城市雨水資源利用研究

1、城市雨水資源利用研究（渭南師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院 資源環(huán)境系 09級地理 ）摘 要：利用雨水資源是解決城市水資源短缺的有效方法之一。本文介紹了城市雨水資源的概念及其內(nèi)涵，雨水資源利用的意義，國內(nèi)外的研究進(jìn)展，提出了實(shí)現(xiàn)城市雨水資源化的基本途徑，以及雨水收集利用的模式。針對我國城市雨水資源利用過程中存在的問題，提出相應(yīng)的建議。關(guān)鍵詞：城市；雨水資源；利用1 引言隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市發(fā)展也越來越快，大量硬化路面及建筑物等不透水面的增加，使城市地區(qū)降水下滲量大大減少，雨季降水集中匯流時(shí)間變短，地表徑流系數(shù)加大，很容易在城區(qū)形成雨洪危害，同時(shí)水資源的缺乏給很多缺水型城市的發(fā)展造成巨大壓力。有

2、效利用降水，使之變成可利用的資源，可減少城市雨洪危害，也能使水資源短缺的現(xiàn)狀得到一定程度的緩解。若城市雨水順著排水管道流入河流湖泊將污染物帶入，則會加大污染擴(kuò)散，不但不能利用水資源反而加劇了水污染。降水是自然界水循環(huán)系統(tǒng)中的總要環(huán)節(jié)，對調(diào)節(jié)、補(bǔ)給區(qū)域水資源和改善生態(tài)環(huán)境起著極關(guān)鍵的作用，雨水也是一種最根本、最直接、最經(jīng)濟(jì)的非常規(guī)水資源1。因此，高效利用雨水資源對緩解水資源緊缺和城市發(fā)展有著重大意義。目前，國內(nèi)外都十分重視對雨水資源的利用研究。我國在長期探索中創(chuàng)造了水窖蓄水的方式利用雨水。國外的雨水利用技術(shù)也發(fā)展較快，其中德國技術(shù)最先進(jìn)，日本、美國、英國、丹麥以及非洲許多國家都在雨水資源收集利用

3、方面取得很多成就，對解決我國缺水問題有很多經(jīng)驗(yàn)和方法值得學(xué)習(xí)借鑒?？茖W(xué)、合理、高效利用雨水資源是解決水資源缺乏的重要課題，具有保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高社會經(jīng)濟(jì)效益等多方面意義。2 城市雨水資源利用的涵義地球表面的水資源是不斷循環(huán)更新的，江河湖海的水通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲和徑流等環(huán)節(jié)構(gòu)成水循環(huán)。凝結(jié)降水是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，降水是地表水資源的直接補(bǔ)給方式，降水降到地面會逐漸集蓄形成水流，從而匯入江河等低洼處。所有形式的水資源，從根本上來說都來自降水2。因此，如何使雨水資源直接被收集利用，以減少雨水天然匯集過程中的損耗，提高雨水資源利用效率，是雨水資源利用的關(guān)鍵問題。水資源是城市發(fā)展的戰(zhàn)略性

4、資源，城市雨水資源化利用是指通過規(guī)劃和設(shè)計(jì)，采取相應(yīng)的工程措施，從屋面或集流面上收集和處理天然降水并儲存利用，防止由于蒸發(fā)和工程滲漏引起的水資源損失，使雨水資源從源頭截留直接被人類生產(chǎn)生活利用的活動，也就是將雨水轉(zhuǎn)化為可利用的資源以減少浪費(fèi)的過程。城市雨水資源化以實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)開發(fā)利用和改善環(huán)境為目標(biāo)，在確保防汛安全的前提下，控制雨水徑流污染，采用一定的設(shè)施對雨水資源科學(xué)規(guī)劃合理開發(fā)利用的綜合水資源管理，它不僅與水環(huán)境保護(hù)、水資源開發(fā)相關(guān)，還涉及排水、防汛、排污、生態(tài)修復(fù)、城市可持續(xù)建設(shè)等許多方面，是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。雨水的資源化可以有效實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用、維護(hù)水資源健康循環(huán)，減輕城市排

