淺析雨洪利用

摘 要：由于全球范圍水資源緊缺和暴雨洪水災害頻繁，近二十年來，許多發達國家開展了雨水利用的研究和實踐。我國對此的研究比較滯后，同時又是非常需要此方面技術的國家。一方面，我國的水資源總數雖然大，但人均占有少，城市缺水問題十分嚴重；另一方面，我國降水的時間和空間分布不均，且近年來暴雨強度增大、頻率增加，雨洪資源在缺水城市沒有得到合理的滯留和利用，反而形成城市內澇危害發展。由此，雨洪利用已經成為我國發展循環經濟的重要內容之一。文章結合國內外發展情況，對雨洪利用做了部分分析。

關鍵詞：水資源緊缺；城市內澇；雨洪利用；循環經濟

中國雨水資源的總量相對豐富，全年的降雨量大約有6萬億m3。其中有3.2萬億m3 滲透到土壤里，大部分被植物吸收后蒸發掉，小部分補充到地下水；而另外的2.8萬億m3的雨水形成地面徑流中，有2.7萬億m3匯集成河流、湖泊等地表水，還有少量雨水成為地下水。目前，我國主要開展農村雨水利用的研究應用較多，對城市雨洪利用的研究相對較少。雨水回收途徑包括路面徑流、屋面徑流。

1 路面雨水控制

隨著城市人口的增長，城市現代化建設加快，大量建筑物拔地而起，道路建設需求越多，由此城市不透水面積也逐年速增。自然水文循環中，降到地面的水，一部分被植物截留，一部分蒸發到大氣，其余水，一部分滲入地下，一部分沿地面流動形成地面徑流進入江河湖泊等。而現在的城市降雨量90%形成了徑流，地下滲透水量下降導致地下水位下降，而地面雨水匯集、排出時間縮短，高峰流量增大，隨之而來的是洪水風險增加。開發種植植物對雨水進行控制是必要的，但是在處于發展中的中國，大批植樹造林仍不現實。我們從道路本身出發，既然不得不修路，那么我們將道路設計研究創新，爭取最大限度使雨水能夠下滲。

1.1 國外技術發展

國外多用設集水溝和管渠的透水基層排水系統，這種系統在道路兩側連續鋪設多孔排，收集下滲的雨水，構造如下圖所示。排水管與集水管連接，集水管的兩端再與滲透管溝、滲透池（塘）等連接，將收集的雨水送去處理進行二次利用，或者回填地下水。

圖1 透水性道路排水結構示意圖

德國是世界上雨水收集利用技術最先進的國家之一，德國漢諾威康斯柏格城區的雨洪利用與生態設計是歐洲的典范。該系統結合地形與土壤條件設計，盡可能地將雨水就地滯留并下滲，最大限度地減少地表徑流。系統由雨水滲濾溝、坡地雨水綠道、雨水滯留區、蓄水湖和輸水溝五個部分構成。在此系統中，地面徑流進入路邊設置的“雨水滲濾溝”中，水慢慢下滲，當水位上升到特定高度時，溢出的雨水進入坡地雨水綠道和場地邊緣最低洼處的雨水滯留區中，更多的水流順應地勢流入蓄水湖中，如此便有跟廣區域讓雨水下滲或者蒸發。

