雨水滲井是我國古代城鎮曾經通用的排水技術之一，在當代新型城市雨洪管理理念革新背景下有了新的發展與應用需求。針對傳統雨水滲井設計缺乏系統定量分析、粗獷建設等問題，系統梳理國家海綿城市建設經驗，結合理論研究與工程實踐，圍繞雨水滲井選型、規模計算、結構與填料設計、預處理設計及施工等環節總結探討，提出改進建設思路、加強跨學科研究的建議。

雨水滲井作為我國海綿城市建設“滲、滯、蓄、凈、用、排”技術體系中專用滲透類雨水設施，可實現匯水區雨水速滲，有效削減徑流總量與峰值，緩解排水壓力，涵養地下水源，在豎向改造難度大的城市低洼區或管網不健全、排水無出路地區具有重要工程應用價值。2014年，住建部頒布《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建》，闡述了雨水滲井概念及典型構造，但對不同應用場景下雨水滲井系統設計、施工缺少具體方法指引，國家層面暫無專門規范借鑒，各地建設缺乏標準，質量參差不齊。目前，一些地區主要參照河床取水滲井、公路排水滲井、工程降（排）水井等專利、文獻資料設計建造，對雨水滲井在排水防澇體系中作用、徑流調控機制與滲井結構關系缺乏系統研究。傳統滲井大多利用天然河砂、碎石、建筑垃圾骨料等作填料，強調“水量速滲”，忽視“水質污染風險控制”，同樣缺乏深入探究。為此，筆者通過國家海綿城市試點建設調研，總結團隊實踐研究成果，圍繞雨水滲井分類選型、規模計算、結構與填料設計、施工方法等進行探討，旨為適宜地區雨水滲井建設提供經驗參考。

1 雨水滲井分類及適用場景

Rainwater seepage well

系統梳理我國各地雨水滲井建造形式，按其屬性特征可分為：

結構與滲流方式：垂直入滲式、輻射滲透式、滲排一體式（見圖1）；

井體材料：磚（石）砌式、鋼筋混凝土式、塑料式、硅砂混凝土式、鋼波紋管式、玻璃鋼管式等；

填料類型：砂石滲井、建筑再生骨料滲井、人工改性填料滲井；

布設形式：單井式、井群式。各類滲井技術特性及適用條件如圖1所示。

圖1 雨水滲井典型結構與滲流方式

工程設計中，雨水滲井徑流調控作用會因其所處排水防澇體系位置的不同而異。筆者從海綿城市“源頭減排-過程控制-系統治理”三段式雨水系統構建角度出發，將雨水滲井劃分為：源頭減排滲井、過程控制滲井和終端消納滲井（見圖2）。源頭減排滲井適用于小區、廣場等產匯流源頭地塊下墊面徑流削減；過程控制滲井主要用于排水區市政雨水管網轉輸流量的中途削峰，減輕下游管網排水壓力；終端消納滲井則用于排水系統末端雨水集中削減。

雨水滲井設計選型時，應根據其系統功能定位、匯水區特征（降雨特征、匯水面積、下墊面污染水平）、擬建場地工程地質（穩定性、承載力）、水文地質（地下水埋深、土壤滲透性）及周邊建構筑物基礎埋設條件等，由圖3經技術經濟比較確定。工程選址時注意：

