1、课题引言

众所周知，“水”是生命的源泉，是大千世界一切生物赖以生存的重要“元素”！对于人类来讲，无论是生活或工作都离不开水，但有时候对水也会产生敬畏之心，“洪水猛如虎！”就是这种心理写照。所以如何科学、合理地利用、疏导各种水资源、保持自然界应有的水体平衡，有利于所有物种的可持续繁衍生长，这是人类长期面临的技术课题和历史使命，本文结合过去所主持完成的成都温江水韵尚城项目半地下车库设计，试图从回渗大地技术这扇小小的窗口去探讨如何对水资源进行合理的引流疏导，以确保局部甚至区域环境的生态平衡，进而为小区住户甚至区域人群谋求舒适得体的生存条件、逐步走上绿色建筑的建造之路，是职业建筑师应尽的社会职责。

2、原理概述

何为“大地回渗“？其实在日常生活中我们所认知的许多现象都属于”大地回渗“的概念范畴：天空下雨、江河流水、湖泊水库蓄水、农田灌溉、湿地景观、绿化浇灌等无论是流动的水体或是看似静止的水面（表面风平浪静、实则暗流涌动），上述现象无一不体现出”水“回渗至”大地“的物理原理，尽管在”回渗“中，一部分被植物吸收、动物饮用；另一部分随着气温的升高而被蒸发至空气中形成”水蒸气“保持空气的一定湿度；还有一部分回渗至大地的水，一些滞留于土壤并与土壤合成湿润土，另一些从土壤、石块（湖底、河床）的缝隙中往下渗透形成地下径流并最终汇流成”地下水“，这种现象就可称之为”自然渗透“。本文所研讨的”回渗技术“就是建立在这种”自然渗透“模型的基础上，在建筑项目的设计中采取人工的物理方法对渗透原理加以利用，从而达到”排水“、”节能“、”保持地块的小生态平衡“一箭三雕的目的，以下便是项目案例的具体分析。

3、案例解析

3.1事件背景

继成都市2011年夏季发生大暴雨之后，2013年6月18日夜，成都市再次遭遇罕见雷电暴雨极端天气（具当地气象部门数据，降雨量达70多毫米），成勘院温江生活区水韵尚城小区再次被袭击，尤其是低层房屋半地下车库被排之不及的雨水倒灌，造成住户们的生活不便。6月24日我们接到项目开发商沃能公司电话，会同项目总承包成勘院项目部、二滩监理公司等相关责任主体主要负责人于6月25日赴现场查看，各方在碰头会上就被淹的原因和治理方案提出了很多观点和看法，6月28日，以上各方负责人又与我们进行进一步的交流沟通，初步达成由我们综合各方意见，从倒灌的原因分析入手，提出三个治理方案，供领导决策。

    为便于诸位看官阅读本文以下内容，在此先适当啰嗦一下水韵尚城项目的大致概况：建设地点位于成都市温江区，北对西南财经大学新校区，东临成都师范学院新校区，南侧地块为居住用地，西面为攀钢疗养院。项目总建筑面积30多万平方米，由12栋26层高层住宅、6栋18层小高层和80多栋3~4层的低多层住宅组成，本文所涉及到的排水方案系针对这80多栋拥有半地下室的低多层住宅。

3.2成因分析：

3.2.1小区周边市政管网排水能力分析：

a)     小区南侧市政雨水管线，科新路至杨柳河段仍有约600米未接通；

b)     小区北侧市政雨水管线，海科路至杨柳河段现也还未接通，且雨水排水坡向为杨柳河段坡向海科路，导致大量雨水都涌向学府路段。

以上两点均可造成小区周边市政管线排水不畅的问题。

3.2.2小区内雨水管网排水能力分析：

根据建筑给水排水设计规范GB50015-2003第4.9.5条，居住小区室外场地雨水设计重现期取值范围为1~3年，故本小区室外场地雨水设计重现期按照规范取中间值2年进行设计：即实际暴雨强度超过2年时，小区雨水管网将达到满管流状态。

设计采用成都地区暴雨强度公式：Q= 2806(1+0.803lgP)/ (t+12.8P ^0.231 )^0.768  

小区北侧雨水排出口承担汇水面积约为：59000㎡，降雨历时取15min，径流系数取0.55，设计重现期取2年，雨水流量为829.18L/S。设计采用DN800的双壁波纹管，坡度0.005的情况下，满流流量为1215.42，大于实际雨水流量。即设计可满足重现期为2年的雨水排放。