5、水和處理系統(tǒng)的壓力、可緩解水資源短缺、補(bǔ)償水資源平衡、減少水體污染和改善城市生態(tài)環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益3。雨水資源的涵義有廣義和狹義之分。一些文獻(xiàn)資料中提到的對雨水轉(zhuǎn)化為徑流和轉(zhuǎn)化為地下水的直接利用，包括：解決人畜的飲水；集流補(bǔ)灌水源的農(nóng)業(yè)方面利用；用于消防和城市綠化灌溉用水的利用；回灌地下水補(bǔ)給利用4。這些直接利用可看作是狹義的雨水資源化利用。廣義的雨水資源包括所有形式的降水，即固態(tài)降水和液態(tài)降水，即降雨、降雪、冰雹等其他所有形式的水資源利用。廣義的雨水資源利用途徑有直接利用、間接利用和綜合利用1。城市雨水資源利用不僅以緩解泄洪壓力防洪減災(zāi)和緩解水資源短缺為目的標(biāo)，還要強(qiáng)調(diào)徑流

6、污染的治理、水資源涵養(yǎng)與保護(hù)、雨水收集利用，采取一定措施以實(shí)現(xiàn)雨水全面高效利用的科學(xué)管理方式。城市雨水資源利用有以下幾個(gè)特點(diǎn)：可有效減少城市排泄洪水的壓力，降低徑流系數(shù)，延緩匯流時(shí)間，減少防洪設(shè)施投資，有效防止城市出現(xiàn)內(nèi)澇。雨水水質(zhì)差異大有一定的污染，需要經(jīng)過一定處理即可滿足景觀用水、工業(yè)冷卻及補(bǔ)給地下水。運(yùn)行費(fèi)用低廉，經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益顯著5。技術(shù)要求高。雨水資源化利用是科技含量高的開發(fā)資源手段，需要很大的智力投資。充分全面提高雨水資源利用率，就要把有關(guān)城市水資源利用的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系，將與城市有關(guān)的自然降水水源關(guān)系的城市周圍地區(qū)都納入城市雨水資源化大范圍研究對象中。大范圍，就是指凡是城市用

7、水有聯(lián)系的自然降水降落的區(qū)域都納入雨水資源化利用范圍內(nèi)6。從圍繞城市水資源循環(huán)系統(tǒng)入手，對降落到地表的雨水資源進(jìn)行再次分配，對城區(qū)雨水資源按其下墊面特征進(jìn)行重新利用3。3 城市雨水資源利用的意義3.1高效利用雨水資源，可緩解城市缺水狀況我國淡水資源總量居世界第六位，人均占有量約為世界平均水平的1/4，全國60%的城市面臨缺水的威脅，近15%的城市嚴(yán)重缺水。特別是水資源區(qū)域分布不均使部分地區(qū)缺水形式更加嚴(yán)峻。合理開發(fā)雨水資源，高效利用，有效保護(hù)水源和綜合治理水污染，已經(jīng)成為水資源開發(fā)利用中的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。造成水資源不足的主要原因，一是我國人口眾多，人均資源量少；二是水污染嚴(yán)重，部分水源地水質(zhì)

8、惡化，已不能滿足水體正常循環(huán)使用的功能要求，大大削減了水資源的有效利用率5。從開源與節(jié)流上解決水資源缺乏的問題，就使的雨水資源化利用變得十分迫切。從源頭上收集降水，有效的利用雨水資源解決城市生產(chǎn)生活用水，可增加城市水資源供給途徑，減少居民用于買水的支出，減少對城市綠化用地的灌溉次數(shù)，節(jié)約灌溉用水量，將節(jié)余雨水用作其他用途，對緩解城市水資源緊缺的局面有著重要的意義。3.2提高水資源的利用效率，提高水質(zhì)，減少水處理成本降水是可更新水資源的源泉，我國年降水量6萬億m3，對于陸地來說，雨水是淡水資源的主要形式和來源。雨水資源利用，在年降水量大于100mm的地區(qū)度有開發(fā)利用的前景7。天然降到地表的雨水經(jīng)

9、過植被截留、地面下滲后匯集在低洼處形成江河湖海。一般的水資源利用是把地表匯集的大量水資源經(jīng)過一定的物理方法和化學(xué)方法進(jìn)行處理，去除其中的有害物質(zhì)，提高水的質(zhì)量以達(dá)到水資源利用的標(biāo)準(zhǔn)。在這一系列的處理過程中存在著一定的經(jīng)濟(jì)成本，雨水中攜帶的污染相對較少，利用雨水可減少水處理過程中的費(fèi)用。一般的水源地距城市較遠(yuǎn)，輸送水的管道建設(shè)成本較高，若利用城市地區(qū)降水就可就近取水，減少長距離調(diào)水、水廠處理等的水損耗和費(fèi)用。3.3防止城市內(nèi)澇，減輕城市排水設(shè)施壓力雨水利用是收集城市硬化表面的雨水加以利用，增加雨水作為綠化灌溉及維持城市水體景觀等的補(bǔ)充水源的比例，把雨水在綠地上降落的部分通過下滲等途徑回灌補(bǔ)充地下

