淺談烏魯木齊市雨水利用方式

【摘要】：根據烏魯木齊市氣候特點、市區地形、地質條件及地質災害的分布，結合國內外雨水利用經驗，提出烏魯木齊市雨水利用的可行性及利用的范圍及方式。

【關鍵詞】：烏魯木齊市雨水利用入滲

中圖分類號：P462文獻標識碼：A 文章編號：

1、烏魯木齊市概況

烏魯木齊市位于亞歐大陸腹地，地處天山北坡，準噶爾盆地南緣。烏魯木齊地勢起伏懸殊，山地面積廣大，市區三面環山，北部平原開闊。轄區地勢由東南向西北降低，大致分為山地、山間盆地與丘陵和平原三個梯級，地勢高差最大處近5000米。山地面積占總面積50% 以上，北部沖積平原不及總面積的1/ 10，市區平均海拔800米。

烏魯木齊屬溫帶半干旱大陸性氣候。市區平均氣溫8.1℃，年降水量342.9毫米。水資源總量約為11億立方米。海拔680米－－920米，自然坡度12‰－－15‰。

烏魯木齊市區由于降雨量不大，地面南高北低，縱坡達13‰左右，所以很長時間以來未設雨水管系統。由于降雨量漸增，屋面和地面硬化面積增加，從1994年開始在阿勒泰路工程建設時設置了雨水管道。隨著立交橋等設施的出現，一些地面出現反坡，這些地段在雨天容易積水，我們和烏魯木齊市城建設計院在2007年提出了雨水排除應急規劃，近年來關于雨水利用的時間提示我們應該調整思路，進行雨水利用。

烏魯木齊市的雨水利用是實現雨水資源化，節約用水，修復水環境與生態環境，減輕城市洪澇等方面的有效辦法，可以通過經濟、合理的利用方式達到雨水利用的目的。

2、雨水利用方式

雨水利用一般采用雨水入滲、收集回用、調蓄排放等三種方式。

2.1雨水入滲

雨水入滲技術需采用各種雨水滲透設施，讓雨水回灌地下，補充涵養地下水資源、改善土層生態環境，是一種間接地雨水利用技術。還有緩解地面沉降、減少水澇等多種效益。

雨水入滲可分為分散滲透技術和集中回灌技術兩大類。分散滲透可應用于城區、生活小區、公園、道路和廠區等各種情況下，規模大小因地制宜，設施簡單，可減輕對雨水收集、輸送系統的壓力，補充地下水，還可以充分利用表層植被和土壤的凈化功能減少徑流帶入水體的污染物。但一般滲透速率較慢，而且在地下水位高、土壤滲透能力差或雨水水質污染嚴重等條件下應受到限制。集中式深井回灌容量大，可直接向地下深層回灌雨水，但對地下水位、雨水水質要求較高，尤其對用地下水做飲用水源的城市。

雨水入滲需設置雨水收集和入滲等設施，雨水入滲要求土壤滲透系數為10-6—10-3m/s，且滲透面距地下水位大于1.0m。在有陡坡坍塌、滑坡災害的危險場所、對居住環境及自然環境造成危險的場所以及自重濕陷性黃土、膨脹土和高含鹽土等特殊土壤地質場所不能采用雨水入滲系統。

2.2雨水收集回用

雨水收集回用需設雨水收集、儲存、處理和回用水管網等設施。收集回用宜用于年降水量大于400mm的地區。

2.3雨水調蓄排放

城市雨水多功能調蓄是充分體現可持續發展的思想，以調蓄暴雨峰流量為核心，把排洪減澇、雨洪利用與城市的景觀、生態環境和城市其他一些社會功能更好地結合，高效率地利用城市寶貴土地資源的一類綜合性的城市治水和雨洪利用設施。

雨水多功能調蓄池可以設置在城市景觀、公園、綠地、停車場、運動場、市民休閑集會和娛樂場所等。

3、烏魯木齊市工程地質較適合雨水入滲及調蓄排放

烏魯木齊市建成區地下水位埋深10-20m及20-50m。部分新區（高鐵片區）位于透水不含水地段。地下水位的埋深較適宜雨水入滲。

根據烏魯木齊市工程地質情況，天山區及沙依巴克區，坡降為15—20‰，地殼為次穩定區，土質為雙層結構上部為雜填土，下部為礫石土。新市區為沖洪積礫石土，沖洪積傾斜平原，坡降為15—20‰，地質構造運動弱、地殼穩定性為穩定區，土質為礫石土單層結構。無地下水侵蝕。經濟技術開發區二期延伸區的新區為沖洪積卵石土，波狀臺地。向北傾斜，坡降25‰，比高20-50米，新構造運動中等上升，是次穩定區。巖土結構為卵石土，單層結構。

