城市非常規水資源利用研究

摘 要：在城市常規水資源供給不足或者短缺的情況下，有效地開發利用城市非常規水資源是很有必要的。文章主要分析研究城市的再生水和雨水兩種非常規水資源的利用。通過城市雨污水資源系統的科學規劃和合理建設，充分利用城市的非常規水資源，緩解城市水資源供需，促進城市可持續發展。

關鍵詞：非常規水資源；再生水；雨水資源化

1 再生水合理利用研究

1.1 再生水定義及用戶分類

再生水俗稱“中水”，指受到污染后的水體（如居民生活污水、工業生產廢水等）通過處理、凈化后達到一定的水質標準滿足某些使用要求，可以重新被利用的水。

國內外實踐經驗表明[1]，城市污水處理再利用能提高水資源利用率，也能減輕污水排放所造成的水體污染。再生水作為城市的一種非常規水資源，能促進水資源的循環利用，減少城市日常生活、生產對有限自然水的依賴。與海水淡化、雨水利用相比，污水處理再利用在技術方面具有顯著優勢，與跨流域調水相比更具有一定的經濟優勢。綜上，污水資源化不僅具有顯著的經濟效益，還具有巨大的社會和生態效益。

目前，我國城市污水回用按照用途不一樣其主要用戶為：工業用戶、市政用戶和生活雜用用戶、生態環境用水用戶、農業用水用戶等。

1.2 再生水的合理利用方式

城市污水經處理后回用主要分為直接回用和間接回用兩種。其中，直接回用是指污水處理廠將處理后的污水經輸水管道、輸水設施等直接運送到用戶進行利用；間接回用則是將處理后的中水排入水體，用戶再從水體中利用抽水、引水等措施進行使用。伴隨著生態城市的建設，目前的發展趨勢是由農田灌溉逐漸轉向城市環境用水（補充城市河流及湖泊）。

按照再生水利用工程規模的不同，還可以分為市政再生水利用和建筑再生水利用兩類。市政再生水利用一般是指按照一定的水質指標要求，經城市污水處理廠進行綜合處理后的中水，可以用于工業生產用水、城市生態用水、生活雜用誰用等用水環節；建筑再生水利用是指建筑物中的生產生活污水經處理后，再次利用到生產生活作用雜用水的一部分，如：回用于沖洗公廁、洗車、澆灑道路、綠化灌溉等。不管是市政再生水利用還是建筑再生水利用根據回用方式分類，都屬于直接回用。

2 城市雨水資源化

2.1 城市雨水資源化

降水是水文循環的一個重要環節，是陸地水資源主要補給來源，降水最主要的表現形式就是降雨。天然流域中，降雨一部分通過產匯流形成地表水，一部分下滲形成地下水，使水資源處于不斷的循環過程中。城市城區和天然流域不同，首先，城市的地表主要是水泥、瀝青馬路，降雨通過下滲補給地下水的水量減少；其次，城市當中土壤與植被對雨水的滯蓄作用不明顯，加大城市發生水害的危險率；最后，城市雨水攜帶著大量的污染物，不僅會污染城市河流，同時還大大增加城市污水處理量。

2.2 城市雨水資源化現狀

城市作為一個獨特的小流域，和天然流域有顯著的差異，城市中不透水面積占的比重很大，城市中流域的蓄滲作用不顯著，由此導致大量城市雨水流失，城市水循環系統平衡基本上遭到破壞，城市面臨著一系列的生態環境問題。當前城市雨水資源的利用面臨著諸多的問題。

（1）雨水資源利用率較低。國內眾多城市在城市化進程中都面臨著水資源供需不平衡的問題，然而大量的雨水資源流失，沒有被利用起來，目前國內雨水資源利用率不足10%。

（2）隨著人口的增長，城市化進程的加快，城市的不透水面積逐步增加，以前的天然地面由瀝青馬路、水泥地、屋頂、大型游樂場等不透水表面所覆蓋，這導致城市雨水蓄滲作用不明顯，洼地蓄水量減少，而雨水則直接進入城市下水系統流失。

（3）降雨徑流污染嚴重。瀝青混泥土路面磨損輪胎、生活垃圾、工業廢氣排放、建筑工地灰塵等都能致使地面形成的降雨徑流中含有大量的有機物、重金屬、油污等。

2.3 城市雨水資源化合理利用途徑

城市雨水利用的途徑包括：利用滲透設施集雨；對收集的雨水就近利用；對城市雨水和污水進行分流，建立單獨的城市雨水系統；將雨水轉化為城市生態環境用水。

2.4 城市雨水資源化潛力分析計算

雨水資源化潛力可分為3個層次：一是理論潛力，二是可實現潛力，三是現實潛力[2]。

2.4.1 理論潛力分析

一個流域或區域的雨水資源的理論潛力，可以簡單認為是該區域的降水總量，即：W=1000×P×A。式中，W為該區域雨水資源的理論潛力，m3；P為區域降水量，mm；A為該區域的總面積，km2。

2.4.2 可實現潛力

參考聯合國糧農組織（FAO）提出的有效降水概念，將雨水資源化可實現潛力定義為：在一定自然和技術經濟條件下，通過已有的方式和技術，雨水資源中可以開發利用的最大量[3]。其一般公式表達式為：Wa=1000×？姿w×P×A。式中，Wa為區域雨水資源可實現潛力，m3； ？姿w為降雨調控系數，與技術、經濟水平、工程措施等有關。

2.4.3 現實潛力分析

現實潛力是指當前的利用方式和技術水平已經實現的雨水資源利用量。現實潛力的表達公式為：Wr=1000×？姿r×P×A。式中，Wr為區域降雨水資源現實潛力，萬立方米；？姿r為當前區域降雨調控能力的現實水平。

根據雨水資源化潛力的概念和降雨徑流量的分析計算，對于一個城市而言，只要調蓄降雨徑流的蓄水池達到調蓄計算法設計的蓄水池有效容積，可以保證全部可集蓄的降雨徑流得以利用。

3 結束語

隨著國民經濟的日益發展，我國水資源短缺問題日益凸顯，政府對此高度重視，隨著城市化的發展，解決城市的常規水資源短缺問題是當務之急，而再生水和雨水作為非常規水源具有開發的潛力。文章旨在研究城市非常規水源，即再生水和雨水資源化。通過城市雨污水資源化系統的科學規劃和合理建設，充分利用城市中含有巨大節水潛力的非常規水資源，可以有效緩解城市水資源供需矛盾，促進城市可持續穩定發展。

參考文獻

[1]A.N.Angelakis，L.BonToux.Wastewater reclamation and reuse in Eureau countries. Water policy .3（2001）：47-59.

[2]趙然杭.城市水資源利用的關鍵問題研究[D].大連：大連理工大學，2008.

[3]王鵬飛.深圳經濟特區城市用水健康循環與污水資源化研究[D].北京：北京化工大學，2003.

作者簡介：馮建棟，男，漢，碩士，助教，主要從事水文教學工作。