10、水部分，減少硬化地面上水直接匯集進(jìn)入城市排水管網(wǎng)的雨洪量，從而防止城市積水，大大減輕了城市雨洪排水的壓力，利于提高城市排水管網(wǎng)的防汛能力。3.4補(bǔ)償城市地下水，防止地面沉降由于大量開采地下水，形成漏斗區(qū)，地面沉降范圍不斷擴(kuò)大，有的地方還出現(xiàn)地面沉降和斷裂帶，致使地面建筑物傾斜甚至倒塌，嚴(yán)重威脅地標(biāo)建筑物和城市安全。如果在城市地下水漏斗區(qū)建回灌井、滲井，把剩余的雨水回灌入地下水，就可以有效地補(bǔ)償?shù)叵滤?，抬高地下水位，控制地下水開采漏斗區(qū)的蔓延，緩解地下水位下降的趨勢，防治地質(zhì)環(huán)境的惡化，對維持城市地基穩(wěn)定有重要意義。3.5減少雨水徑流污染，節(jié)省治污費(fèi)用，提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量雨水資源化利用要求實(shí)現(xiàn)雨污

11、分離，把雨水收集和雨水排放管道與城市污水排放管道相分離。進(jìn)入污水管道的雨水減少，不僅可以防止城市內(nèi)澇，還可以有效降低雨污合流，減少污染物擴(kuò)散范圍，減少因雨污混合帶來的河流湖泊等水體環(huán)境污染，從而節(jié)省治污費(fèi)用提高環(huán)境質(zhì)量。3.6調(diào)節(jié)城市氣候利用城市洼地積蓄雨水，可增加城市河湖和各種人工水體、濕地面積，增加城市空氣濕度，凈化空氣，遏制熱島效應(yīng)，改善城市生態(tài)環(huán)境。4國內(nèi)外雨水資源化利用狀況4.1國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國雨水資源利用技術(shù)發(fā)展歷史悠久，作為一項(xiàng)古老又有巨大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，在新石器時(shí)期的仰韶文化時(shí)期，陜西西安半坡遺址的居住區(qū)周圍發(fā)現(xiàn)壕溝，在大雨過后是可以貯存雨水的8。由此可見，此時(shí)的人們已經(jīng)有把雨

12、水作為資源利用的思想，已經(jīng)重視到雨水是一種可利用的寶貴資源。雖然我國雨水資源利用歷史悠久，但是真正意義上的城市雨水資源化利用研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代后期，發(fā)展與90年代。當(dāng)時(shí)面臨緊張的城市供水狀況，國內(nèi)個(gè)別城市開始重視雨水資源的收集利用問題并著手研究雨水利用技術(shù)，嘗試在一些建筑物上安裝雨水收集系統(tǒng)，但是沒有配套的雨水處理和回收系統(tǒng)，以及技術(shù)和管理上的問題，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)不到理想的效果。典型的有山東長島縣、浙江舟山葫蘆島等雨水集流利用工程。北京、上海、大連、哈爾濱等多個(gè)城市相繼開展研究，特別是北京發(fā)展速度最快。20世紀(jì)90年代末北京的城市雨水資源利用工程已進(jìn)入實(shí)施推廣階段，一大批雨水資源利

13、用工程得以實(shí)施。為解決城市缺水問題，北京市政府不僅制定和頒布了一系列規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)來加強(qiáng)、推進(jìn)和落實(shí)雨水利用設(shè)施建設(shè)，在全國也是較早啟動城市雨洪控制與利用工程，先后出臺多項(xiàng)政策引導(dǎo)，推動雨水資源利用工作，如2001年的21世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃，2003年的關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定，2006年的北京市雨水利用技術(shù)規(guī)程和北京市雨洪利用技術(shù)導(dǎo)則等。到2010年底，北京市雨水利用總量達(dá)4000萬m3。僅2007年北京完成267項(xiàng)雨水利用工程修建封閉式蓄水池5.8萬m3，透水性路面89.4萬m2,下凹式綠地面積達(dá)136萬m2,每年綜合利用雨水量達(dá)604萬m31。2008年北京