所以烏魯木齊市建成區大部分地段以及規劃新區均位于地殼穩定性分區中心的次穩定中較好地段。故地質情況較適合雨水入滲，局部地區如新區存在防洪問題可以適當考慮調蓄排放。

4、烏魯木齊市雨水利用方式及利用范圍

4.1雨水入滲方式及適用范圍

雨水入滲方式有滲透地面、滲透管溝、滲透井、滲透池和綜合滲透設施等五種。

滲透地面可分為天然滲透地面和人工滲透地面兩大類，天然滲透地面在城區以綠地為主。人工滲透地面是指城區各種人工敷設的透水性地面，如多孔的嵌草磚、碎石地面、透水混凝土路面等。這兩種滲透方式均適用于烏魯木齊市，天然滲透可在烏魯木齊市的各大公園以及最新規定的道路兩側設置的30米及50米的綠化帶中使用。人工滲透地面可適用于道路、廣場、停車場等，可選用透水混凝土、透水地磚及嵌草磚等材料?？稍跒豸斈君R市南湖廣場進行試點，南湖廣場為市民休閑廣場，廣場周圍為綠化，中部為鋪磚地和一中型景觀水池。雨水利用工程內容即將現有的地磚換成透水地磚，地磚做成上大下小呈倒梯形，同時具有很強的吸水性，每塊磚就像一個微型水庫一樣。下雨天，雨水會通過透水地磚和縫隙流入地下。若遇大雨或連續降雨時，多余的雨水借人造地形坡向南湖廣場的現狀景觀水池，水池多余的雨水可由現狀水池放空管渠排入下游的八家戶水庫。該工程既安全，又節約投資，還能對雨水進行充分的利用。（詳見下圖）

滲透管溝是指雨水通過埋設于地下的多孔管材向四周土壤層滲透，其主要優點是占地面積少，管材四周填充粒徑20—30mm的碎石或其他多孔材料，有較好的調儲能力。適用于沿道路、廣場或建筑物四周設置。烏魯木齊市作為雨水利用尚未開展的城市，近期建設不需建滲透管溝，原因如下：一是烏魯木齊市土壤滲透性較好；二是烏魯木齊市為溫帶半干旱大陸性氣候，降雨量較??；三是滲透管溝還有一定的工程量。故烏魯木齊市近期雨水入滲不采用滲透管渠，在道路、廣場或建筑物四周設置滲透地面即可。

滲透井包括深井和淺井兩類，深井適用水量大而集中，水質好的情況，如城市水庫的泄洪利用。滲透井應位于匯水范圍的最低點，井位低于四周地形，處于匯水漏斗底部。淺井一般適用于城區，其形式類似于普通的檢查井，但井蓋不透水，井壁做成透水的，在井底和井壁四周鋪設D10—30mm的碎石，雨水通過井壁、井底向四周滲透。深井較適用于烏拉泊水庫下游至八一閘之間的區域，該區域為城市一級水源保護區，現為一水廠地下水水源地，烏拉泊水庫為城市地表水水源地，水庫水質較好。在需要下泄洪水時，可利用深井補充地下水源。即做到了把水留在城市上游，又減少了下游洪水的危害。淺井適用于烏魯木齊市城區道路兩側的綠帶中?？稍诤訛┞穬蓚染G帶中進行試點。烏魯木齊市河灘快速路是曾經的烏魯木齊河河道，其地勢較低，較容易形成洪水，在道路修建時，配套修建了泄洪渠。如在河灘快速路兩側綠帶中修建淺井，不僅將兩側綠化帶的雨水入滲地下，還可通過雨水收集系統將機動車道的雨水輸送至淺井中進行入滲，同樣可以起到補充地下水，減小洪水下泄量的作用。

滲透池的最大優點是滲透面積大，能提供較大的滲水和儲水容量;凈化能力強；對水質和預處理要求低；管理方便；具有滲透、調節、凈化、改善景觀等多重功能。適用于匯水面積較大、有足夠的可利用地面的情況。特別適合在城郊新開發區或新建生態小區里應用。結合小區規劃，可達到改善小區生態環境，提供水景觀、小區水的開源節流、降低雨水管負荷與造價等一舉多得的目的。而滲透池占地面積大，在擁擠的城區很難找出用地進行建設，而且烏魯木齊市的雨量較小，干燥缺水，蒸發量大，水池空置時間較長，衛生及管理都存在較多問題，故烏魯木齊市不適宜建設大型滲透池。

