城市居民小區雨水回收與利用

陳剛　尹倫征

摘 要：隨著城市發展，城市居民小區的雨水回收、處理及重新利用是節能、環保一項重要舉措，又緩解水資源緊張，改善城市居民小區的生態環境。當前城市居民小區雨水收集及利用已經成為已成為我國各個城市關注熱點。本文主要分析雨水回收意義，研究雨水回收利用的方式，提出城市居民小區雨水收集、處理及利用系統的整體構建。

關鍵詞：城市小區；雨水回收

1 我國水資源現狀

我國具有豐富的雨水資源，年平均降水總量為 6.2×104億立方米，淡水資源總量占全球水資源的6%，居世界第4位。但分布不均勻，其特點是南多北少、東多西少，而且人均僅為世界平均水平的1/4，在世界上名列第121位。合國一項研究報告指出：全球現有12億人面臨中度到高度缺水的壓力，80個國家水源不足，20億人的飲水得不到保證。中國已被列入全世界人均水資源13個貧水國家之一。

2 城市雨水回用的必要性

隨著我國國民經濟的迅速發展城市化進程的飛速推進，當前和今后一段時間，干旱缺水、洪澇災害和水環境惡化三大問題，將越來越成為城市發展的重要制約因素。目前我國大多數城市一方面普遍面臨水資源短缺，另一方面，寶貴的雨水資源卻未能得到有效利用。小區雨水回收利用有利于減少暴雨徑流，降低徑流中攜帶的大量污染物排入水系統所造成的污染；可有效促進雨水向地下水供給 ，有利于解決部分區域地面沉降問題；可與生態小區內的景觀設計結合起來，提供設計所需消耗的水資源；還可以降低城市居民小區局部熱島效應，增強居民節水意識，有助于改善城市居民居住環境。因而充分利用雨水回收利用已經成為城市居民小區未來發展趨勢。

3 國外城市水資源利用的經驗

隨著全球水資源緊缺的加劇，近20年來有40多個國家和地區開展了城市雨水資源利用，例如：美國主要是通過修建由屋頂蓄水設施、入滲池、回灌井、透水路面組成的地下水回灌系統以提高雨水入滲能力，補充地下水，并通過相應的立法和經濟手段給予支持。日本則是充分利用地下空間興建蓄洪池，在建筑物附近修建雨水滲溝、滲池及透水地面。從而滿足城市生態環境用水、蓄洪和回灌地下水一舉三得的目的。并實施法律強制和補助金制度。澳大利亞，丹麥，英國，德國等國家的城市雨水利用也發展迅速，以此來減少暴雨徑流量，控制徑流污染效果甚好，眾多的經驗告訴我們城市雨水回收利用的可行性是毋庸置疑的。

4 城市雨水回收利用的具體方法

4.1 屋面雨水收集系統

設置屋頂花園是一種削減城市暴雨徑流量、 控制非點源污染和美化城市的重要途徑之一，但是屋頂滲漏，下水道堵塞和建筑荷載增大是此工藝的重點難點。

在種植區和水體中增加防水和排水設施也許是一種有效的解決方法。屋頂材料中，上層土壤應選擇空隙率高、密度小、耐沖刷、可供植物生長的潔凈天然或人工材料。

設置屋頂蓄水池。以瓦質屋面和水泥混凝土屋面為主，以金屬、粘土和混凝土材料為最佳屋頂材料，不允許采用含鉛材料，以保證水質。對面積較小的屋面采用重力流的雨水收集方式，經雨水斗 →雨落管 →雨水管，收集雨水對面積較大的屋面采用虹吸式雨水集方式，加設整流器，以減少雨水斗進水時的摻氣量。這種方式多用于小區居民自己收集自己利用，通過簡單處理以后，就可以用來沖廁所，洗拖布，澆花，洗車等。

4.2 地面雨水收集系統

相信大家對“海綿城市”這一觀點并不陌生，處理地面雨水應以增大地面滲水量為主，利于降低地面溫度，削弱熱島效應的影響。雨水就地收集利用意義是很大的，既節約了自來水又節省了管道，小區在規劃時其綠地覆蓋面積不應小于建設用地的30%，小區中的苗圃，草坪甚至濕地就是最好的入滲場地。路面多使用一些漏雨地面磚，小區道路做成中間高兩面有坡，停車場與廣場等場地盡量避免鋪硬化地面，要鋪設透氣透水的生態地面，增大地面透水性和透氣性，就能使雨水很好的回滲到地下。例如，德國城市弗萊堡采用透水地面收集雨水，使弗萊堡市地面透水的比例達到了80%。改造硬化地面的結果，使弗萊堡城市植被不用澆灌而郁郁蔥蔥。另外，我國已經制造出適合各種場所使用的雨水收集產品，有路緣石排水溝，縫隙式排水溝，一體式排水溝，V型排水溝，滲漏溢水口等，其范圍涵蓋了建筑排水和市政排水各種情況，為實際工程中的雨水利用打下了堅實的基礎。