14、奧運(yùn)會場館建設(shè)，2010年上海世博會場館建設(shè)中都采用了雨水利用技術(shù)，利用屋頂建大面積雨水收集系統(tǒng)，凈化處理后用于綠化澆灌和廁所沖洗等。我國還召開一系列與雨水資源收集利用有關(guān)的會議，如1998年9月在徐州召開的“國際雨水利用學(xué)術(shù)會議暨中國第二屆雨水大會”，這對我國雨水資源化利用工作起到很大推動作用，是雨水利用在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域進(jìn)入新的階段。與此同時(shí)，在理論研究上，趙慧芳等對水泥混凝土路面集雨產(chǎn)流特征的研究，宋進(jìn)喜等對區(qū)域性城市雨水資源化利用若干問題的探討，胥衛(wèi)平等對城市雨洪資源利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值評價(jià)研究，為雨水資源的進(jìn)一步利用做好了理論鋪墊，也為今后的研究指明了方向6。城市雨水資源化利用已成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)

15、域，推動著雨水利用事業(yè)的發(fā)展，但是與農(nóng)村雨水資源利用相比，普及程度仍較低。4.2國外發(fā)展?fàn)顩r雨水資源化利用研究在世界上許多國家和地區(qū)都有很悠久的歷史，特別是20世紀(jì)后半期以來發(fā)達(dá)國家的雨水利用技術(shù)發(fā)展較快，不同國家有各自的雨水利用之道。德國、日本、美國等一些國家雨水利用技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化階段，世界上最早的集雨農(nóng)業(yè)試驗(yàn)是由一名叫asknyon的澳大利亞工程師于1929年做的。結(jié)合當(dāng)?shù)貧v年降雨量研究表明，即使在降雨量最低的年份，該試驗(yàn)系統(tǒng)也能滿足6個(gè)人、10匹馬、2頭牛和150只羊的用水。但是此后爆發(fā)二戰(zhàn)，這項(xiàng)技術(shù)逐漸被忽略9。從20世紀(jì)50年代開始到80年代社會安定經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，集雨技術(shù)重新得

16、到重視和發(fā)展，1982年首屆國際雨水集流系統(tǒng)會議在夏威夷召開，1991年國際雨水集流系統(tǒng)協(xié)會（international rainwater catchment systems association,ircsa）在中國臺灣成立以來，不斷加強(qiáng)國際間交流與合作，兩年一度的交流大會使世界各國之間雨水利用技術(shù)和信息能很快的傳播9。目前德國雨水利用技術(shù)走在世界前列，日本主要研究利用雨水回灌地下水技術(shù)。4.2.1德國的城市雨水利用德國的雨水資源利用研究形成了一套完整實(shí)用的理論體系和技術(shù)體系。把雨水資源利用從技術(shù)理論研究發(fā)展到標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化階段，運(yùn)用雨水管收集雨水，采用簡單的處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)用于廁所

17、沖洗和庭院綠化植被澆灑用水，被污染的降水徑流必須經(jīng)過處理方可排放。1989年德國就出臺了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)（din1989），對住宅區(qū)，商業(yè)區(qū)和工業(yè)領(lǐng)域的雨水利用設(shè)施設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理，過濾處理、儲存，控制與檢測四方面制訂了標(biāo)準(zhǔn)，1992年出現(xiàn)了第二代雨水利用技術(shù)，德國現(xiàn)行的雨水管理?xiàng)l例、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)是第三代技術(shù)。第三代技術(shù)特征是設(shè)備的集成化，從屋面雨水收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升應(yīng)用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝成套的設(shè)備。2001年9月10日到14日，在德國曼海姆市召開的第十屆國際雨水收集大會期間，德國同時(shí)舉辦了城市雨水利用技術(shù)博覽會，數(shù)十家專業(yè)廠商和設(shè)計(jì)咨詢公司展出了各種各樣的雨水利

