20世紀(jì)60年代，日本開(kāi)始收集利用路面雨水。在我國(guó)干旱地區(qū)，收集路面雨水主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。將城市路面作為集流面，蓄積的雨水經(jīng)過(guò)蓄水和排水設(shè)施可用于城市環(huán)境及地下水補(bǔ)灌。
1、路面類型選擇
不同的路面材料和路面結(jié)構(gòu)收集雨水的效率不同，據(jù)《甘肅省干旱半干旱地區(qū)雨水集蓄利用技術(shù)指南》原土翻夯路面集水效率為23％，瀝青混凝土路面的集水效率為70％，水泥混凝土路面為75％。水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面各有其優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)氣候水文條件，土基狀況，交通量大小、城市規(guī)模及經(jīng)濟(jì)等方面因素綜合選定。需要指出，水泥混凝土路面在抵抗水損害和凍融破壞能力等方面優(yōu)于瀝青混凝土路面。
道路坡度越大，其集流效率也越大。據(jù)甘肅實(shí)驗(yàn)，當(dāng)混凝土面的坡度為1/50時(shí)，集流效率為40％~50％，坡度為1/9時(shí)，集流效率達(dá)68％~80％。城市道路為利于排水，設(shè)計(jì)了一定的道路橫坡，有利于路面雨水的蓄積。
目前在許多城市停車場(chǎng)，交通量小的道路和人行道處廣泛使用透水路面。透水路面是在保證道路運(yùn)營(yíng)安全的情況下，使雨水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，滲透到路基或土壤中，實(shí)現(xiàn)雨水貯蓄或回灌地下水，多孔瀝青路面、草皮磚和無(wú)砂透水混凝土路面是常見(jiàn)的透水路面型式。透水路面可以發(fā)揮表層土壤對(duì)雨水徑流的凈化能力。
多孔瀝青路面結(jié)構(gòu)，其上層瀝青混合料選用粗骨料，瀝青重量比為5.5％~6.0％，孔隙率為12％~16％，厚6~7cm，瀝青層下面設(shè)兩層碎石，上層碎石粒徑1.3cm，厚5cm，下層碎石粒徑2.5-5cm，孔隙率38％~40％，其厚度視所需蓄水量而定，主要用于貯蓄雨水并延緩徑流。
草皮磚是帶有各種形狀孔隙的混凝土塊，開(kāi)孔率可達(dá)20％~30％，因在空隙中可種植草類而得名。多用于城區(qū)各類停車場(chǎng)、生活小區(qū)及路邊。其中草皮磚中生長(zhǎng)的草類的葉、莖、根系能延緩徑流速度，延長(zhǎng)徑流時(shí)間。
無(wú)砂混凝土路面就是沒(méi)有細(xì)集料的混凝土，粗集料被水泥素漿所包裹，由于沒(méi)有細(xì)集料填充粗集料的孔隙，因而無(wú)砂混凝土具有相當(dāng)大的孔隙率。為保證路面的透水性，無(wú)砂混凝土路面的水灰比應(yīng)控制在0.35~0.45，孔隙率要求：＞15％，同時(shí)在混凝土澆筑期間嚴(yán)格控制壓實(shí)的程度。由于無(wú)砂混凝土路面的強(qiáng)度較低，常應(yīng)用于載重小的輕型路面。在美國(guó)的弗羅里達(dá)州，無(wú)砂混凝土路面用來(lái)排除停車場(chǎng)、人行道和道路路肩的暴雨徑流。
通過(guò)人工鋪設(shè)的各種形式的城市路面，蓄積的雨水要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步利用，還需要設(shè)置合理的輸排水系統(tǒng)和滲透設(shè)施。
輸排水設(shè)施
近年來(lái)我國(guó)的城市水澇災(zāi)害頻發(fā)，顯示出污水與雨水合流排放的排水系統(tǒng)已經(jīng)與大規(guī)模城市化發(fā)展不相適應(yīng)，因而很多國(guó)家都積極利用城市雨水，新型的城市雨水排水系統(tǒng)見(jiàn)下圖。
為有效攔截路面徑流中的污染物，“”開(kāi)發(fā)研制了適用于城市道路雨水入水口的截污套件，能夠有效攔截隨雨水中粒徑＞2mm以上的顆粒狀固體污垢，提高路面雨水的水質(zhì)。在加拿大和美國(guó)的許多城市使用水質(zhì)型雨水口，在雨水進(jìn)入排水管道和徑流控制設(shè)施之前，用來(lái)去除道路徑流中的沉積物和油類。
道路雨水蓄存