擬建場地及匯水區內不得有有毒有害物質生產、儲存與堆放場所；

地下水源井周邊30 m范圍不得建設雨水滲井，范圍外選址時應避開補給區并評估污染風險；

擬建場地適宜性評價應結合工程地質資料，分析地層穩定性、承載力，同時進行水文地質勘察，分層（分段）開展注水試驗 ，評判地下水以上土體滲透性；

雨水滲井設置于建筑小區時，距離建筑物基礎水平距離應≥5m；

應用于存在徑流污染、設施底部距離季節性最高地下水位<1.5m或距離建（構）筑物基礎水平距離<5m區域時，應采取預凈化、防滲等措施防止污染及次生災害；

濕陷性黃土場地滲井建設應經專門論證；濕陷等級低、土層薄的非自重濕陷場地，可考慮貫穿式滲井結構；

地下水位過高且徑流污染嚴重、地下水保護嚴格地區，易坍塌、滑坡等不良地質區，高等級、大厚度自重濕陷性黃土區，土壤滲透性嚴重不良且開挖處理成本過高地區不適合建設。

圖3 雨水滲井分類及適用場景

2 系統設計

Rainwater seepage well

2.1 規模計算

2.1.1 設計進水量

目前，雨水滲井設計進水量（Vc）算法較多，易出現未考慮其排水系統中功能定位，混淆使用，導致規模偏大/小的情形。筆者建議分3種情況：

（1）用于雨水源頭減排目標時，宜按式（1）計算：

式中 Vc1——設計進水量，m3；

H——場地年徑流總量控制率對應設計降雨量，mm；

φc——匯水區綜合雨量徑流系數；

F——雨水滲井匯水面積（含自身），hm2。

（2）用于雨水峰值（管道洪峰流量）削減目標時，可按式（2）估算：

式中 Vc2——設計進水量（調節削減水量），m3；

μ——脫過系數，雨水滲井下游出水管道設計流量與上游進水管道設計流量之比；

Qi——雨水滲井上游管道設計流量，m3/min；

b、n——當地暴雨強度公式參數；

t——降雨歷時，min。

（3）用于項目/區域雨水終端消納時，可按項目/區域室外排水設計重現期對應暴雨強度計算，見式（3）：

式中 Vc3——設計進水量，m3；

A1、C——當地暴雨強度公式參數；

P——室外排水設計重現期；

ψc——匯水區綜合流量徑流系數；

tc——設計降雨歷時，min，一般≤120min。

2.1.2 設計滲透量

設計時，忽略雨水非飽和—飽和入滲變化過程及其各向異性，基于達西定律計算見式（4）：

式中 Wi——滲井滲透量，m3；

δ——安全系數，宜取0.5~0.8，匯水區下墊面易積淀泥沙、塵土時，取低值，較潔凈時，取高值；

K——滲透土層飽和滲透系數，m/s；

J——水力坡度，一般取1；

A——滲井有效滲透面積，水平滲透面按投影面積算，豎直滲透面按1/2設計水位高度計算，m2；

ti——入滲歷時，min。

式（4）中，K應以現場注水試驗確定。勘察時，實測滲井底部及周邊土壤滲透速率應≥5×10-6m/s，宜在6×10-5~6×10-4m/s（中粗砂滲透系數區），不宜超過1×10-3m/s（無足夠停留時間凈化）。對于地下水以上可滲透成層土（飽和含水），其等效滲透系數可按式（5）計算：

式中 Ke——滲透土層等效滲透系數，m/s；

hp——滲透土層上方蓄水深度，m；

hj——土層j厚度，m；

kj——土層j滲透系數，m/s。

式（4）中，ti取值分兩種情形：①匯水面徑流通過滲井快速下滲且不允許周邊積水時，應按當地多年平均降雨歷時取值，一般取2~3 h；②匯水面徑流量大且允許滲井周邊存在積蓄滯區，雨后一定時間完成排空時，可取12~48 h。

2.1.3 設計儲存容積及有效滲透面積

（1）雨水滲井頂部設有蓄水空間時，其有效儲存容積可按式（6）、式（7）計算：

（2）滲井頂部不設滯蓄空間或很小時：Vt=0，其有效儲存容積Vs等于填料孔隙儲水容積，有效滲透面積按忽略Vs后的式（8）計算。

根據進水流量與土壤滲透速率校核Vs、A，結合滲透土層埋深、進出水管標高、填料厚度與孔隙率分配滲井頂部和填料內部蓄水容積；結合滲井結構及貫入滲透土層深度，分配有效滲透面積，垂直入滲井按井底滲透面積疊加井壁開孔面積分配，輻射滲透井按井底滲透面積疊加水平滲透管開孔面積分配。開孔孔徑、開孔率還應經結構專業校核。