18、用設(shè)備裝置系統(tǒng)。德國的雨水利用有三種方式：一是屋面集蓄系統(tǒng)，收集下來的雨水主要用于家庭，公共場所和非飲用水；二是路面雨水截污與滲透系統(tǒng)，把雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透工程設(shè)施，下滲進(jìn)入地下補(bǔ)充地下水。德國的路面雨水管道口均設(shè)有攔截雨水徑流攜帶的污染物的截污掛籃。三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)，在小區(qū)排水道設(shè)有滲透溝，表面植有草皮供雨水徑流流過時(shí)下滲，超過滲透能力的雨水則進(jìn)入水池或人工濕地作為景觀用水或繼續(xù)下滲10。德國政府還制定了一系列的雨水利用法律法規(guī)，支持雨水資源利用的發(fā)展，目前德國在新建小區(qū)前，均要設(shè)計(jì)雨水利用設(shè)施，若無雨水利用措施，政府將要征收雨水排放設(shè)施費(fèi)和雨水排放費(fèi)。即出現(xiàn)

19、放跑雨水要收費(fèi)的政策，限制雨水的直接排放與流失11。4.2.2日本的城市雨水利用日本也十分重視雨水的收集和利用，1963年日本就開始興建滯洪和蓄集雨水的蓄水池，將蓄集的雨水用作噴灑路面、澆灌綠地、消防等城市雜用水。這些設(shè)施大多建于地下以充分利用地下空間，有些地上設(shè)施也可以實(shí)現(xiàn)多種用途，如調(diào)洪池內(nèi)建設(shè)運(yùn)動場，平時(shí)做運(yùn)動場，雨季可用來蓄集雨洪。還有城市在屋頂修建用雨水澆灌的空中花園，在減少城市地表徑流的同時(shí)，減少自來水消耗增加城市綠地面積，凈化城市空氣，綠地還可以吸收污染物，美化城市環(huán)境，在一定程度上還可以降低城市的熱島效應(yīng)。1988年成立的日本雨水貯留滲透技術(shù)協(xié)會利用公園綠地、庭院、停車場、運(yùn)動

20、場、道路以及建筑物等場所設(shè)置滲井、管、池和滲透性覆蓋等收集雨水的設(shè)施，將收集到的雨水用于消防、洗車、沖廁所、冷卻用水，也可經(jīng)過進(jìn)一步處理供居民飲用。到1990年止，日本約有150個(gè)相關(guān)設(shè)施，東京占60%，次之為福岡縣10%，到1994年，雨水占雜水利用的85%，其中東京占66%9。目前，由于日本地基沉降問題嚴(yán)重，日本在抑制城市雨水徑流量等新的雨水資源利用技術(shù)方面，正從雨水臨時(shí)儲存為中心向雨水滲透法為中心的研究方向轉(zhuǎn)移，對雨水利用以水生態(tài)系統(tǒng)的改善為目的。1992年日本發(fā)布的“第二代城市雨水總體規(guī)劃”大力提倡建設(shè)雨水滲溝及透水地面，要求新建設(shè)和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置雨水就地下滲設(shè)施。滲井、

21、滲溝、滲池，這些設(shè)施由于占地面積小，可在房前屋后樓宇周圍靈活的建設(shè)。4.2.3美國的城市雨水利用美國的雨水利用和日本相似，也是一提高天然入滲能力為目的。很多城市都建有屋頂蓄水和由入滲池、入滲井、草地等透水面組成的地表回灌系統(tǒng)。芝加哥市興建了地下隧道蓄水系統(tǒng)，以解決城市防洪和雨水利用的問題。美國不但重視工程措施還制定了雨水利用條例，條例規(guī)定新開發(fā)區(qū)的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發(fā)前的水平，所有開發(fā)區(qū)必須就地滯洪蓄水，以減少雨洪徑流量9。不但能防洪減災(zāi)保護(hù)城市安全，還能解決城市供水問題。加州富雷斯諾市的滲透去地下水回灌總量1.338億m3,其年回灌量占該市年用水量的20%。4.2.4世界其他國家的雨

22、水利用英國世紀(jì)園頂?shù)挠晁占孟到y(tǒng)每天回收500m3水用以沖洗該建筑內(nèi)的廁所，其中100m3來自屋頂收集的雨水9。這使其成為歐洲最大的建筑物內(nèi)的水循環(huán)設(shè)施，收集到的雨水通過水泵進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)集中處理回收利用。收集到的雨水依次通過三級濕地預(yù)處理系統(tǒng)，一級蘆葦床，瀉湖和三級蘆葦床，該系統(tǒng)利用自然的方式有效地預(yù)處理了雨水，然后依次通過膜深度處理系統(tǒng)（超濾膜和反滲膜）以去除水中的病原菌和細(xì)小顆粒并降低水的硬度，最后加氯消毒回用，水質(zhì)超過了英國現(xiàn)有的沖洗用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)9。丹麥城市供水過去98%以上依靠地下水，但開采利用率低，含水層已被過度開采，丹麥開始尋找可替代的水源以減少地下水的消耗。城市地區(qū)從屋頂

