周 斌 ，張 星 ，方長德

（1.濟南市水利工程總公司，山東 濟南 250014；2.濟南市郎茂山水庫管理處，山東 濟南 250100）

山東省多年平均水資源總量303億m3，人均水資源占有量只有334 m3，不足全國平均水平的1/6，僅為世界人均占有量的1/25，人均水資源量嚴重偏低。以目前用水水平及水資源保障現(xiàn)狀測算，到2020年全省總需水量351億m3；到2030年全省總需水量368億m3。全省現(xiàn)狀水功能區(qū)水質(zhì)達標率僅為47%，其中Ⅰ類水體僅為1.4%，Ⅱ類水體為17.6%，Ⅲ類水體為23.2%，Ⅳ類水體為18.3%，Ⅴ類水體為6.3%，劣Ⅴ類水體則高達33.1%，水資源短缺和污染情況將會愈加嚴重。為解決水資源短缺、水災(zāi)害威脅、水生態(tài)退化三大水問題，強化雨水綜合利用建設(shè)具有重要示范意義。下面簡單介紹錦繡川水庫管理處雨水綜合利用示范工程。

1 工程概況

1.1 自然地理概況

錦繡川水庫位于濟南市南部山區(qū)，玉符河上游，錦繡川支流上，屬黃河水系，控制面積166 km2。流域地處泰山北麓山區(qū)，屬季風大陸性氣候，春季少雨，多西南風；夏季炎熱，雨量集中；秋季風高氣爽；冬季寒冷干燥，多東北風。流域內(nèi)山區(qū)山頂巖石裸露地表，丘陵地帶遍布石渣土、嶺沙土；山麓坡地分布黃土及紅土，植被情況較好，特別是經(jīng)過1984—2009年期間的小流域綜合治理，森林覆蓋率由原先的34%提高到65%。工程區(qū)范圍屬于水庫管理用地，場區(qū)內(nèi)地勢高差變化較大，大部分區(qū)域相對較為平坦，地勢呈北高南低、東高西低。場地最大高差為25m，坡度大部分區(qū)域在15°以下，坡向大部分區(qū)域為南向及西南向。

1.2 水文氣象概況

濟南地處中緯度地帶，屬于暖溫帶半濕潤季風型氣候。其特點是季風明顯，四季分明，春季干旱少雨，夏季溫熱多雨，秋季涼爽干燥，冬季寒冷少雪。年平均氣溫13.8℃，無霜期178 d，年平均降水量665.7 mm。

錦繡川水庫流域受泰山地形影響，降雨量一般較山前小。據(jù)1953—2009資料統(tǒng)計，水庫流域內(nèi)多年平均降水量為733 mm，年際變化較大，最大降水量為1 273 mm（1964年），最小年降水量為396 mm（1989年）。降水量年內(nèi)分配也很不均勻，枯季少雨，汛期降雨集中，6～9月降水量占全年降水量75%左右，7～8月更為明顯，占全年的51.2%，期間暴雨頻繁、強度大、雨量多，易形成大暴雨洪水。徑流與大氣降水相似，但年際、年內(nèi)變化更大。年徑流量基本在150～200 mm之間。

1.3 總體布局

根據(jù)雨水匯集方向，園區(qū)在地勢低洼地帶設(shè)置一處生物滯留塘，面積284 m2；工程項目區(qū)域南部低洼且平坦處為下沉式綠地1處、面積910 m2；在項目區(qū)南部低洼處設(shè)置滲透塘1處，面積174 m2；園區(qū)入口處及竹林區(qū)內(nèi)設(shè)置環(huán)形帶狀旱溪1處、面積256 m2；設(shè)置地下蓄水池2處。一處位于項目區(qū)入口處，用于截流旱溪來水以及項目區(qū)外經(jīng)由此處流入項目區(qū)的客水；一處設(shè)置在園區(qū)西南低洼處，靠近生物滯留塘，便于雨水收集，容積分別為50 m3、100 m3。坡處采用沿等高線砌壘攔蓄雨水，根據(jù)地形及匯水方向，合理布置水平階1處、面積448 m2；現(xiàn)狀入院改造干道120 m，更有利于匯集雨水；干道截留26 m；在第一個蓄水池下游，布置瀑布1處。綠化面積671.4 m2，種植各種喬木、灌木178株；灌溉工程1 020 m。

