我國城市雨水資源化的研究進展

陳健康 劉亞琳

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

我國城市雨水資源化的研究進展

陳健康 劉亞琳

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550081)

在分析初期雨水特點的基礎上，提出了初期雨水處理的一些方法，總結了目前國內外雨洪管理和利用的研究進展，并結合國內雨水利用過程中的一些問題，提出了雨水資源化的一些建議。

雨水，利用，雨洪管理，資源化

近年來，隨著我國城市化的快速發展，城市水環境問題日益突出，一方面是水資源短缺與雨季大量的雨水資源無處可去引發大量的城市雨洪災害的問題，另一方面初期雨水帶來的城市面源污染問題。雨水作為一種寶貴的資源，在區域自然水文循環與城市人工水循環系統中起著重要的作用，為此許多國家都在開展雨水資源化的研究，至今全球已經有至少40個國家和地區開展了雨洪管理與利用的研究和實踐。

1 我國城市雨水資源化的重要性

城市的大規模建設和快速發展，給我國帶來了一系列水環境問題。一方面，我國人均水資源短缺，人均水資源擁有量低于國際公認的1 750 m3用水緊張線，全國600多個城市中，有400多個城市出現供水不足的狀況，這些城市缺水嚴重的有110多個[1]，一些北方城市超采地下水，造成了嚴重的地下漏斗現象；另一方面，城市的大規模建設顯著改變了原有的下墊面，大量蓄水場地被占，不透水面積大幅度增加，城市雨水的徑流量和流速明顯增大，短時間內大流量徑流得以發生，引發洪峰流量；與此同時近年來全球氣候變化引發的城市熱島效應也使得短歷時降雨的次數越來越多，使得城市暴雨引發的洪澇災害頻發。依據住房和城鄉建設部對我國351個城市進行的專項調研結果，僅2008年～2010年間，就有62%的城市發生過不同程度的內澇，其中包括北京、武漢、杭州、深圳等地，帶來了巨大的人身和財產損害，造成了巨大的損失[2]。鑒于雨水在區域自然水文循環與城市人工水循環系統中所起的重要作用，因此合理利用雨水資源，有助于解決我國城市化進程中出現的缺水、洪災與生態環境的問題。

2 我國雨水資源化的研究現狀

2.1 城市初期雨水的特點

城市雨水水質隨著降雨過程而變化，降雨初期,雨滴經過淋洗大氣,沖刷城市路面、建筑物、廢棄物等之后,攜帶氮氧化物、重金屬、有機物以及病原體等污染物質。據統計，降雨量小于10 min時屋面徑流污染物總量的70%包含在初期2 min降雨所形成的徑流中；當降雨量大于15 min時，污染物總量的30%～40%包含在初期2 min降雨所形成的徑流中。

許多研究資料表明，初期雨水的水質受所在區域及下墊面類型的影響很大，由表1可以看出滇池流域初期雨水的COD由城市到農村呈現出逐漸減小的趨勢，但TN,TP呈現出升高的趨勢，這主要是農村區域的農業面積較大，農業面源污染的緣故，與此同時還可以看出北京城區瀝青油氈屋面和道路初期雨水的水質污染嚴重，不能達到直接排放標準，而且城區道路初期雨水的污染較瀝青油氈屋面要嚴重得多，這與汽車尾氣的排放及輪胎與道路之間的磨損是分不開的。

表1 我國部分地區初期雨水水質狀況

2.2 城市初期雨水處理的研究現狀

攜帶污染物質的城市初期雨水直接進入地表水和地下水,會加重城市水源的污染,影響水資源的可持續利用，與此同時若將初期雨水與后期雨水一起收集處理后利用會增大雨水資源化的成本，也不利于雨水資源化的推廣和應用，因此必須采取必要的工程措施以高效收集和處理城市初期雨水。