23、收集雨水經(jīng)過收集管底部預(yù)處理過濾設(shè)備，進(jìn)入貯水池儲存，使用時(shí)利用泵經(jīng)進(jìn)水口的浮筒式過濾器過濾后用于沖洗廁所和洗衣洗車等9。澳大利亞很多城市都設(shè)有兩套集水系統(tǒng)，一套是生活污水集水系統(tǒng)，另一套是雨水匯集系統(tǒng)。城市污水處理成本比雨水處理成本高，雨水匯集處理利用技術(shù)得到很好的發(fā)展，雨水利用普及程度較好。加拿大、瑞典、印度、巴西和墨西哥等國采取修建小型水池水窖等工程攔截雨水，經(jīng)處理后利用得到較好的效果。在非洲缺水國家很多家庭都有屋面雨水收集利用設(shè)施，雨水集流后直接利用，缺乏必要的處理，對雨水資源利用的水質(zhì)安全存在一定的隱患。在哈特港市雨水并不是主要水源，在某些地區(qū)，因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)對空氣造成嚴(yán)重污染，雨水中

24、的污染物含量較多，已不適宜作為供水水源。5雨水資源利用途徑對雨水資源的利用有多種方法，歸納來說有雨水蓄集利用和雨水滲透利用兩大類。5.1雨水蓄集利用5.1.1集雨面雨水利用系統(tǒng)主要包括集雨系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)和用水系統(tǒng)。雨水蓄集是在雨水自然徑流中進(jìn)行人工干預(yù)，改變原來徑流路徑，把降水從一定的集雨面上收集起來，通過導(dǎo)流管流入蓄水設(shè)施進(jìn)行處理后儲存，等到需水是再從蓄水設(shè)施中取水的過程2。主要用于家庭用水、公共設(shè)施用水工業(yè)用水等方面的非飲用水，如：澆灌、沖廁、洗衣洗車、冷卻循環(huán)等的用水系統(tǒng)，可產(chǎn)生多種效益。雨水蓄集利用是雨水由匯集區(qū)經(jīng)過截污裝置、輸入管道、儲存設(shè)施、凈化設(shè)施和

25、供水設(shè)施多個(gè)環(huán)節(jié)組成。凈化設(shè)備第一儲水池輸水管集雨面雨水第二儲水池篩網(wǎng)溢水管加壓供水圖1 雨水蓄集利用流程圖雨水蓄集利用流程如上圖所示，雨水從雨水收集的輸水管進(jìn)入第一個(gè)儲存池前設(shè)置篩網(wǎng)初步過濾雜質(zhì)等污染物，再進(jìn)入凈化處理設(shè)備進(jìn)行凈化，處理后的雨水進(jìn)入第二個(gè)儲存池用于對水質(zhì)要求高的用途。雨水利用系統(tǒng)是指對城區(qū)降水進(jìn)行收集、處理、存儲、利用的一套系統(tǒng)。主要包括集雨系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、利用系統(tǒng)。集雨系統(tǒng)主要是指收集雨水的集雨場地，輸水系統(tǒng)主要指雨水輸水管道，處理系統(tǒng)是由于雨水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而設(shè)置的處理裝置，存儲系統(tǒng)是儲存雨水的裝置，一般是建在地下的封閉式水窖，加壓系統(tǒng)是為了使高于水窖的用

26、水器有水可用運(yùn)用水泵給水加壓的設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)雨水的高效利用，用水器應(yīng)推廣采用節(jié)水器具。為提高雨水蓄集的水質(zhì)，必須實(shí)行雨污分流集中蓄水，目前一些城市將雨水排放到同一條水溝或排水道，這些溝渠得不到足夠的清水補(bǔ)充，使水質(zhì)較好的雨水流失。為更有效的利用雨水資源，應(yīng)采取措施使用雙層排水管，上層排泄雨水下層排污水，實(shí)現(xiàn)雨污分流。分流后的雨水經(jīng)過管道排出，可排入人工湖、蓄水池，用于維護(hù)和改善城市生態(tài)環(huán)境。5.1.2屋頂綠化雨水利用系統(tǒng)屋頂綠化是一種削減徑流量、減輕污染和美化城市環(huán)境的生態(tài)技術(shù)，可作為雨水蓄集利用和下滲利用的預(yù)處理措施。運(yùn)用屋頂綠化必須選對植物和土壤，做好防止水滲漏的安全措施。植物應(yīng)選時(shí)應(yīng)當(dāng)?shù)貧?/p>