院內(nèi)西側(cè)客水來水量較大，采取兩道引流暗溝引水。依托自然山體特征進行布局，恢復(fù)其自然消化吸收雨水的狀態(tài)，除了自身綠地消納雨水外，增加下沉綠地、水平階、生物滯留塘、滲透塘等延長雨水滯留時間，旱溪輸導(dǎo)雨水為主，末端運用生物措施凈化利用雨水。

2 工程措施

2.1 生物滯留塘

生物滯留塘由進水口、前置塘、沉泥區(qū)、排水口、溢流出水口、護坡及駁岸等構(gòu)成。生物滯留塘邊坡坡度一般不大于1∶3，塘底至溢流水位一般不小于0.6 cm。根據(jù)雨水匯集方向，園區(qū)在地勢低洼地帶設(shè)置一處生物滯留塘，雨水通過旱溪及地表徑流匯入生物滯留塘。

根據(jù)該區(qū)域的調(diào)蓄容積計算，生物滯留塘面積163 m2，可調(diào)蓄雨水容積89 m3。生物滯留塘深度1 m，塘底人工夯實，鋪設(shè)礫石蓄水層50 cm，上鋪300 g/m2土工布3層，再鋪設(shè)粗砂濾水層10 cm，最后覆蓋30 cm厚種植壤土。在礫石蓄水層底部設(shè)置旁通管，將過濾的水量輸送到蓄水池頂部的滲透粗砂層，經(jīng)由通水管進入下部的蓄水池。旁通管由DN110PVC管制作，中間設(shè)置閘閥，以調(diào)節(jié)生物滯留塘的水位。PVC管長度視現(xiàn)場情況而定。

生物滯留塘通過將雨水滯留下滲來補充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過程減少污染。其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水，延緩雨水匯集的時間，土壤能夠增加雨水下滲，緩解地表積水現(xiàn)象。凈化的雨水通過地下暗管引導(dǎo)入地下蓄水池，儲蓄利用。最終通過對生物滯留塘的合理規(guī)劃與建造，使其達到示范和推廣的效果。

2.2 下凹式綠地

下凹式綠地的下凹深度一般根據(jù)植物耐淹性能和土壤滲透性能確定，深度為0.15～0.2 m，且不宜大于0.2 m。下凹式綠地內(nèi)設(shè)置溢流口，保證暴雨徑流的溢流排放，溢流口頂部標高高于綠地5～10 cm。項目區(qū)南部東側(cè)低洼地塊，設(shè)計為下凹式綠地，便于雨水匯集，設(shè)計深度0.20 m。下凹式綠地的規(guī)格為長5～10 m、寬2～5 m，單個面積10～50 m2。連續(xù)布置，中間用土埂隔開。下凹式綠地面積910 m2，雨水有效調(diào)蓄容積為135 m3。各下凹式綠地為一個蓄水單元，各單元設(shè)計采用連通管連接，將整個綠地水系連通為一個整體。當綠地內(nèi)水位高于5 cm時開始經(jīng)由連通管溢流，水流最終引入至滲透塘。連通管采用土工布包裹粗砂形成，長度90 cm，兩端各20 cm下彎埋入土中；寬度80 cm，厚度10 cm。

下凹式綠地施工方法：塊地整塑翻地，挑出石塊、樹根和垃圾，整平成水平地塊，種植苗木。土埂采用10%水泥土填筑夯實、整修平整、順直，表面光滑。通過下凹式綠地收集場地中的徑流雨水，當雨水流過地表淺溝，污染物在過濾、滲透吸收及生物降解的聯(lián)合作用下被去除，植被同時也降低了雨水流速，使顆粒物得到沉淀，達到控制雨水徑流的目的。