雨水蓄存常用的形式有地表蓄水池和地下河道、地下水庫(kù)等。蓄水設(shè)施還應(yīng)包括沉沙池、攔污柵、進(jìn)水口、出水口等附屬設(shè)施。
利用城市建設(shè)，景觀水池可以設(shè)計(jì)為蓄存雨水的地表蓄水池。利用透水地面可以收集局部地域內(nèi)的雨水徑流。在透水路面下依次鋪設(shè)礫石層、土工織物，下面以干凈的碎石作為基底蓄水層，利用城市路面的地下空間來(lái)貯存雨水，構(gòu)成地下河道或地下水庫(kù)。通過(guò)雨水滯留，達(dá)到減少峰值流量與延緩匯流時(shí)間的目的，從而減少水澇災(zāi)害的發(fā)生。
道路雨水利用
1、直接利用
城市路面集蓄的雨水經(jīng)過(guò)自然凈化和水質(zhì)處理后，可用于城市清潔和人們生活所需的部分用水，例如：用于城市消防、廁所沖洗、城市綠化、草坪灌溉，成為城市中水的可靠水源。
2、間接利用
利用透水路面將城市的雨水直接攔蓄入滲或通過(guò)一定的滲漏過(guò)濾裝置，回灌地下水，可補(bǔ)充地下水量兼有防洪作用。為增大雨水的入滲量，除采用透水性好的路面外，還可通過(guò)設(shè)置合理的滲透管溝，滲透井，滲透池等滲透設(shè)施，來(lái)提高雨水滲透效率。
例如，在道路兩旁或道路中央分隔帶處，在地下埋設(shè)多孔材料制成的滲透管渠，管材四周填充粒徑20~30mm透水性好的碎石或其他多孔材料，通過(guò)道路路拱橫坡，雨水匯集于滲透管溝，再通過(guò)多孔管材向四周土壤層滲透。其主要功能是在滿足管涵泄流基本需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)雨水下滲和側(cè)滲，在雨水管涵滿流時(shí)，向外透出水中氣體。新型雨水管涵底部采用廢棄碎石等輔料達(dá)到節(jié)省原材料和凈化城市環(huán)境作用。
在城市新開(kāi)發(fā)區(qū)和新建小區(qū)內(nèi)，可以采用滲透池的形式。通過(guò)開(kāi)發(fā)區(qū)和生活小區(qū)的硬化路面收集雨水徑流，經(jīng)過(guò)排水設(shè)施排入滲透池，其既能提供較大的儲(chǔ)水空間，又可設(shè)計(jì)為人造濕地，起到滲透，調(diào)節(jié)，凈化，改善景觀等功能。
效益分析
1、有利于城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)，減少水土流失
城市路面雨水可用于城市綠地灌溉、城市清潔等方面，因而會(huì)產(chǎn)生良好的環(huán)境效益；景觀蓄水池可以形成城市新的水生態(tài)景觀；雨水徑流入滲利用，阻緩了地面沉降，可以使更多雨水滲入地下增加淺層土壤的含水量，從而調(diào)節(jié)城市氣候，遏制城市熱島效應(yīng)，抑制城市沙塵和揚(yáng)沙天氣的發(fā)生。
干旱、半干旱地區(qū)由于地表土層薄，保水保肥能力差，降雨產(chǎn)生的徑流引發(fā)城市水土流失。通過(guò)城市道路對(duì)地面雨水蓄積利用，不僅提高了地表抵抗水流沖刷能力，而且減少城市的水土流失，減少泥沙對(duì)河流淤積的影響，提高了河道的行洪能力。
2、有利于城市防洪排澇，減輕市政排水的壓力
利用蓄水池和地下水庫(kù)，貯存了大量雨水資源，不僅減少了城市排水所需雨水管道、雨水泵站等排水設(shè)施和資金的投入，而且有利于城市的防洪排澇，減輕了城市河道的行洪壓力。
3、有利于緩解城市水資源不足，控制非點(diǎn)源污染
雨水利用減少了路面雨水徑流直接排入河道的水量，減緩了徑流中污染物的積累。雨水蓄集后再采取簡(jiǎn)單的水質(zhì)處理措施，可以大大減少降雨徑流產(chǎn)生的非點(diǎn)源污染，改善城市河道水質(zhì)狀況。此外，雨水入滲利用可以充分利用土壤的凈化能力。
結(jié)論
利用城市路面收集雨水，使道路排水和雨水利用相結(jié)合，既保證了城市的防洪安全，又起到緩解路面積水和城市道路的水毀破壞，保證城市交通暢通的作用。同時(shí)，采取蓄排設(shè)施有效地利用城市化增多的雨水徑流，使路面雨水資源化，還可以解決城市水資源短缺和污染問(wèn)題，從而對(duì)城市化的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。
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