我國城市雨水利用的現狀與技術分析

摘 要:本文作者通過對我國城市雨水利用的意義及國內外的雨水利用現狀和技術進行了闡述，主要就我國目前城市雨水直接和間接利用兩種技術方式進行了分析。

關鍵詞:雨水利用利用的意義利用現狀利用技術

中圖分類號:TV213.9文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)07(a)-0251-02

我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我國的人均水資源量只有2300m3，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。水資源空間分布為南豐北缺。南方水資源占我國的80%以上，北方僅占不到20%，特別是華北和西北地區，缺水最為嚴重。時間分布為夏季降雨集中，汛期河水暴漲，易造成洪澇災害;冬春季則降水少，河流進入枯水期，北方一些河流嚴重干旱缺水。水資源年內隨季節變化大，降水及徑流分配集中在夏季的幾個月中，連豐、連枯年份交替出現，造成一些地區干旱災害頻繁和水資源供需矛盾突出等問題。由于水資源分布的差異以及我國水資源污染的日益加重，我國城市的水資源正面臨著嚴重短缺的問題。全國600多座城市中，已有400多個城市存在供水不足問題，嚴重缺水城市達110個[1]。因此，雨水利用在我國應得到了廣泛關注。

1 城市雨水利用的意義

雨水資源作為一種較豐富的水資源，對其加以利用則可以有效地緩解水資源嚴重短缺的現象。善用這一資源對人類的可持續發展有著長遠的意義，第一、城市雨水通過有效途徑回收，作為中水加以利用，可直接節約生活用水資源，緩解城市供水緊張狀況;第二，采用新技術、新工藝，使雨水下滲，可涵養地下水，增加淺層土壤的含水量，調節所候，遏制城市熱島效應，減輕城區雨洪負荷，減少接納水體下游洪峰流量和洪澇災害威脅;第三，城市雨水得以有效利用，可以減輕城區因雨水徑流導致的面源污染，減少對城市河湖的水體污染，還可以減少揚塵污染。另外，回收的雨水還可以作為城市中水系統的一個重要水源，對城市給水系統、中水系統的供需矛盾起到平衡作用[2～3]。

2 國內外城市雨水利用的現狀

2.1 國內雨水利用現狀

我國雨水利用具有悠久的歷史，而真正意義上城市雨水利用的研究與應用卻是從20世紀80年代開始，并于90年代發展起來的。總的來說技術還較落后，缺乏系統性，更缺少法律、法規保障體系。目前，我國大中城市的雨水利用基本處于探索與研究階段。20世紀80年代，北京市開始透水路面研究，近幾年應用推廣迅速，截止現在，北京市累積應用透水路面達300萬m2，主要用于人行道、步行街、廣場、庭院等場所。與德、日等發達國家相比，我國透水路面普及速度較慢，推廣面積小，存在很大差距。2008年，北京在奧運場館、水立方、中南海等地方均大量使用透水磚鋪裝。有關部門順勢加大推廣力度，在廣場、公園、商場前等地方提倡使用透水性材料進行鋪裝，增加透水面積，達到減少地表徑流、補充地下水，保護生態環境的目的。一些地區發展較快，如甘肅的“121雨水集流工程”、寧夏的“窖水蓄流節灌工程”等。其中，甘肅的“121雨水集流工程”獲得了“特等獎”。這些省區雨水利用技術的研究與應用，取得了一批成果，產生了明顯的經濟效益、社會效益和生態效益。此外，上海、大連、哈爾濱等許多城市都在對雨水利用進行探索和研究，并且已顯示出良好的發展勢頭，推動了我國雨水利用技術的發展[1～6]。