2.3 滲透塘

依地形及雨水匯集區(qū)域，在項目區(qū)南部低洼處設(shè)置滲透塘，雨水通過植草溝及地表徑流匯入滲透塘。邊坡坡度一般不大于1∶3，塘底至溢流水位不小于60 cm。根據(jù)調(diào)蓄容積計算，設(shè)計滲透塘面積174 m2，有效調(diào)蓄容積為76.8 m3。本工程溢流水位設(shè)計為30 cm，底部鋪設(shè)壤土，壤土中摻入25%有機肥，用于種植水生植物。溢流管采用DN110PVC管，入水管口設(shè)置90°彎頭（下彎），并用鐵絲網(wǎng)包裹。水流引流至生物滯留塘。滲透塘可有效補充地下水、凈化雨水、削減峰值流量，建設(shè)費用較低。

2.4 旱溪

園區(qū)入口處及竹林內(nèi)設(shè)置環(huán)形帶狀旱溪，結(jié)構(gòu)層次為礫石層、卵石層。根據(jù)匯水面積及調(diào)蓄容積，設(shè)計深度為 0.2～0.4 m，面積256 m2，可有效調(diào)蓄容積51.2 m3。旱溪尺寸依地形變化調(diào)整，要做到線型圓潤美觀。平均上口寬100 cm、下口寬40 cm、深度20 cm。邊坡不低于1∶1，頂坡兩側(cè)1 m范圍內(nèi)種植草皮，同時散布自然石以美化景觀，自然石量化粒徑30～50 cm。底部礫石墊層厚度平均10 cm，表層用M10水泥砂漿砌河卵石，河卵石粒徑5～10 cm，外露面需凹凸有致，不得光滑平整?？v向坡度根據(jù)地形而定，但不小于1%。

旱溪可有效滯留雨水，下滲補充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，兼具輸水功能。旱溪斷面形式多樣，根據(jù)實際用地條件靈活設(shè)置，在用地寬敞的地方適當放大旱溪面積，并增加相對高差，沉淀上游來的雨水攜帶的泥沙，降低雨水由于長距離運輸而攜帶的泥沙含量。

2.5 地下蓄水池

本工程設(shè)置地下蓄水池2處。一處位于項目區(qū)入口處，用于截流旱溪來水以及項目區(qū)外經(jīng)由此處流入項目區(qū)的客水?？退山邓纬?，水量較大。根據(jù)園區(qū)北部綠化噴灌需水量的要求，該水池容積設(shè)計為50 m3。一處地下蓄水池設(shè)置在園區(qū)西南低洼處，靠近生物滯留塘，便于雨水收集。根據(jù)園區(qū)雨水回用用水量，以及匯水區(qū)內(nèi)降雨調(diào)蓄容積，設(shè)計地下蓄水池容積為100 m3。利用地下蓄水池儲蓄凈化后的雨水，更加有利于雨水積蓄，避免蒸發(fā)和再次污染。且具有節(jié)省占地，儲存水量大等優(yōu)點，雨水通過生物滯留塘等設(shè)施凈化后，匯入蓄水池，用于綠化灌溉、洗車及沖廁，起到良好示范及推廣效果。

水池池體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。采用標準圖集05S804施工，按池頂覆土1 000 mm選型。關(guān)于圖紙的選用和施工說明于下：

圖集中的進出水管、溢流管及相關(guān)配套附件均取消；進人孔根據(jù)地形適當加高與地面平齊，安裝標準鑄鐵井蓋；頂板施工時，均勻布置安裝DN25PVC管，管上下口均與混凝土面齊平，以便于匯集的雨水滲入水池。滲水管縱橫相間距均為50 cm。池頂覆蓋自下而上依次分別為300 g/m2土工布1層、粗砂層50 cm、300 g/m2土工布2層、壤土20 cm。50 m3水池頂粗砂層與旱溪的礫石層聯(lián)通，并與客水引水管聯(lián)通；100 m3水池頂粗砂層與滯留塘旁通管聯(lián)通。池體混凝土澆筑完成后土方回填時，一定要確保夯填密實?；炷翝仓r，注意在池壁適當位置預(yù)埋安裝PE水泵出水管，管徑根據(jù)潛水泵出水口確定。