27、候和自然條件的耐寒植物，上層土壤應(yīng)選擇耐沖刷、孔隙率高、密度小，且適宜植物生長的天然土或人工材料。屋面綠化系統(tǒng)可提高雨水水質(zhì)并有效減少雨水徑流量。屋面綠化雨水利用模式有3種，一般有以阻滯雨水為目的的屋面綠化、以過濾雨水為目的的屋面綠化和復(fù)合型屋面綠化12。還可以將屋面綠化面排下的雨水通過排水管道把剩余的雨水引到地面的綠地中被地面綠化帶吸收，再剩下的雨水可排入下滲設(shè)施下深入地下或流入集蓄水池作為城市清潔用水，也可流入城市人工水體作為景觀娛樂用水。5.2雨水滲透利用把雨水滲透進(jìn)入地下，回灌地下水補(bǔ)充涵養(yǎng)地下水源，也是一種雨水利用的途徑。還可以緩解地面沉降，減少城市內(nèi)澇的發(fā)生。主要分為集中型回灌技術(shù)

28、和分散型滲透技術(shù)兩大類。集中型回灌是指建造深井，直接向地下深層回灌雨水，回灌量大，但是對地下水水位、雨水水質(zhì)有更高的要求，尤其是對以地下水作為飲用水源的城市，回灌雨水必須保證水質(zhì)。分散型滲透回灌深度小，規(guī)模大小不定，根據(jù)城市用地規(guī)劃和綠化面積因地制宜，可應(yīng)用于小區(qū)、公園、道路和廠區(qū)等多種地區(qū)，建造設(shè)施簡單，減少對雨水收集、輸送、處理系統(tǒng)的壓力。表層植物和土壤有凈化功能，能減少徑流帶入水體的污染物。分散型滲透利用的設(shè)施為滲透地面、滲透管溝和滲透池，滲透速率較慢，在地下水位高土壤滲透力差或雨水水質(zhì)污染嚴(yán)重的條件下應(yīng)用需謹(jǐn)慎13。滲透面可分為天然滲透面和人工滲透面。天然滲透面以綠地為主，透水性好，節(jié)

29、約投資，可截留污染物凈化雨水，缺點(diǎn)是受土壤限制。人工滲透面是各種人工鋪設(shè)的透水性地面，對預(yù)處理要求低，技術(shù)簡單便于管理應(yīng)用面廣，停車場、步行街、廣場都可以利用，缺點(diǎn)是對雨水徑流量調(diào)蓄能力低，受土質(zhì)限制，需要的透水面積較大。滲透溝采用地面帶板或敞開式滲透暗渠，將雨水引流到渠內(nèi)下滲，適宜道路廣場、建筑物四周。滲透池最大的優(yōu)點(diǎn)是滲透面積大，能提供大量雨水下滲；管理方便，具有滲透調(diào)節(jié)、凈化、改善景觀等功能；凈化能力強(qiáng)，對水質(zhì)和預(yù)處理要求低。但是蒸發(fā)損耗大，占地面積大，池底易堵塞，適合在郊區(qū)新開發(fā)區(qū)和新建生態(tài)小區(qū)里應(yīng)用。各種方法的應(yīng)用要因地制宜，采用合適的設(shè)施發(fā)展雨水滲透利用。6發(fā)展雨水資源化利用中存在

30、的問題及建議6.1存在的問題6.1.1政策扶持力度還不夠，配套的法律法規(guī)和行政體系不完善，缺乏激勵(lì)機(jī)制。政府給予的財(cái)政資助有限，缺乏資金支持，給產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來困難，研究和推廣缺乏保障。6.1.2技術(shù)研究人員多，缺乏統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，且各地降水分布不均等因素，技術(shù)未必與各地具體實(shí)際相適用。我國的與水資源化技術(shù)研究起步晚，與國際先進(jìn)技術(shù)水平存在一定差距。6.1.3公眾認(rèn)知程度低，由于我國水價(jià)相對較低，人們節(jié)水意識淡薄，并缺乏宣傳力度，公眾對雨水資源利用的認(rèn)識不深且存在誤區(qū)，社會對城市雨水的認(rèn)識還僅僅停留在雨洪危害階段，只重視排洪，不重視開發(fā)利用。6.1.4缺乏配套技術(shù)與管理體系。我國目前的城鎮(zhèn)雨水