4.3 雨水處理與利用

一般城市降雨的pH值偏弱酸性（大約5～ 6） ，水中含有大量懸浮物、污染物和泥沙，需要經過凈化處理達到水質要求才能回收利用，在經過處理后可作為洗衣、沖廁和消防等補充用水。而對于那些對用水水質要求不高的場所，如沖洗街道、停車場沖洗、洗車場洗車、建筑工地用水等，可通過設備將雨水收集后，直接將雨水應用到需水場所。

首先，屋頂水池以及綠地邊及樹林邊滲井、滲地面收集的雨水可直接用于灌溉。其他雨水如由落水管和地面收集來的雨水需先進行過濾，對匯集的雨水中的大的雜質和物體進行排除； 初步過濾后雨水排放進入貯水池，進行對收集到的雨水中的雜質進一步沉淀過濾； 雨水混凝過程是利用混凝劑對水中懸浮物質的聚合作用，將水中的污染物質聚集起來后形成較大直徑的絮狀物質，通過過濾裝置將其從水中分離出來。混凝劑常采用聚合氯化鋁（PAC），聚合效果較為明顯。最后通過壓力濾池，進行消毒加藥處理，對貯水池輸送過來的雨水進行消毒處理，也可以采用紫外線消毒，從70年代末期開始，紫外線消毒技術被廣泛的應用于飲用水和市政污水的消毒工藝。常規的化學消毒劑會在消毒的同時在一定程度上產生有害的消毒副產物，而成熟的紫外線消毒技術的特點在于可以有效的滅活水中的有害微生物和病毒，并且不伴生消毒副產物。達到凈化目的的雨水，可匯入小區中心人工湖調蓄回，在規劃的濕地沉降池內種植蘆葦、香蒲、風車草、香根草、美人蕉等兼具景觀和污染物去除功能的植物，使人工濕地既有蓄水功能又具有獨特的綠化環境功能。

5 城市雨水回收利用的效益

雨水收集利用，首先可以產生一定的經濟效益。隨著城市人口的增加和水資源的短缺，水價的上漲將成為一種常態。所以回用雨水，作為低質用水的來源替代自來水，在經濟上具有一定優勢。其次，城市雨水回用的生態效益更加不容忽視，尤其是采用生態工程的技術進行雨水的收集回用，對于緩解水資源危機、補償城市生態環境、解決城市快速發展帶來的排水設施的不足和投資加大等困難以及防洪減災等方面具有重大的社會效益和生態效益。最后，雨水收集利用更可以提升居住環境品質、為居民提供休閑空間，對于道路和大型公共場所，可以以公園綠地的形式，種植當地的野草和樹木，整體景觀自然生態充滿野趣。該區域無水時是休閑綠地，下暴雨時可以滯留雨水，從而起到滯洪作用，接合蓄水池的設計，還可以形成美麗的濕地湖景。

6 結論與展望

從我國的水資源現狀來說，城市雨水收集與利用進程迫在眉睫；從技術層面來說，城市雨水收集與利用有眾多的先例和經驗，可行性毋庸置疑；從經濟效益社會效益來說，城市雨水收集與利用十分可觀；從全國的總體情況看，城市雨水資源化利用的水平有待提高！

目前我國的城市雨水資源化水平與發達國家的差距還很大，突出表現在總體技術水平低、推廣應用面窄、標準化規范化不夠、相關的法律法規建設不足、產業化水平不高等方面。筆者上文中提到的屋面花園和水池導致的荷載增大，排水管堵塞以及屋面滲漏問題依然嚴峻；新建小區加大綠化面積以及原有小區統一整改的工作難以落實；小區廢水處理系統建設成本及運行費用高，居民節水意識普遍不高等問題都是實施城市小區雨水回收利用道路上的艱難險阻。但是，城市雨水資源化值得推廣，這還需要我們一代代華夏兒女的共同努力！

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作者簡介

陳剛（1994-）男，鄭州大學水利與環境學院2013級給排水科學與工程專業本科生，研究方向：給排水科學與工程。

尹倫征（1994-）男，鄭州大學土木工程學院2013級建筑環境與能源應用工程專業本科生，研究方向：建筑環境與能源應用工程。