2.6 透水鋪裝

項目區(qū)內(nèi)步行道路均設(shè)計為透水性鋪裝。透水鋪裝線型為圓潤曲線，平均寬度1.5 m，寬處2.0 m，窄處1.0 m。采用無砂混凝土及透水碎石鋪裝形式，設(shè)計透水鋪裝面積398 m2。

透水鋪裝的縱向坡度依地形而定，中間地形變化處要做到平滑圓潤，不得出現(xiàn)明顯異變。透水鋪裝的上表面高出地表10 cm，結(jié)構(gòu)層次依次為透水面磚（C15現(xiàn)澆無砂混凝土8 cm）、透水基層（粗砂22 cm）、夯實土路基。透水鋪裝兩側(cè)，設(shè)置花崗巖路沿石，路沿石斷面按200 cm×80 cm確定，長度40 cm、80 cm兩種相間布置。

通過透水鋪裝實現(xiàn)雨水滲透，加大雨水滲透量，減少地表徑流。存蓄在透水鋪裝內(nèi)部的雨水通過收集系統(tǒng)進行收集，可以得到優(yōu)質(zhì)水源，有效增加雨水資源收集量；另一方面，可消納周邊徑流，起到控制區(qū)域雨水徑流的作用，又能夠達到削減徑流，截污減排的目的。

2.7 水平階

項目區(qū)地表坡度變化明顯處采用沿等高線砌壘水平階，攔蓄雨水，根據(jù)地形及匯水方向，合理布置，設(shè)計水平階面積448 m2。水平階采用M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)。水平階墻背回填時要盡量利用開挖出的石塊、建筑垃圾，以消化掉固體廢料，節(jié)約壤土；要夯實，并進行坡地平整，為修筑下凹式綠地做好準備。通過布設(shè)水平階，可減緩該區(qū)域雨水流速，增加坡地雨水的滯留面和滲透量，便于雨水收集利用。

2.8 入院干道拓寬

為更有利于匯集雨水，需對現(xiàn)狀入院干道改造。干道縱向曲線要平順圓潤、變化要緩和，使行車舒適。橫向斷面要考慮轉(zhuǎn)彎離心力作用，設(shè)置內(nèi)轉(zhuǎn)向半徑15 m，橫坡坡向圓心。

原道路混凝土面層做拆除處理，采用液壓油錘破碎，垃圾外運利用清挖的土方、建筑垃圾填筑路基，使用25 t振動碾分層壓實，壓實度達到96%。采用15 cm厚水泥碎石穩(wěn)定層。

采用C30水泥混凝土鋪筑，壓實厚度20 cm。設(shè)置花崗巖路沿石。路沿石斷面按200 cm×80 cm確定，長度40 cm、80 cm兩種相間布置。主干道內(nèi)側(cè)土坡采用生態(tài)植被護坡做法。首先鋪筑10 cm厚壤土，植被選用固土能力強、耐干旱及水淹的冷季型草坪草，設(shè)計坡度為20%～60%。坡腳采用干砌卵石固腳、散布自然石美化環(huán)境。自然石人工自然擺放一層。卵石固腳坡面長度30 cm、地表平面寬度30 cm，厚度不小于20 cm。散布自然石至旱溪坡頂。

2.9 干道截流

院內(nèi)西側(cè)客水來水量較大。采取兩道引流暗溝引水。一道引流溝引流客水主流，將來水引流至蓄水池頂，經(jīng)由滴水孔滲入蓄水池；一道引流溝主要引流客水余水和地面水流，引水至瀑布北側(cè)，經(jīng)由瀑布下泄。南側(cè)的引流暗溝溝頂設(shè)置雨水篦子，南側(cè)設(shè)置橡膠減速帶一條，以最大限度地將雨水徑流引至瀑布處，降低院內(nèi)徑流量。