2.2 國外雨水利用現狀

從20世紀80年代開始，世界各國就開始探索雨水資源化利用。世界上很多國家已經認識到了雨水的利用價值，采用各種技術、設備和措施對雨水進行收集、利用、控制和管理。美國、加拿大、意大利、德國、法國、日本等五大洲約40多個國家和地區已經開展了不同規模的雨水利用與管理的研究和應用。德國計劃將國內80%的城市面積改建成透水地面。日本在1996年初，僅東京就鋪設透水性鋪裝49萬m2。國外許多國家和地區已經出臺了相應的技術手冊、規范和標準，制訂了一系列有關雨水利用的法律法規。對雨水利用給予支持，如德國聯邦水法、建設法規和地區法規均以法律條文的形式，要求加強對自然環境的保護和雨水資源的可持續利用，在鼓勵雨水利用的同時，通過經濟手段向使用不透水地面的部門法人征收懲罰性費用[4]。在一系列鼓勵措施的引導下，國外專門生產雨水利用設備的廠家和公司也逐漸增多。例如，德國GEP公司的雨水過濾器、屋頂雨水利用控制設備、雨水儲存罐等;荷蘭WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料、整體式雨水檢查井、雨水口等[5]。

3 城市雨水利用技術分析

城市雨水利用技術從方式上還可分為直接利用和間接利用兩種。其中直接利用可分為屋頂集雨、道路集雨和綠地水景水域攔蓄;間接利用主要為滲透技術，應用較廣[7]。

3.1 屋頂集雨

屋頂集雨，即利用建筑物屋頂面積蓄雨水，蓄水池或集雨罐儲存，生活使用[7]。(1)蓄水池。該技術系統主要由屋頂面積、檐槽、引水管道、蓄水池、水泵、供水管道和過濾器或反滲透過濾器等組成1蓄水池可用混凝土澆筑。蓄水池設攔污網和攔污池。供水管道可借用原屋內供水管道，管道進水口和出水口分別安設過濾和反滲透過濾器。這種裝置可以單戶使用，也可以用于居民小區、商業小區、辦公大樓等。城市可以制定相應的制度，鼓勵居民和居民小區推行屋頂集雨工程。(2)集雨罐。利用集雨罐進行雨水的收集利用具有應用靈活、安裝快捷的優點，適用于雨水收集量較小的建筑場合。

3.2 道路集雨

道路集雨，即利用街道、馬路專設雨水管道引水，分段設置蓄水池儲存，就地利用或通過中水管道，作為中水水源。雨水管道和污水管道采用分流制。蓄水池可置于綠地下，容量根據集雨面積和降水量確定。這種集雨系統，不僅可應用于市內街區，也可用于居民小區，自蓄自用。該利用措施可由城建部門統一規劃，輔以經濟、行政措施推行[8]。

3.3 綠地、水域攔蓄

近年，隨著城市化進程的加快，土地成了稀缺資源，擠占排水河道和市區湖泊、洼地、綠地等現象十分突出。不僅減少水域、綠地欄蓄能力，而且增加暴雨匯流強度和內澇的機率。而通過有計劃地恢復城市水域空間和綠地面積，可以增加雨水攔蓄能力，減免澇災，恢復生態，從而達到雨水利用的目的[9]。(1)利用湖體貯存雨水。如果城市建設區域內有湖體，可以利用湖體作為雨水收集池，這樣不僅可以節約大量的工程建設費，獲得較大的雨水貯存空間，而且有利于改善人工湖體的水質，是直接進行雨水收集利用的行之有效的方法。(2)建設蓄水池貯存雨水。如果建設區域內沒有可以利用的雨水貯存設施，可以根據雨水的回用量建造地下或地上蓄水池來貯存雨水。(3)利用景觀水池貯存雨水。利用景觀水池貯存雨水也是對區域內現有貯存空間的科學利用。不僅可以節約工程投資，而且可用雨水替代景觀用水節約水資源[8～9]。