综上，在极端天气强暴雨状态下，虽然小区内各低层房屋半地下车库采取了截水沟的方式排放车库坡道雨水至区内主管网（未至满流），但由于周边市政管网排放能力的局限性，一旦市政雨水井内水位上升超于小区与该处的接口标高，将导致外部雨水向小区内倒灌。这就是区内标高相对较低处低多层建筑半地下室进水的主要原因。另外2011强暴雨发现区内局部管网的连接方式不妥（底平），造成局部区域内管道波浪状排水的问题，也是本次排水不畅的原因之一。

3.3治理方案：

基于以上原因，在小区外围市政管线仍未接通的情况下，我司为解决雨水不倒灌低层双拼、三拼和多层叠拼车库问题，提出以下三个方案进行多方案比较：

3.3.1方案一：渗透井回渗大地

工作原理：联想到2011年夏季暴雨之后，开发商在67#楼设置了两个强排井，在没有接通水泵电源的情况下，经历2011年后来的暴雨以及2013年两次的暴雨袭击下67#楼安然无恙的实际情况，我们发现当时新增的这两口井其实起到了收集雨水并渗透大地的功能作用，据开发商邹经理介绍，当时所完成的这两口人工挖孔井深度约7米，底部并未夯实，并回填了约500厚的砂卵石垫层，这种构造实际上起到了滤水层的功效，而且由于底部土壤没有夯实，土层处于自然的松软状态，客观上为雨水的渗透创造了有利条件。一旦暴雨来临，坡道雨水迅速流入位于车库外的截水沟，并通过与截水沟联通的排水管流向这两个“渗透井”，在“无孔不入“和“水往低处流“的原理下，雨水通过井底卵石层往下散流至松软的土壤之中被自然土慢慢吸收、蒸发、或汇流至地下水。。。

计算数据：

（1）、根据设计规范，对本小区双拼、三拼、叠拼三种第低、多层住宅建筑进行汇水面积、雨水流量计算，每户坡道雨水汇水面积为坡道本身及与坡道垂直相邻的外墙面雨水（50%）之和：

（2）、根据中国水电顾问集团成都勘察设计研究院2006年4月提供的地勘报告揭示，场地地下水埋深在4.10米~8.10米范围，常年变化幅度在1.5米~2.5米范围。但据在现场施工高层及小高层主体地下室时采取降水措施后的观察结果，场地地下水埋深标高下降了2米左右，即实际位于6.10~10.10米。本方案渗透井设计深度3.5米~砂卵石层标高，基本位于常年地下水位标高的上方。再从该报告对地下水渗透性分析可得，该场地砂卵石层为强透水层，渗透系数为20~25米/天即：0.83~1.04米/小时.我们对最不利的50年重现期，渗透系数取最不利的低限0.83米/小时来计算，本方案提出的渗透井在暴雨来临后的渗透能力：

渗透井的面积=3.14×0.6×0.6=1.13 m²

渗透井的每小时渗透量=1.13×0.83=0.94 m³/h

     渗透井保护水位的容量=3.14×0.6×0.6×1.5 =1.70 m³

        渗透井保护水位的容量需要的渗透时间=1.70÷0.94=1.81 h

a、50年重现期叠拼的流量为6.77 m³/h，那么，利用渗透井所需要的渗透时间为：

6.77÷1.70=3.98 h；

b、50年重现期双拼的流量为6.34m³/h，那么，利用渗透井所需要的渗透时间为：

6.34÷1.70=3.73 h；

c、50年重现期三拼的流量为5.72m³/h，那么，利用渗透井所需要的渗透时间为：

5.72÷1.70=3.36 h。

由以上计算可见，当50年重现期强暴雨来临时，可利用渗透井在半天之内将雨水渗透完毕而不至于倒灌室内。如果小于50年重现期的暴雨，那么上述各类建筑雨水排放的时间将相应缩短。

   根据以上工作原理，我们提出本方案，

此方案的优点是，利用对雨水进行系统性的收集并通过渗透原理自然地回灌大地、保持大地土壤地下水位的正常平衡，这种做法也符合国家节能减排的国策方针。一方面解决了暴雨时节雨水不倒灌车库，另一方面，由于没有使用强排设备，故不存在先期投入和后期维护成本。预计每口井的土建成本大约在7000~10000元。

