2016-11-29
城市雨水的收集利用始終是海綿城市建設中的一個關鍵問題。
從傳統的簡單屋面雨水收集與回用
到住區雨水收集利用系統
再到城市整體雨水徑流消減與洪澇管理
這些都是雨水收集利用的范疇↑↑↑
三個問題先拋出來：
雨水收集利用產品在哪些場景下發揮作用？
雨水收集技術中又有哪些相對成熟的產品？
建設部海綿城市先進產品目錄中關于雨水收集與利用的技術與產品你真的看懂了嗎？
城市雨水收集利用系統
雨水收集利用有狹義和廣義之分。
狹義的雨水收集利用主要指將雨水作為優質的非傳統水源，在降雨徑流初期雨水未被過多污染時進行收集，此時雨水容易做凈化處理，形成回收利用循環系統。
建筑屋面雨水收集系統，及小區地面雨水收集系統都屬于此范疇。
典型屋面雨水收集利用系統
廣義的雨水收集利用則將雨水視為區域水循環的重要組成部分，關注城市下墊面對降雨徑流過程的影響，強調通過綠色與灰色工程結合手法控制雨水正常的徑流、下滲、蓄滯、蒸發過程。廣場、道路雨水收集裝置及配套雨水花園、景觀水體系統等都屬于這一范疇。
道路雨水收集
城市雨水收集利用系統主要完成對雨水的收集、處理、存蓄和利用工作，進而達到對城市雨水進行有效控制的大目標。
所有基于降雨初期雨水收集利用的雨水收集利用系統都由三個基本組件構成：
[收集裝置]—[傳輸裝置]—[存蓄裝置]，在組件基本功能基礎之上，這些裝置又會增加雨水初期棄流、滲透、凈化、利用等其他復合功能。
如近年流行的雨水滲透排放技術，其主要技術就是在雨水傳輸裝置、存蓄裝置中同時增加滲透功能。
【收集裝置】
收集裝置是雨水從系統外部進入內部的介質。按收集裝置安裝位置可分為屋面雨水收集系統和地面雨水收集系統。
▲屋面雨水收集系統
按管內水流狀態可分為重力流和壓力流兩類。
壓力流又可細分為半有壓流和虹吸流兩類系統。其核心裝置是雨水斗。
不同收集系統使用不用類型雨水斗
目前市場較為流行的是虹吸式雨水收集系統，是在設計條件下利用雨水斗至排出管之間的有效位差為動力，使系統內部產生負壓的雨水排水系統。
其原理就是依靠特殊的雨水斗的設計，實行汽水分離，從而使雨水立管中為滿流狀態，當立管中的水達到一定的容量時，虹吸作用就產生了。
在降雨過程中，由于連續不斷的虹吸作用，整個系統得以令人驚奇的快速排除屋頂上的雨水。
虹吸雨水斗結構圖
▲地面雨水收集系統
形式更加多樣，可利用透水鋪裝，雨水口，線性排水系統等地面設施收集雨水，部分收集裝置可以完成初期簡單凈化。
透水鋪裝按照面層材料不同可分為透水磚鋪裝、透水水泥混凝土鋪裝和透水瀝青混凝土鋪裝，嵌草磚、園林鋪裝中的鵝卵石、碎石鋪裝等也屬于滲透鋪裝。更多透水鋪裝介紹請閱讀海綿城市網上期內容。
雨水口指的是管道排水系統匯集地表水的設施，在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的構筑物，由進水箅、井身及支管等組成。
線性排水系統屬于雨水口一種，具有場地匯水找坡長度小，進水斷面大等特點，因而具有更大排水量、不宜堵塞等優點。
線性排水系統
【傳輸裝置】
傳輸裝置負責將雨水傳送至存蓄裝置并連接外部排水系統。
雨水傳輸過程較長，因此經常在管道等傳輸裝置中增加額外設備，實現雨水凈化、滲透等功能。常見的傳輸附加設備包括初期雨水棄流設施、滲透渠管、凈化處理設備等。
▲雨水管截污過濾設施
利用濾網、濾布或介質過濾雨水徑流中的泥沙及懸浮物從而實現低影響開發面源污染控制目標的附屬設備。截污過濾設備結構較簡單，常見設施包括集水槽防護網、雨落管過濾器、截污柵格和掛籃和較復雜的外置過濾器等。
幾種常見截污設施（照片出自：海綿城市網）
