浅谈城市雨水收集与利用

摘要：本文论述了城市雨水收集与利用的必要性，分析了城市雨水收集利用的国内外现状，提出了城市雨水资源收集的方式有建造贮留设施、就地下渗、建立即时水库和绿地隐形蓄水系统四种，并指出其利用途径有作为生活杂用水、工业用水、绿地灌溉、补充河湖用水等，最后对未来城市雨水收集利用做了简单地分析。

关键词：水资源；城市雨水；收集利用；可持续发展

  近年来，随着我国工业化水平的不断提高，工业经济和生态环境之间的矛盾越来越复杂尖锐。其中在水资源利用方面，一方面，我国是一个缺水的国家，许多城市水资源短缺；另一方面，雨水作为一种潜在的水资源却没有引起足够的重视。我国是一个严重缺水的围家，人均水资源仅为世界平均水平的1/4，为世界上水资源占有量最少的国家之一。我国600多个城市中，有300多个出现了资源性或水质性缺水现象，100多个城市严重缺水。一般年份全国城市总的缺水超过60亿立方米。随着我国工业化水平的提高，大量水体受到严重污染，可使用的水资源在现有水平上将急剧减少。而雨水作为一种污染轻，水量口可观的水资源，往往只是简单的采取各种措施将它快速的排放了。城市雨水收集利用是一种新型的多目标综合性技术，可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态环境等功能，开发利用潜力巨大，充分利用城市雨水可缓解我国目前严峻的水资源形势。

 1. 城市雨水收集与利用的必要性

除自然蒸发和渗透外，城市雨水收集利用的潜力巨大。

 城市的浇灌绿化、冲洗马路等公益用水及洗车等新兴的用水行业进一步加重了自来水供应的负担。可是每年的暴雨季节，泛滥的雨水又给城市排水造成了极大的困难。而雨水的收集和利用正好解决了这一给城市建设带来的两大难题。雨水的收集和利用可以为我们带来许多的好处，我们可以把收集来的雨水用于日常生活，如洗衣洗车、冲洗厕所。当然浇灌绿化、冲洗马路、消防灭火等等更是雨水利用的大户。雨水的收集和利用还可以减少城市街道雨水径流量，减轻城市排水的压力，同时有效降低雨污合流，减轻污水处理的压力。由此可见，我们有必要把雨水收集起来并加以利用。

 2. 国内外城市雨水收集利用现状

 2.1 我国城市雨水利用情况

 我国雨水利用有悠久的历史，但是真正意义上的雨水资源利用研究大约从2o 世纪80年代才开始。城市雨水利用在我国刚刚起步，只有个别城市进入工程实施和推广阶段，主要是缺水地区的一些小型、局部的非标准性应用，比较典型的是山东长岛县、大连璋子岛和舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程。目前我国建筑小区雨水利用工程中采用最普遍的是雨水入渗和雨水收集回用，北京、上海、天津、深圳、大连、西安等许多城市正在结合自身的具体情况开展雨水收集利用项目研究，显示出良好的发展势头。由于缺水形势严峻，北京市开展的步伐较快。2004年8月，北京市第一个利用收集的雨水进行绿地灌溉的蓄水装置在朝阳区双井街道双花园社区投入使用；在2008奥林匹克场馆建设中也采纳了雨水利用技术。因此，北京市的城市雨水利用已进入示范与实践阶段[2]。通过一批示范工程，带动整个领域的发展，从而加快我国城市雨水利用的步伐，实现城市雨水利用的标准化和产业化。

 2.2 国外城市雨水利用现状

 从上世纪8o年代起，欧美及日本等发达国家开展了对雨水进行收集利用的研究。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。目前，德国的雨水利用技术已发展到第三代，其特征是设备的集成化，尤其对于屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用和控制，形成了系列化的定型产品和组装式的成套设备。在英国，泰晤士河水公司为了研究不同规模的水循环方案，设计了伦敦世纪圆顶雨水收集利用系统示范工程。丹麦在城市地区从屋顶收集雨水，收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备，进入贮水池进行储存。使用时利用水泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后，用于冲洗厕所和洗衣服。

 3. 雨水收集

 3.1 雨水就地下渗

 雨水就地下渗主要是通过透水地、渗透沟、渗透管、渗透槽、渗透池以及透水性铺装等多种渠道加大对雨水的就地下渗量。据国外资料介绍，渗透地面成本比传统不透水地面高出10%左右，但综合考虑因径流量减少、地面集流时间延长而导致雨水管道长度缩短及管径减小，雨水系统的总投资可减少12%-38%，而且还可产生较大的环境及社会效益。对必须改造和新建的下水道工程，一次性采用渗透设施，更能达到节省投资的目的。我国各大城市应该具有超前意识，加快城市雨水渗透技术的应用研究。