3.4 間接利用技術—— 滲透

雨水滲透是一種間接的雨水利用技術，是合理利用和管理雨水資源，改善生態環境的有效方法之一。與雨水直接排放和雨水集中收集、儲存、處理與利用的技術方案相比，它具有技術簡單、設計靈活、易于施工、運行方便、投資少、環境效益顯著等優點。(1)下凹式綠地。綠地是一種天然的滲透設施。下凹式綠地是在綠地建設時，使綠地高程低于周圍地面，以利于周邊的雨水徑流的匯入。下凹式綠地透水性能良好，建設成本與常規綠地相近，可減少綠化用水并改善城市環境，對雨水中的污染物具有較強的截留和凈化作用。因此，在城市綠化規劃設計時應充分考慮建設下凹式綠地，以增加雨水滲透量。下凹式綠地的下凹深度一般5～10cm為宜[6]。(2)人造透水地面。人造透水性地面是指各種人工材料鋪設的透水地面，如多孔的嵌草磚、碎石地面、透水磚、透水性混凝土路面等。人造透水地面能利用表層土壤對雨水的凈化能力，過濾水中較大顆粒固態物質，從而達到凈化雨水的作用其特點是:可實施地點靈活，停車場、步行道、廣場等場所均可采用這種利用方式，運行管理也較簡單。在城市道路、廣場規劃設計時，盡可能采用透水性地面替代傳統的硬化地面來增加雨水的滲透利用[4]。(3)滲透管。滲透管是由透水材料制成的管渠，在規劃設計時可將常規的雨水管或明渠改為滲透管(穿孔管)或滲透渠，周圍回填礫石，雨水通過埋設于地下的多孔管材向四周土壤層滲透。(4)滲透井。滲透井占地面積和所需地下空間小，適宜于表層土壤滲透性差而下層土壤透性好的場合實施，但滲透井的凈化能力較低，對水質要求高，不能含過多的懸浮固體，雨水須經預處理再進入滲透井。(5)滲透池。當可利用土地充足且土壤滲透性能良好時，可采用地面滲透池。地面滲透池可大可小，也可多池聯合使用，視地形條件而定。地面滲透池有干式和濕式之分，干滲透池在非雨季常常無水，雨季時則水位較高1濕式滲透池常有水，類似一個水塘[5]。城市雨水利用技術在實際運用中，為了達到較高的利用效果，往往將以上幾種技術結合起來使用。總之，在雨水利用工程規劃設計時，盡可能最大限度地利用雨水，并做到經濟效益和環境效益的有機統一。

4結語

城市雨水利用作為公益事業，不僅具有環境生態效益，還有潛在的經濟效益和社會效益。城市雨水得以有效利用，可以減輕城區因雨水徑流導致的面源污染，減少對城市河湖的水體污染，涵養地下水，維護生態平衡。實施雨水利用工程可以減少用于污水處理廠、污水管線和排洪設施的政府投資;實施雨水利用工程對補充城市水源，緩解城市供需水矛盾具有積極作用;雨水利用有良好的產業前景，能形成新的經濟增長點，雨水與中水利用設備產業可以吸引大量的民間資本進入，形成一個新產業，吸納就業減輕社會負擔。可以肯定，城市雨水利用對促進經濟增長、促進城市整體可持續發展也是大有裨益的。

參考文獻

[1]王永磊，姜水平，王德民，等.我國城市雨水利用技術及對策[J].山東建筑工程學院學報，2006.

[2]車武，李俊奇.城市雨水利用技術與管理[M].北京:中國建筑工業出版社，2006.

[3]翟學峰.城市雨水利用[J].河北建筑工程學院學報，2006.

[4]Villarreal E L，Dixon A.Analysis of a rainwater collec2tion system for domestic water supp ly in Ringdansen，Norrkop ing，Sweden[J].Building and Environment，2005.

[5]任楊俊，李建牢，趙俊俠.國內外雨水資源利用研究綜述[J].水土保持學報，2000.

[6]李勇，程滿金，柳劍鋒，等.加強城市雨水收集與利用的研究與應用[J].內蒙古水利，2007.

[7]北京市小區雨水利用工程設計指南[Z].北京:北京市建筑設計標準化辦公室，2007.

[8]劉國茂.城市道路與路面雨水利用的探討[J].城市道橋與防洪，2005.

[9]車伍.現代城市的雨水利用技術[J].環境經濟，2004.

[10]劉根華.淺談我國城市雨水利用的現狀與對策.科技創新導報，2010年第13期.

[11]張紅.城市雨水利用的前景展望.科技創新導報，2009年第15期.