綜合滲透設施是將各種滲透裝置進行組合。例如在一個小區內可將滲透地面、綠地、小型滲透池、滲透井和滲透管等組合成一個滲透系統，可以根據現場條件的多變選用適宜的滲透裝置，取長補短，效果顯著。如滲透地面和綠地可截留凈化部分雜質，超出其滲透能力的雨水進入滲透池，起到滲透、調節和一定的凈化作用，滲透池的溢流雨水再通過滲井和濾管下滲，可以提高系統效率并保證安全運行。在烏魯木齊市可將雨水通過地面滲透入滲地下，超出滲透能力的雨水利用地形坡度流至小區低洼地儲存或截流至小區外的市政雨水管道排除。這就要求在片區開發時需適當保留一些城市低洼地，平?？蛇M行綠化或建造水景觀，下雨時作為雨水儲存池。

4.2雨水收集回用范圍

現代城市雨水利用是一種新型的多目標綜合性技術，其目標有節水、水資源涵養與保護、控制城市水土流失和水澇、減少污染和改善城市生態環境等。目前應用范圍有：分散住宅的雨水集蓄利用系統，建筑群或小區集中式雨水集蓄利用系統，屋頂綠化雨水利用系統，生態小區雨水綜合利用系統等。按照規范要求收集回用宜用于年降水量大于400mm的地區。而烏魯木齊市年降水量低于此數值，降雨量較小，不宜建設雨水收集回用系統。

4.3雨水調蓄排放應用范圍

烏魯木齊市正在進行新一輪總體規劃的修編及土地利用總體規劃的修編，規劃中提出了要科學利用城市寶貴的土地資源。在城市采用雨水多功能調蓄設施，暴雨季節可用于雨水的儲存滲透利用和蓄洪，而在非暴雨季節可用于其他的用途，實現合理、經濟地利用有限土地資源。

雨水多功能調蓄特別適用于城鄉結合部、衛星城鎮、新開發區、大型生態住區或保護區、公園、城市綠化帶、高速路和立交橋附近的綠化帶、城市低洼地、有足夠的匯水面和徑流排洪壓力大的區域等。調蓄排放需設雨水收集、儲存設施和排放管道等設施。調蓄排放宜用于有防洪排澇要求的場所。

烏魯木齊市經濟技術開發區二期延伸區地形條件較差，為丘陵地帶，存在洪澇災害，結合防洪排澇設施對雨水進行調蓄利用，多余的雨水可進行排除。在經濟技術開發區二期延伸區有兩條較大的沖溝，在規劃設計和建設時將其作為片區兩大綠化公園，并命名為大綠谷與小綠谷。大小綠谷兩側均為建設用地。下雨時，雨水順地勢匯流至谷底，經過自然入滲，超出滲透能力的雨水由南向北順地形流至北側，只需在北側建一攔水壩，即可儲存部分雨水，再有多余雨水可由溢流管渠導流至周邊的防洪渠進行排除。該工程即對雨水進行了充分利用，又消減了下游的洪水流量，而需新建的工程量很小，僅建兩座攔水壩即可。（詳見下圖）

5、結語

烏魯木齊市年降水量不足400mm，按2011年人口311萬人計算，人均水資源量不足400L/人?日，資源性缺水是顯而易見的。而大規模的建設雨水系統需要一個循序漸進的過程和大量的資金投入。雨水利用是充分體現可持續發展的思想，科學的開發利用城市雨洪，不僅可增加可用水資源量，還可以提高城市防洪標準，改善城市環境。故積極建設雨水利用工程是烏魯木齊市完善市政基礎設施的捷徑，應做好雨水利用規劃，盡快組織實施。

較適合烏魯木齊市雨水利用的方式為雨水入滲和雨水調蓄排放。其中雨水入滲包括滲透地面、滲透井和簡易的綜合滲透設施。而雨水入滲中的滲透管溝和滲透池以及雨水收集回用均不適合烏魯木齊市。

【參考文獻】：

1、《建筑與小區雨水利用工程技術規范》GB 50400-2006

2、《烏魯木齊市城市總體規劃(2011-2020年)》綱要烏魯木齊市人民政府

3、《烏魯木齊市雨水收集利用工程規劃》中國市政工程西北設計研究院 2011.12

4、《烏魯木齊市經濟技術開發區二期延伸控制性詳細規劃修編》

上海市浦東規劃設計研究院烏魯木齊市城市規劃設計研究院

5、烏魯木齊市工程地質圖及說明新疆維吾爾自治區烏魯木齊市城市勘察院

作者簡介：汪秀麗（1972），女，西北建筑工程學院，烏魯木齊市城市規劃設計研究院副總工，高級工程師，注冊規劃師。