3.3.2方案二：水泵强排

在坡道旁的植草砖（停车场）打一个泵井，接至小区雨水管线，强排泵采用不间断动力供应（电源由高层住宅引入），原重力排截水沟雨水管做封堵处理。

此方案可保证在市政管线排水不畅和小区暴雨强度超过设计重现期时，雨水不倒灌回车库。分析如下：1.周边市政雨水排水不畅时，小区雨水管及周边市政雨水管均形成满流状态，且检查井内雨水水位逐渐升高，当水面上升至H3水位时，雨水将从市政道路检查井冒出，不会形成车库雨水倒灌的情况；2. 实际暴雨强度超过设计重现期2年时，小区雨水管线将达到满管流状态，且检查井内雨水水位逐渐升高，当水面上升至H3水位时，雨水也将从市政道路检查井冒出，不会形成车库雨水倒灌的情况。故此方案可行。

以小区最不利67#楼车库为例：H1车库标高为530.48， H2小区道路标高大约为532.00，H3市政道路标高为531.80，车库截水沟雨水通过新增雨水井潜水泵提升排至小区雨水管网系统，排水管设置止回阀，小区雨水将无法反灌回车库截水沟。当周边市政雨水排水不畅或者实际暴雨强度超过设计重现期2年时，市政管线和小区管线达到满管流状态，同时液位上升，至H3高度，及531.80时，雨水通过市政道路井盖溢出，将不会形成小区道路及车库雨水倒灌。

此方案优点：1.可以确保车库不进水；2.不影响建筑外立面。缺点：.水泵后期维护成本大。先期成本大约每口井需要11000~14000元（水泵及电源敷设约4000元）

3.3.3方案三：车库坡道增设雨棚，拦截坡道上雨水；

坡道起坡点增设截水沟，拦截道路雨水，截水沟雨水重力排至小区雨水系统；原重力排截水沟雨水管做封堵处理；由

此方案可保证在市政管线排水不畅和小区暴雨强度超过设计重现期时，雨水不倒灌回车库。理由同方案一。故此方案可行。

此方案可保证在市政管线排水不畅和小区暴雨强度超过设计重现期时，雨水不倒灌回车库。理由同方案一。故此方案可行。

此方案优点：后期维护成本小；缺点：不足之处是会有少量漂雨进入车库，同时车辆进出坡道会受到视线干扰，且不利于转弯先期投入成本预计每户为10000元左右。

上述三个方案，从整改资金比较，方案一和方案三可能略低于方案二，在综合比较其它优缺点，我们更倾向于方案一。

3.4方案选择：

根据以上的分析，我们建议采取方案1即“渗透井回渗大地“。同时为了确保万无一失，一方面，在坡道与道路交接处必须设置截水沟以便于拦截道路雨水，减轻坡道雨水的排放压力，另一方面可将方案1和方案2综合采纳，在每口渗透井内预留强排泵措施，在施工渗透井时从每户车库配电箱处预埋线缆至渗透井内的强排泵，一旦渗透井出现堵塞或渗透不及时可随时启动强排泵，彻底确保半地下车库不进水（方案1与方案2综合起来的费用大约为11000~14000元）。

经过几次与甲方的研讨磋商，最终他们采纳了我们提出的“大地回渗 “技术，并按照我们提供的回渗井施工图于2013年12月之前完成了近80栋低多层建筑半地下车库外的回渗井的施工。我们坚信，经历过2013年暴雨袭击的67#楼利用渗透井的成功排水，将同样会成功于余下80来栋建筑，就让我们一起迎接下一次暴风雨的考验，我们拭目以待！

4、未来思索

站在回渗技术的工作原理的基础之上，我们完全可以再进行发散式思维，把该原理进行充分挖掘、发扬光大，运用于如下所述的诸多方面，比如：渗水地面（可用于室外种植停车场）、地下室集水坑收集的废弃水，或者地面收集的雨水，住户排出的生活废水经过适当的处理后可以用以浇灌小区的绿化景观。这些举措都符合绿色建筑所倡导的节水节能、循环经济的发展理念！随着政府提倡的绿色建筑、智慧城市的宏伟目标的逐步贯彻落实，我们所面临的设计项目将进行全面的升级换代，到未来的某一天，绿色建筑设计将成为常态化任务。因此，谨以此文抛砖引玉，希望大家现在起从以下诸多方面：理念上、心理上以及技术上都做好充分的准备去迎接不久未来的重大挑战