淺談城市雨水資源化利用

魏運鴻

(達州市建筑設計研究院，四川達州635000)

我國是個水資源十分短缺的國家，人均水資源量卻僅為世界平均水平的1/4，許多城市水資源嚴重不足。而另一方面，我國具有豐富的雨水資源，年平均降水總量達6.2×104億m3［1］，而大部分城市的大量雨水資源卻白白流失，雨水利用率不到1%［2］。隨著我國城市化進程的快速發(fā)展，農業(yè)用地向非生產性用地轉移的力度與規(guī)模逐年加大，大量的植被遭到破壞。城市道路建設的大規(guī)模實施，使得不透水面積迅速增加。市政基礎建設已不能維持城市與自然之間的平衡，水循環(huán)系統(tǒng)的平衡遭到破壞，“水浸街”現象屢見不鮮，使得城市水資源緊缺與污染以及城市洪澇旱災害問題加劇［3］。城市雨水的收集和利用是解決城市水資源短缺的重要途徑之一，對城市的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現實意義。

1 城市雨水資源化利用現狀

1.1 國外城市雨水利用現狀

國外早在20世紀中葉即開始了對城市雨水資源化利用的研究和應用。至今，國外發(fā)達國家的雨水收集和利用技術已經很成熟，建立了比較完整的雨水收集和處理系統(tǒng)，城市雨水已成為部分國家的城市用水系統(tǒng)的重要組成部分。

日本在1963年開始興建滯洪和儲蓄雨水的蓄洪池。蓄洪池的雨水用作噴灑路面、灌溉綠地、沖洗廁所等城市雜用水，也用于消防和發(fā)生災害時的應急用水［1］。日本在20世紀80年代提出“雨水抑制型下水道”并納入國家下水道推進計劃，于1992年，頒布了“第二代城市下水總體規(guī)劃”，正式將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分。例如日本福岡體育場和國技館，雨水收集面積為25900 m2，設計雨水蓄水池總容積2900 m3，通過雨水利用每年可節(jié)約12萬美元的費用［4］。

德國的雨水資源化利用相對最為先進，通過多年的應用研究，形成了一套完整的理論和技術體系。部分地區(qū)利用雨水可節(jié)約飲用水量的50%。德國制訂了完善的雨水資源化利用的法律法規(guī)，例如在小區(qū)新建之前，若無雨水利用措施，政府將征收雨水排放設施費和雨水排放費。此外，德國的雨水資源化利用在工業(yè)方面也有所應用，如法蘭克福Possmann蘋果榨汁廠將屋頂花園雨水作為冷卻循環(huán)水源，是工業(yè)項目雨水利用的成功范例［5］。

美國采用了雨水“就地滯洪蓄水”的措施，提高天然入滲能力，在很多城市，如芝加哥［6］，建立了屋頂蓄水和由屋頂蓄水和入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng)。

英國在雨水資源化利用上，最為典型的工程是由泰晤士河水公司設計的世紀穹頂［7］，所用的處理系統(tǒng)利用自然方式預處理雨水，并且很好地融入到周圍的自然景觀中，是歐洲最大的建筑物內水循環(huán)設施。

丹麥在城市地區(qū)通過屋頂收集雨水，經預過濾設備，進入貯水池進行儲存。每年能從居民屋頂收集的雨水，占居民沖洗廁所和洗衣服實際用水量的68%［8］。

1.2 國內城市雨水利用現狀

我國在雨水資源化利用方面起步較晚，前后經歷了大約30年的時間，大致可分為四個階段［9］:(1)20世紀80年代，試驗研究階段;(2)20世紀90年代，試點示范階段;(3)1997～1998年，推廣應用階段;(4)2000年至今，蓬勃發(fā)展階段。

我國有300多個城市供水不足。北京、上海、大連、西安等城市進行了雨水資源化利用研究，但大多數城市基本處于研究與示范階段［10］。目前我國的雨水資源化利用系統(tǒng)是利用預先埋設的管網，將屋頂、綠地、道路的雨水收集到地下儲水池，通過簡單的處理如過濾、沉淀等，用于景觀水體。近年來，我國的雨水資源化利用多應用于缺水地區(qū)的農村地區(qū)，如甘肅省實施的“121雨水集流工程”、內蒙古實施的“集雨水灌溉工程”、寧夏實施的“小水窯工程”、陜西實施的“甘露工程”等［8］。

從總體上看，我國對城市雨水的資源化尚停留在“控制”這一初級階段，即主要是通過城市的排水工程將雨水收集。我國雨水的資源化利用技術較為落后，缺乏系統(tǒng)性，在雨水利用規(guī)劃上還存在著諸多的問題。

2 我國城市雨水利用規(guī)劃存在的問題

2.1 雨水利用規(guī)劃意識淡薄

我國多數城市在規(guī)劃建設中，往往并沒有充分考慮到雨水合理規(guī)劃的問題。例如一些城市更傾向于投資建造景觀建筑以提高旅游帶來的收益。事實上，將部分投資用于城市雨水利用的規(guī)劃當中，能夠更好地防范暴雨給城市帶來的危害，保證城市水安全，同時，可以提高城市用水效率，節(jié)約用水資源。