1.2 雨洪水質管理

在減少地表徑流的同時，還要對路面與水水質進行控制。我國路面徑流水質復雜，收集回用效率不高。徑流雨水水質與城市地理位置、下墊面性質材料、下墊面管理水平、降雨強度、氣溫、日照等諸多因素有關，水質波動性較大。除了需要控制現今城市常出現的“熱島效應”、改善環境問題以外，改善路面污染狀況也是控制路面雨水污染源的最有效方法之一。可在輸水管線途中或者末端設置雨水滯留工藝，入穩定塘和人工濕地等。還可以設置路面雨水截污裝置，防止樹葉、垃圾等污染物混入雨水回收系統。除此之外政府還應當頒布政策實施，如禁止將雨水口當做垃圾筒，加強環境監督管理，加強城市內澇災害原因及減災方法宣傳，增強群眾防災減災意識。也可以學習發達國家，制定一系列有關雨水利用的法律法規。如美國制定了《雨水利用條例》，該條例規定了新開發區的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發前的水平，所有新開發區必須實行強制的“就地滯洪蓄水”。1996年德國聯邦水法新增條款中補充了關于“避免雨水徑流量增加”和“水的可持續利用”的規定：除特定情況外，降水不能排放到公共管網中，新建項目的開發商必須對場地雨水進行有效滯留和利用。這樣在暴雨時期就減輕了市政雨水管道的負擔，從而更有效排出洪水避免內澇。

2 屋面集水系統

當前屋面雨水收集利用在美、歐、日等發達國家已是非常重視的產業，已經形成了完善的體系。這些國家制定了一系列有關雨水利用的法律法規，建立了完善的屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統。收集的雨水主要用于洗車、澆庭院、洗衣服、沖廁和回灌地下水。

屋面雨水收集系統流程：屋面雨水經雨落管流入過濾器，過濾后的水流入滲透式儲水池。儲水池上方接納土壤滲透下的水，下方將水慢慢滲透到更深含水層。當水位超過一定位置，水溢流出去進入雨水收集管渠。很顯然，屋面集水系統更適用于矮層樓房。由于中國人口多，特別是大城市人口密度大，建筑密集，樓層高，若采用屋面集水系統，首先成本高，管理困難；其次未必能達到西方國家處理的效果。因此這種方式適合在我國農村普及。在農村進行雨洪利用，能創建自身優美環境，向新型農村模式跨進；同時也能緩解周圍城市水資源緊缺困難，成為服務都市型農村。

3 雨洪利用

根據城市雨水利用的途徑不同，雨水利用可以分為雨水直接利用、雨水間接利用。

3.1 雨水直接利用

降雨前期20min內的雨水水質較差，可通過修建截流井將初期雨水截流，后期雨進行回收利用。雨水徑流收集利用技術是將來自屋頂、道路等的降水收集，稍加處理或不經處理直接用于從洗廁所、澆灑綠地等。城市雨水利用目前成熟的技術有兩種：屋頂集流和馬路分流。屋頂集流，就是利用建筑物屋頂攔蓄雨水，然后在地下存儲，過濾和反滲透過濾，再用水管輸送供用戶使用。馬路分流，即分設城市排污管道和雨水集流管道。雨水集流管道分散設置，雨天集存，晴天利用，無需處理。關于這方面，日本已有成熟經驗，我國可以借鑒。在城市規劃過程中，不妨根據城市生態特點設計河湖相通的生態水網，把城區雨洪資源通過雨水管網匯集排入河流，經閘門、攔河壩調蓄后補給湖泊及城區內公園景觀。

3.2 雨水間接利用

城市雨水間接利用是采用各種措施將雨水就地滲入，如利用坑塘、洼地、舊河道、砂石坑、溝渠及井等將地下水直接引入地下含水層。這種做法能減小管道負擔，同時補充地下水、涵養地下水。同時有利于增加淺層土壤含水量、遏制城市熱島效應、改善生態環境。另一方面，土壤滲透有一定凈化功能，從經濟效益上來講對城市面源污染的控制有重要意義。

4 結束語

對于我國，進行可持續的雨洪利用和生態設計尤為重要，它對于補償城市生態環境、緩解水資源危機和解決城市快速發展帶來的排水設施的不足以及防洪減災等方面具有重大的環境效益、社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1]郭溪，曹倍.淺析城市雨洪的防治與利用[J].企業技術開發，2011，4.

作者簡介：段丹丹（1992-），女，漢族，四川德陽人，西華大學2011級給水排水工程專業本科在讀，研究方向：市政管網設計。