2.2 結構與填料設計

2.2.1 結構與材料

根據上述計算初步確定雨水滲井內徑及深度，井壁結構與材質應考慮擬建場地地質，經結構演算確定。一般情況下，源頭減排滲井多采用垂直入滲或輻射滲透式，過程控制與終端消納滲井采用滲排一體或垂直入滲式。輻射滲透式滲井多采用磚砌，滲排一體式滲井多采用塑料成品井，垂直入滲式滲井可采用磚砌、鋼筋混凝土、鋼波紋管或玻璃鋼管等形式。磚砌式滲井要求地基承載力穩定、不易沉降，結構抗剪性能可承受側壁土壓（無配筋磚砌體結構抗側壁土壓力弱，工程實踐中，井體上部易擾動土層可結合放坡，設計成倒梯臺“”結構），井壁厚度≥240 mm，結構深度宜≤6 m，不適用于軟土、高地下水位等地區。磚砌輻射滲井（見圖2b）輻射滲透管敷設坡度宜≥2%，扇形布置，4~8根/層，管長根據排水量確定，管徑宜≥150 mm，開孔孔徑宜為8~12 mm，采用PE、PVC-U等塑料管材時，開孔率宜為1.5%~3%。滲透管外圍可填充1.5~2倍管徑厚度的礫/碎石層（粒徑>開孔孔徑），并用透水土工布包裹。

鋼筋混凝土滲井抗壓強度高、抗浮性強、耐久性好、自重大，深度適用廣（幾米至幾十米），井徑、井壁厚度應滿足下沉深度、強度、剛度及穩定性（抗滑、抗浮、抗傾）要求，符合《水工混凝土結構設計規范》（SL 191）規定。團隊運用ABAQUS軟件，模擬不同工況下（不同井徑、壁厚、埋深、開孔率）應力場，推求結構最大拉力值，依據《混凝土結構設計規范》（GB 50010）配筋計算，獲取保證鋼筋混凝土滲井安全的參數值。鋼筋混凝土垂直滲井（見圖2a）井底與井壁開孔區宜填充碎石滲透層，滲透層高度與開孔區高度一致，外包透水土工布或整體設為級配反濾結構。

塑料滲井多采用PE或PP成品井，自重輕，占地小，抗浮性弱，井徑一般≤1.5m，結構深度≤7m，井壁采用實壁或帶肋結構，壁厚、材料性能應符合《市政排水用塑料檢查井》（CJ/T 326）規定，開孔后井筒環剛度應滿足抗側壁土壓要求。滲排一體式塑料滲井（圖2c）井內應設0.3m沉沙室，井間距≤150倍滲管管徑，滲管管徑、敷設坡度（宜1%~2%）應滿足雨水排放流量要求。

除以上典型結構外，近年來，鋼波紋管、硅砂混凝土等材料也被用于雨水滲井建造。鋼波紋管滲井采用熱軋鋼板波形鋼片拼接而成，井徑、井深適用廣，適應地基變形能力強，自重小，可用于軟土、膨脹土區域。硅砂混凝土滲井采用具有透水功能（透水系數≥2.5×10-4m/s）的硅砂砌塊砌筑而成，無須結構開孔，適用于小區、公園等徑流水質良好（低濁）地區的小深度滲井，材料性能及強度等應符合《硅砂雨水利用工程技術規程》（CECS 381）規定，寒冷地區應用時須滿足抗凍要求。

此外，實踐還應考慮場地空間、工期（磚砌式、現澆鋼筋混凝土式>預制鋼筋混凝土式、鋼波紋管式>塑料式）、造價（鋼筋混凝土式>磚砌式>鋼波紋管式>塑料式）、使用壽命等因素，綜合比選后確定結構方案。團隊在上述結構基礎上，集成相關技術優點，提出一種組合式雨水滲井結構（見圖4）。