2.2 不透水面積逐年增大

我國的城市化發(fā)展很快，部分城市大量地填湖建房修路，城市區(qū)內的水塘，小溪等傳統(tǒng)的雨水載體幾乎填埋殆盡，忽略了湖泊、濕地的蓄水以及河道的調蓄功能。由于地面越來越多地被建筑物、瀝青路面、混凝土路面覆蓋，因此城市的不透水地面面積逐漸增大，從而阻斷雨水向地下的滲入，導致雨水易形成徑流，雨水的徑流系數增大至0.8乃至0.9以上，使雨水快速匯集，斷了地下水的補充通道和水源，內澇也成了當前我國城市的一個通病且日趨嚴重，不僅如此，原有的整個水生態(tài)系統(tǒng)也被破壞。例如，今年5月份以來，江蘇、安徽、江西、浙江、湖南、湖北、廣西等多個省，都遭受了特大暴雨和洪災的侵襲。據民政部統(tǒng)計，今年至8月份，我國受暴雨洪澇災害影響的群眾達到2億人，1347.1×104hm2的農作物受災，直接經濟損失高達2751.6億元。

2.3 技術不成熟，功能分區(qū)不明，缺少系統(tǒng)管理

我國在城市雨水資源化利用上的技術研究和應用方面尚不成熟，而且缺乏充足的城市地質、水文、氣象等多方面的基礎信息。此外，我國一些城市的雨水利用規(guī)劃過于粗放，雨水利用技術的因地制宜尚顯不夠。這種規(guī)劃上的不合理或不規(guī)范，也會給城市水安全帶來隱患。多元結構的管理系統(tǒng)，無法真正對城市雨水進行全方位的系統(tǒng)規(guī)劃建設管理。

2.4 缺少城市雨水利用規(guī)劃的政策法規(guī)

目前，我國對于城市雨水利用規(guī)劃缺乏相應的政策法規(guī)，缺乏對雨水規(guī)劃的強制措施以及激勵機制，這也是我國雨水規(guī)劃意識淡薄和不規(guī)范的重要因素。

3 城市雨水資源化利用建議

3.1 制訂政策法規(guī)，加強監(jiān)管力度

首先，我國需要在城市雨水規(guī)劃方面制訂相應的政策法規(guī)。例如，在各項規(guī)劃中，要求增加雨水的收集利用規(guī)劃內容。規(guī)定在新建小區(qū)，包括工業(yè)、商業(yè)和居住小區(qū)的報建，必須要有設計雨水利用設施，否則不予審批同意或征收雨水徘放費。這樣可以提高城市對于雨水收集利用的意識。同時，還需要加強對雨水利用規(guī)劃的建設監(jiān)管力度，保正雨水規(guī)劃設計內容能夠實現，提高雨水收集利用的效率。

3.2 減少城市地表的不透水面積，修復雨水的生態(tài)功能

規(guī)劃部門需要在新建的城市地面采用透水性能良好的材料進行鋪裝，以增加雨水的滲透能力，減少局部大量的積水。維護好雨水的蒸發(fā)，徑流，入滲的正常生態(tài)比例。通過增加多種“蓄、滲、滯、留”雨水措施，如地下蓄水池、地表蓄水池、下凹式綠地、人工濕地等設施，補充現有排水系統(tǒng)能力的不足。例如，北京奧運公園內的草坪均采用下凹式綠地的方式建造，它可以直接收集雨水回滲地下。園內的道路和廣場均為透水地面。在園區(qū)中部的下沉花園下面，修建了一座7000 m3的雨洪調節(jié)池。經過滲、蓄、調、控的綜合作用，基本做到了20年一遇暴雨徑流的水量在園內全部消納。蓄存的雨水可以保證全園的生態(tài)環(huán)境和景觀用水，雨水綜合利用率達到80%。

3.3 明確城市功能分區(qū)，加強研究和應用

在城市雨水規(guī)劃過程中，需要明確城市功能分區(qū)，對于不同的區(qū)域選擇合理的排澇模式和雨水收集技術。如城市雨水利用規(guī)劃可分為住宅區(qū)、校區(qū)、場館、公園及河湖水系、經濟開發(fā)區(qū)及廠區(qū)、機關及事業(yè)單位、立交橋、高速公路及交通干道、雨水泵站等公共設施、城鄉(xiāng)結合部及城市新城等幾類功能區(qū)［11］。同時，我國需要在借鑒國外先進技術的基礎上，對符合我國國情的雨水利用技術進行深入和廣泛的研究，開展可操作性強，有示范效應的應用工程。

3.4 加強與其他系統(tǒng)和規(guī)劃的協調

城市雨水的資源化利用應當從整個城市總體上進行系統(tǒng)規(guī)劃，將其與其他城市功能系統(tǒng)，如建筑系統(tǒng)、園林系統(tǒng)、道路系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)以及污染控制系統(tǒng)等進行統(tǒng)一規(guī)劃。

4 結束語

雨水的資源化利用潛力巨大，對于我國緩解城市用水的壓力，避免城市內澇災害，促進城市的可持續(xù)發(fā)展，具有十分重要的意義。我國對于城市雨水的資源化利用尚不成熟，需要進一步進行研究和示范應用，尋求并實施城市雨水資源化的最佳的管理模式和技術措施，制訂符合我國國情的遠、近期規(guī)劃，使雨水利用能夠在大多數城市推廣。

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［8］杜有秀．城市雨水收集與截污技術研究［J］．安徽建筑，2008(4):167－168

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