 3.2 建造城市雨水贮留设施

 雨水贮留设施可分为地面蓄水和地下蓄水两种。城市路面、屋面、庭院、停车场及大型建筑等使城市的非渗透水地面密集最高达90%，可将这些地方作为集水面，通过导流渠道将雨水收集输送到贮水设施。贮水设施可以是蓄水池、水库，也可以是塘坝。另一方面，充分利用城市已建雨水排水管网体系，结合城市地形走向，规划、建立综合性、系统化的蓄水工程设施，诸如在城区适宜地方营造大的管道、水池、水库、塘坝等工程设施收集和蓄存雨水。但当地面土地紧缺时，就得考虑利用地下蓄水池，地下蓄水池种类多样，形状各异，可以根据需要结合雨水下渗而设计。

 3.3 建立城市即时水库防洪体系

 即时水库指的是为了防御和减轻洪水灾害而修建的一种用于拦截和调蓄因大暴雨形成的地表径流或由地表径流形成的洪水水库。即时水库与传统水库的不同之处在于即时水库的主要功能是防御和减轻洪水灾害，通过拦截和调蓄洪水达到防灾减灾的目的。即时水库一般不要求具备长期蓄积雨水的功能，它可以是一片临时的湿地，允许渗漏，在大暴雨时发挥拦截和调蓄功能，暴雨过后又恢复到雨前状态。城市的即时水库有两类，一类是自然形成的及人工修建的河、湖、池等各种水体，这些水体有大有小，或深或浅，均能够蓄积一定量的雨水。水体周边尽可能不用硬质材料铺装，而是覆盖乡土地被植物固土，在土层较深之处栽植速生树种使之尽快形成森林环境。另一类则结合城市园林绿化，充分利用城市中的坡地，修建拦水坝，临时用于拦截地表径流形成的超额洪水，通过延缓洪水下泄的时间来调蓄洪水。

 3.4 城市绿地隐形蓄水系统

 城市绿地隐形蓄水系统是指在城市绿地范围内，为了增加土壤和地下水含量，结合微地形改造和园林给排水工程而修建的一个地下蓄水系统，它是利用硬质材料，如废砖、水泥块和砂卵石等砌筑或堆积于地下而建成的渗蓄坑和渗水盲沟，这些渗蓄坑和盲沟是相互连通的，共同构成一个完整的地下蓄水系统。这个系统不是孤立存在的，它与现有或新建的城市地下排水和地表蓄水系统相连，构成城市绿地的蓄排水系统，以达到最大限度蓄积城区范围内天然雨水的目的。城市绿地隐形蓄水系统由洼地纳水口、地下渗蓄坑、渗水盲沟、低处出水口和高地蓄水池五部分组成。其蓄水原理是利用水易于渗透、流动和被土壤吸收并保持的特性，设法使之进入能够渗透的地下管坑系统而蓄积于管坑和土壤之中，并逐渐向地下深层土壤渗透。城市绿地隐形蓄水系统的生态服务功能有: 抑制环境污染、利用和节约水资源、改善植物生长条件、促进生物多样性形成和保障城市水生态安全等。

 4. 城市雨水利用

 4.1 作为生活杂用水、工业用水

 由于雨水污染并不严重，将城市雨水集蓄后，经过简单处理，用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如冲厕、洗涤、冷却循环等中水系统，具有节约饮用水，减轻城市排水和处理系统的负荷，减少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。

 4.2 用于绿地灌溉

 城市绿地、园林、花坛和一些湿地、河道、湖泊都是现代化城市基础设施的重要组成部分，随着居民生活水平的提高和环保意识的加强，城市绿化建设不仅可为居民提供娱乐、休闲、游览和观光的场所，而且是改善和美化城市环境的重要措施。雨水用于城市园林绿地，既可收集起来之后集中灌溉，也可直接就地利用。

4.3 补充河湖用水

 如今，滨河、滨湖、滨海等滨水景观的开发建设愈来愈热，这其中水的利用不可或缺，雨水对河、湖的补充也是十分重要的一部分。因为降雨不仅在空间上分布是分散的，而且水质清洁，没有异味，弥补了再生水的不足。

 5. 结语

 城市雨水利用不仅具有巨大的生态效益和社会效益，而且还有可观的经济效益: 一是节省巨额市政投资。小区雨水利用工程可以降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷，减少市政收集污水管线和扩建排洪设施的资金。二是节省市政和居民用水开支。城市雨水利用，对解决水资源短缺、防治水环境污染和防洪减灾等方面，具有重大的社会效益和环境效益，是水资源可持续利用的有效途径。应大力实施城市雨水综合利用工程，对雨水资源进行合理的配置和科学管理， 增加水资源的有效供给，维系良好的水生态环境。造就一个公平稳定、经济繁荣、有利于城市可持续发展和人与自然和谐相处的文明城市。

  参考文献：

 [1] 吴普特, 土壤学, 黄占斌, 等. 人工汇集雨水利用技术研究[m]. 黄河水利出版社,2002.