 某城市住宅小区不同汇水面雨水径流主要污染物浓度变化范围（mg/L） 和其它汇水面雨水径流水质相比，天然雨水污染在降雨径流中污染最轻，污染物浓度较低。在其它汇水面中，管道雨水中污染物浓度最高，路面雨水次之，屋面雨水污染较轻。径流污染主要集中在初期，后期雨水径流的污染物浓
6、度值相对较低。将某市城区及该城区某住宅小区的雨水径流污染状况进行对比，城区路面雨水径流主要污染物浓度明显高于住宅小区，而屋面雨水的污染程度两者相差不大，见表 2。 表 2 某市城区及该城区某住宅小区雨水径流污染物浓度变化范围比较 这与各汇水面的雨水径流的污染来源密切相关。路面雨水径流的污染来源主要是行人抛弃的废物、碎屑、车辆排放物、车辆部件磨损、路面磨损等，因为住宅小区相对封闭，城区的车流、人流量远高于住宅小区，路面的清扫效率也低于住宅小区，所以城区路面雨水径流主要污染物浓度明显大于住宅小区；而屋面雨水的污染主要与屋面材料、大气干沉降物有关，同一地区的大气干沉降无较大差别，因此两者污染物浓度变
7、化范围相差不大。 3.2 小区雨水径流污染物冲刷规律 径流污染物冲刷规律主要是指降雨对汇水面上的污染物的淋洗、冲刷和输送，导致径流中污染物浓度随降雨历时而变化的一种规律。一般情况下，在降雨形成径流的初期，污染物浓度最高，随着降雨历程的持续，雨水径流中的污染物浓度逐渐降低，最终维持在一个较低的浓度范围。然而，雨水径流中污染物浓度随降雨历时变化的影响因素多而复杂，有些降雨径流的污染物浓度变化与一般的冲刷规律不符，因此有人对该规律产生质疑。降雨是一个非常随机的过程，实际条件与假定条件也可能相差很大，降雨强度的突变、雨水口的数量与分布、汇水面及管道内的污染物分布与沉积状况等许多因素均会导致实际规律与理
8、论模型的不同。汇水面上污染物分布明显不均或管道内流量和流速的增大引起管底的沉积物的浮起等都会导致冲刷曲线上的浓度峰值不出现在初期，这些是不可忽略的实际影响因素。 4.结论 总之，住宅小区雨水径流存在一定程度的污染，须经适当处理后方能进行雨水资源化。雨水污染状况越轻，径流污染控制越简单易行。然而，收集天然雨水困难很大，所以雨水的收集主要集中在其它汇水面，还应按照“先屋面，再路面，最后管道”的原则优先收集污染轻的汇水面上的雨水径流。同一地区的住宅小区与城区相比较，住宅小区的雨水径流污染程度低于城区，在住宅小区中更适合进行雨水径流污染控制和雨水资源化。 住宅小区中的屋面及路面雨水径流污染物浓度变化是
9、符合源头污染物冲刷规律的，但管道系统的雨水径流污染物输送规律由于众多随机因素的影响，在不同条件下的表现趋势不同。总的来看，住宅小区雨水径流污染物冲刷规律是客观存在的，应在分清不同的实际条件与前提的情况下，遵循该规律进行住宅小区雨水径流污染控制。 参考文献： 张元端. 大力发展生态住宅是保护环境的根本行动J. 中国建设信息, 2002, 11: 18-21. 聂梅生等. 中国生态住宅技术评估手册. 中国建筑工业出版社. 第一版(2001), 第二版(2002), 第三版(2003). 车伍, 李俊奇. 城市雨水利用技术与管理M. 中国建筑工业出版社. 2006. 车伍, 李俊奇. 从第十届国际雨水利用大会看国内外城市雨水利用的现状与趋势J. 给水排水, 2001, 27(11): 18-23.