雨水截污掛籃
外置過濾器
▲初期雨水棄流設施
在降雨初期收集的雨水中污染物含量較高，水質差，這部分雨水通常需要被舍棄不進入雨水收集系統內部。
初期雨水棄流指通過一定方法或裝置將存在初期沖刷效應、污染物濃度較高的降雨初期徑流予以棄除，以降低雨水的后續處理難度。
常見的初期棄流方法包括容積法棄流、小管棄流（水流切換法）等，棄流形式包括自控棄流、滲透棄流、棄流池、雨落管棄流等。
初期雨水棄流設施典型構造
▲滲透渠管
雨水滲透是合理利用管理城市雨水資源有效方法之一。滲透渠管是指具有滲透功能的雨水管/渠， 可采用穿孔塑料管、 無砂混凝土管/渠和礫（碎）石等材料組合而成。在雨水傳輸過程中通過滲透渠管向四周土壤滲透。
雨水滲透渠可線路鋪設，也可兩只滲透渠堆疊成管道狀線路鋪設，可以靈活地適應特定的條件和系統存蓄容量要求，進行產品的設計及安裝。其優點是占地面積小，有較好透水能力。
【存蓄裝置】
存蓄裝置通常為小型封閉式雨水箱或較大型的蓄水池，根據雨水回用的不同用途，配套雨水處理裝置如沉淀、過濾、消毒等設備做凈化處理。
存蓄雨水可用于綠化澆灌、消防、場地沖洗、景觀用水等。常用雨水存蓄裝置包括雨水罐、蓄水池、及較復雜的一體化埋地凈化系統等。
▲雨水罐
雨水罐也稱雨水桶，為地上或地下封閉式的簡易雨水集蓄利用設施，可用塑料、玻璃鋼或金屬等材料制成，適用性 適用于單體建筑屋面雨水的收集利用。
典型地埋家用雨水罐
▲蓄水池
蓄水池指具有雨水儲存功能的集蓄利用設施，同時也具有削減峰值流量的作用，主要包括鋼筋混凝土蓄水池，磚、石砌筑蓄水池及塑料蓄水模塊拼裝式蓄水池，用地緊張的城市大多采用地下封閉式蓄水池。
▲一體化埋地凈化系統
是指在單元雨水收集系統末端整合過濾、消毒、反沖洗等設備，組合成成套雨水處理設備。一體化埋地凈化系統通常會同時接入雨水與生活污水，形成一體化污水處理回用系統。
其優點是不影響景觀，全地埋式安裝，占地面積??；出水效果好，出水水質能滿足客戶的使用水需求；系統凈化部分采用多介質凈化方式，具有截污、去味能力強、出水水質穩定、反沖洗耗水量低、凈化周期長等優點。
雨水收集利用系統建設對城市水循環及生態系統有重要作用，但是關于城市雨水收集利用系統的使用，目前仍存在較大爭議。最大的爭議在于雨水收集利用系統建設工程量大，設備費用高，后期維護麻煩，而產生的水只能用作不與皮膚直接接觸的一般生活用水，這部分用水只占小區用水很小一部分，效益有限并不一定能覆蓋投資成本。
建設部產品目錄解讀
而就雨水收集利用裝置而言，住建部將其集中發布在其產品目錄的1.1雨水收集和2.1蓄水設置中。而我們將這些產品按性能區分重新細分為三類：雨水收集裝置，雨水存蓄裝置和雨水收集利用整體方案。
隨著如今工程技術的進步，雨水收集利用產品也正從單體化朝著模塊化趨勢發展，意味著這些產品構件能同時集成一個或多個雨水收集利用功能，具有方便規?；a，易于安裝維護等優點。
但無論產品構件如何變化，我們都可以將任何復雜的雨水收集裝置理解為是收集、傳輸、存蓄這三個核心組件的組合，如此解讀下來，這張先進技術名單中的雨水收集利用產品就變得更加簡潔易懂了吧？
國內外典型的雨水收集利用案例
【萬科建筑研究中心】
【德國漢諾威康斯伯格生態社區】
德國城市街道雨洪管道口均設有截污掛籃，以攔截雨洪徑流攜帶的污染物。道路雨洪通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水。
【德國柏林波茨坦廣場】
【鹿特丹博物館公園停車場儲水庫】
城市中自然河渠中的水滿時，停車庫下面的雨水儲存庫就可把多余降水收集儲存起來。