2.1 0 瀑布

瀑布布置在第一個蓄水池下游，能夠首先體現(xiàn)雨水利用的作用，利用現(xiàn)有地形設(shè)置。瀑布基礎(chǔ)開挖至基巖，采用C25細石混凝土砌筑塊石。瀑布山體采用C25細石混凝土砌筑路基拆除的混凝土塊體，外露面采用自然石鑲面。預(yù)留微小花草種植坑，種植小型花草，美化環(huán)境。

瀑布底角設(shè)消力池，面積10 m2。池底已開挖至基巖，以基巖做為池底，周邊采用C25細石混凝土砌筑自然石護岸；若基巖深度較深，采用現(xiàn)澆C20混凝土15 cm，周邊采用C25細石混凝土砌筑自然石，高度1.0 m。池底分散鋪設(shè)自然石。消力池出口接旱溪。瀑布頂部安設(shè)廢舊閥門體。

3 雨水綜合利用效果

3.1 匯水效果

依據(jù)項目區(qū)地形及高程分析，將項目區(qū)劃分為3個匯水分區(qū)，分區(qū)組織雨水收集利用。一區(qū)主要運用蓄水措施為生物滯留塘，匯水面積225.45 m2，蓄存雨水約79 m3，滿足了該區(qū)域的調(diào)蓄指標；二區(qū)主要運用蓄水措施滲透塘、下凹綠地、水平階，滲透塘匯水面積173.65 m2，蓄存雨水69.46 m3；下凹綠地匯水面積181.84 m2蓄存雨水36.37 m3；水平階匯水面積448 m2，蓄存雨水89.6 m3，滿足該區(qū)域的調(diào)蓄指標；三區(qū)主要運用蓄水措施生物滯留塘及蓄水池，匯水面積283.7 m2，蓄存雨水56.74 m3，蓄水池蓄存雨水120 m3，末端雨水收集。

3.2 收水方法

1）透水鋪裝：將園區(qū)道路、居住區(qū)道路、停車場鋪裝材料改為透水混凝土，加大雨水滲透量，減少地表徑流，滲透的雨水儲蓄在地下儲蓄池內(nèi)經(jīng)凈化排入河道或者補給地下水，減少雨水地面徑流快速排水對路面沖刷、對水體的污染。

2）雨水花園：是指在園林綠地中種有樹木或灌木的低洼區(qū)域，由樹皮或地被植物作為覆蓋。他通過將雨水滯留下滲來補充地下水并降低暴雨地表徑流的洪峰，還可通過吸附、降解、離子交換和揮發(fā)等過程減少污染。其中淺坑部分能夠蓄積一定的雨水，延緩雨水匯集的時間，土壤能夠增加雨水下滲，緩解地表積水現(xiàn)象。蓄積的雨水能夠供給植物利用，減少綠地的灌溉水量。

3）生物滯留塘：即利用天然或人工修筑的池塘或洼地進行雨水滲透，補及地下水，生物滯留塘能有效地削減徑流峰值，凈化雨水。

4）下凹式綠地：指具有一定的調(diào)蓄容積低且于周邊鋪砌地面或道路的用于調(diào)蓄和凈化徑流雨，本項目有條件綠地均設(shè)計為下凹式綠地。

3.3 蓄水方法

通過收水措施收集的雨水在下滲補充地下水之后多余水量由蓄水措施進行儲蓄。蓄水措施是低影響開發(fā)雨水處理的中間步驟。利用地下蓄水池儲蓄凈化后的雨水，更加有利于蓄水，避免蒸發(fā)和再次污染。

3.4 雨水利用

用水措施是雨水綜合利用的最終環(huán)節(jié)。將收集凈化好的雨水在各方面進行利用，減少對自來水的需求，緩解用水壓力。在經(jīng)過土壤滲濾凈化、雨水花園凈化、生物處理多層凈化之后的雨水，一部分滲入地下，補充地下水源，一部分進行收集儲蓄，用于管理處內(nèi)綠化灌溉、洗車、沖廁等。

4 結(jié)語

本工程重要作用的發(fā)揮，重在后期的運行管理。因此，建議：1）工程的運行，安排水庫職能部門實施，專人負責運行管理工作。2）配備具有資格的維修養(yǎng)護人員，確保工程效能的發(fā)揮。