2.3 雨水資源化技術的研究現狀

雨水資源化技術主要是針對大型公共建筑、居住小區、道路等不同下墊面產生的徑流分別采取針對性的技術措施予以收集、貯留、處理后用于補充地下水、綠化、沖廁等非生活用水，以達到抑制城市暴雨徑流，進而改善城市水環境目的的技術措施。發達國家對于雨水利用的研究起步較早，20世紀70年代雨水總體規劃的概念便在美國誕生，美國、德國、日本、澳大利亞等國家經過長期實踐探索，已經形成了相對成熟的技術和保障體系，主要包括收集和滲透利用體系。城市雨水資源化技術主要包括集蓄凈化回用的直接收集利用、雨水滲透利用的間接利用和人工凈化雨水和自然凈化雨水相結合的綜合凈化利用系統，見圖1。

在重地面、輕地下的傳統排水理念的影響下[7]，我國的雨水利用只在缺水的甘肅、陜西、寧夏得以試點，但總體發展較慢，進入90年代以后，隨著城市雨洪災害的頻發以及水環境問題的日益突出，我國的北京、上海、西安、深圳、武漢等城市在雨水資源化方面得到了很大的發展。

2.4 我國雨水資源化過程中面臨的問題

雖然近年來我國在雨水資源化方面取得了一定的成就，國內許多城市也相繼設立了雨水綜合利用小區的示范基地，但目前國內對雨水的收集利用主要集中在社區、廣場及公共綠地等范圍內，對城市道路雨水的收集與利用在國內還處于研究階段，很多地區對雨水的管理還處于水量和水質的管理階段，還沒有真正步入可持續管理階段，與此同時，我國排水系統的設計標準較一些發達國家偏低，排水系統的建設跟不上城市化發展的水平，遇到短時強降雨往往引發城市內澇。

3 我國雨水資源化的建議與展望

1)在借鑒國外雨水管理模型的基礎上，結合各個城市的實際情況在理論研究的基礎上不斷開展試點示范工程；2)將城市雨水資源規劃納入城市整體規劃，制定城市雨水資源利用的技術規范和標準，結合已有的研究成果，開發雨水管理相關軟件及設備，不斷強化雨水的管理和調度；3)加快城市初期雨水的高效收集與處理研究，針對不同排水系統開展雨污聯合調蓄控制技術，逐步實施城市初期雨水截流干管，在對調蓄池的影響范圍和位置對集流時間影響的研究的基礎上，依據水循環理論，在城市設立調蓄池和綠地結合的蓄水調水設施；4)健全管理機制基礎上，加強雨水資源化的宣傳，結合我國國情，針對新建小區和已建成的老式住宅區采用不同的雨水利用措施，做到因地制宜。

[1] 沈 瑞.城市雨水資源化利用研究[D].合肥：合肥工業大學,2010.

[2] 王清華,陳大群.建筑小區屋面雨水利用快捷計算[J].山西建筑,2012,38(7):120-121.

[3] 牛文全,吳普特,馮 浩,等.區域雨水資源化潛力計算方法與利用規劃評價[J].中國水土保持科學,2005，3(3):40- 44.

[4] 王 振,胡 瑜,郭 軍.雨水資源化利用技術及工程案例探討[J].綠色科技,2012(1):67-69.

[5] 劉俊良.城市節制用水規劃原理與技術[M].北京:北京化學工業出版社,2003.

[6] 蔣海濤,丁丹丹,韓潤平.城市初期雨水徑流治理現狀及對策[J].水資源保護,2009,25(3):33-36.

[7] 周 毅,陳永祥.城市雨水可持續管理技術在我國的應用障礙和對策[J].中國給水排水,2014,30(4):21-24.

Research progress of domestic urban storm water recycling

CHEN Jian-kang LIU Ya-lin

(Guizhou Traffic Planning Survey & Design Academy Co., Ltd, Guiyang 550081, China)

On the basis of analyzing primary rainwater features, the paper puts forward some primary rainwater treatment methods, summarizes storm water management and utilization research progress at home and abroad, and puts forward some suggestions by combining with domestic rainwater utilization problems.

rainwater, utilization, storm water management, recycling

1009-6825(2014)36-0136-02

2014-10-20

陳健康(1986- )，男，碩士，助理工程師

TU991.114

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