31、利用與雨水污染控制領(lǐng)域還沒有形成實(shí)用技術(shù)規(guī)范體系?，F(xiàn)在已有的雨水利用設(shè)施由于管理不當(dāng)，有些已不能正常使用或利用效率不高，不能真正起到利用雨水的作用，同時(shí)也缺乏配套的管理體系14。6.1.5環(huán)境污染嚴(yán)重，大氣污染越來越明顯，天然降水中存在的污染物含量增多，雨水受污染嚴(yán)重，直接利用雨水澆灌植物已存在隱患。6.1.6在城市建設(shè)規(guī)劃中，研究與規(guī)劃滯后。我國目前在城鎮(zhèn)規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中幾乎都沒有認(rèn)真考慮雨水資源的合理利用和雨水徑流污染的有效控制14。沒有把雨水利用系統(tǒng)納入城市統(tǒng)一規(guī)劃進(jìn)程中，限制了城市雨水資源化利用的進(jìn)程。6.2建議6.2.1制定和完善雨水資源利用條例和法規(guī)，鼓勵(lì)雨水利用，設(shè)置專項(xiàng)基金

32、，加大經(jīng)濟(jì)投入，為雨水資源利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供經(jīng)濟(jì)支持，提供制度和政策上的保障。6.2.2充分發(fā)揮雨水集流大會等組織的作用，加快科研技術(shù)發(fā)展，培養(yǎng)一批專業(yè)技術(shù)人員推廣雨水資源利用技術(shù)及設(shè)備。制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)全國各地的具體實(shí)際情況因地制宜研究適合本地的雨水資源利用方案。加強(qiáng)學(xué)習(xí)國際先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，積極組織專業(yè)人員參與國際交流與合作。6.2.3加大宣傳和提高公眾的認(rèn)識。改變過去單一排水的治水觀念，科學(xué)攔蓄雨水。6.2.4科學(xué)管理雨水利用設(shè)施，維護(hù)設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和利用，建立專用的雨水蓄排水系統(tǒng)。6.2.5加大環(huán)保投入，積極防治環(huán)境污染特別是大氣污染，以提高雨水質(zhì)量，對雨水處理后再利用。6.2

33、.6統(tǒng)一規(guī)劃城市的雨水利用系統(tǒng)，將雨水收集系統(tǒng)與處理回收系統(tǒng)一體化，提高水的利用率，把雨水利用技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)雨水利用產(chǎn)業(yè)的一體化。7結(jié)語雨水資源是一種可利用的水資源形式，在城市中合理有效利用城市與水資源能緩解缺水的狀況，有很多的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益、也是水資源長期可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。我國在城市雨水資源利用中應(yīng)多借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的城市雨水資源利用技術(shù)。還應(yīng)該加大宣傳提高認(rèn)識，加大經(jīng)濟(jì)投入，規(guī)范管理，加強(qiáng)合作交流，積極探索因地制宜地開發(fā)利用雨水資源，才能更有效的推廣城市雨水資源利用，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。（指導(dǎo)教師:楊秀英）參考文

34、獻(xiàn):1 宋進(jìn)喜,等. 區(qū)域性城市雨水資源化利用若干問題的探討j. 西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2009,39(6): 1056-1060.2 劉小勇,吳普特. 雨水資源蓄集利用研究綜述j.自然資源學(xué)報(bào), 2000,2(15): 45-48.3 王鈺. 城市雨水資源化及其策略探討以上海市為例j. 給水排水, 2010,7(36): 12-18.4 余良謀,朱鴻德,馬慧,任友昌. 城市雨水資源化技術(shù)研究進(jìn)展j. 昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào), 2010,26(1): 61-64.5 翟曉燕,葉琰. 城市雨水利用發(fā)展現(xiàn)狀與展望j. 水資源與水工程學(xué)報(bào), 2009,20(3): 160-163.6 鹿新高,龐清江,鄧愛麗,王偉鋒. 城市雨水資源化潛力及效益分析與利用模式探討j. 水利經(jīng)濟(jì), 2010,28(1): 1-4.7 劉俊良. 城市節(jié)制用水規(guī)劃原理與技術(shù)m. 北京:化學(xué)化工出版社, 2003