城市居民小區(qū)雨水回收與利用

陳剛　尹倫征

摘 要：隨著城市發(fā)展，城市居民小區(qū)的雨水回收、處理及重新利用是節(jié)能、環(huán)保一項重要舉措，又緩解水資源緊張，改善城市居民小區(qū)的生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前城市居民小區(qū)雨水收集及利用已經(jīng)成為已成為我國各個城市關(guān)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(qū)雨水收集、處理及利用系統(tǒng)的整體構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：城市小區(qū)；雨水回收

1 我國水資源現(xiàn)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(xiàn)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(jīng)濟的迅速發(fā)展城市化進程的飛速推進，當(dāng)前和今后一段時間，干旱缺水、洪澇災(zāi)害和水環(huán)境惡化三大問題，將越來越成為城市發(fā)展的重要制約因素。目前我國大多數(shù)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(qū)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(tǒng)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(qū)域地面沉降問題；可與生態(tài)小區(qū)內(nèi)的景觀設(shè)計結(jié)合起來，提供設(shè)計所需消耗的水資源；還可以降低城市居民小區(qū)局部熱島效應(yīng)，增強居民節(jié)水意識，有助于改善城市居民居住環(huán)境。因而充分利用雨水回收利用已經(jīng)成為城市居民小區(qū)未來發(fā)展趨勢。

3 國外城市水資源利用的經(jīng)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(qū)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(shè)施、入滲池、回灌井、透水路面組成的地下水回灌系統(tǒng)以提高雨水入滲能力，補充地下水，并通過相應(yīng)的立法和經(jīng)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(tài)環(huán)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(fā)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(jīng)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(tǒng)

設(shè)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(qū)和水體中增加防水和排水設(shè)施也許是一種有效的解決方法。屋頂材料中，上層土壤應(yīng)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(shè)置屋頂蓄水池。以瓦質(zhì)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(zhì)。對面積較小的屋面采用重力流的雨水收集方式，經(jīng)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(shè)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(qū)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(tǒng)

相信大家對“海綿城市”這一觀點并不陌生，處理地面雨水應(yīng)以增大地面滲水量為主，利于降低地面溫度，削弱熱島效應(yīng)的影響。雨水就地收集利用意義是很大的，既節(jié)約了自來水又節(jié)省了管道，小區(qū)在規(guī)劃時其綠地覆蓋面積不應(yīng)小于建設(shè)用地的30%，小區(qū)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(qū)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(shè)透氣透水的生態(tài)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(jié)果，使弗萊堡城市植被不用澆灌而郁郁蔥蔥。另外，我國已經(jīng)制造出適合各種場所使用的雨水收集產(chǎn)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(chǔ)。

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(jīng)過凈化處理達到水質(zhì)要求才能回收利用，在經(jīng)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(zhì)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(shè)備將雨水收集后，直接將雨水應(yīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)的聚合作用，將水中的污染物質(zhì)聚集起來后形成較大直徑的絮狀物質(zhì)，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(shù)被廣泛的應(yīng)用于飲用水和市政污水的消毒工藝。常規(guī)的化學(xué)消毒劑會在消毒的同時在一定程度上產(chǎn)生有害的消毒副產(chǎn)物，而成熟的紫外線消毒技術(shù)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(chǎn)物。達到凈化目的的雨水，可匯入小區(qū)中心人工湖調(diào)蓄回，在規(guī)劃的濕地沉降池內(nèi)種植蘆葦、香蒲、風(fēng)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(huán)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(chǎn)生一定的經(jīng)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(tài)。所以回用雨水，作為低質(zhì)用水的來源替代自來水，在經(jīng)濟上具有一定優(yōu)勢。其次，城市雨水回用的生態(tài)效益更加不容忽視，尤其是采用生態(tài)工程的技術(shù)進行雨水的收集回用，對于緩解水資源危機、補償城市生態(tài)環(huán)境、解決城市快速發(fā)展帶來的排水設(shè)施的不足和投資加大等困難以及防洪減災(zāi)等方面具有重大的社會效益和生態(tài)效益。最后，雨水收集利用更可以提升居住環(huán)境品質(zhì)、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(dāng)?shù)氐囊安莺蜆淠荆w景觀自然生態(tài)充滿野趣。該區(qū)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(shè)計，還可以形成美麗的濕地湖景。

6 結(jié)論與展望

從我國的水資源現(xiàn)狀來說，城市雨水收集與利用進程迫在眉睫；從技術(shù)層面來說，城市雨水收集與利用有眾多的先例和經(jīng)驗，可行性毋庸置疑；從經(jīng)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(fā)達國家的差距還很大，突出表現(xiàn)在總體技術(shù)水平低、推廣應(yīng)用面窄、標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化不夠、相關(guān)的法律法規(guī)建設(shè)不足、產(chǎn)業(yè)化水平不高等方面。筆者上文中提到的屋面花園和水池導(dǎo)致的荷載增大，排水管堵塞以及屋面滲漏問題依然嚴(yán)峻；新建小區(qū)加大綠化面積以及原有小區(qū)統(tǒng)一整改的工作難以落實；小區(qū)廢水處理系統(tǒng)建設(shè)成本及運行費用高，居民節(jié)水意識普遍不高等問題都是實施城市小區(qū)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(xué)水利與環(huán)境學(xué)院2013級給排水科學(xué)與工程專業(yè)本科生，研究方向：給排水科學(xué)與工程。

尹倫征（1994-）男，鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院2013級建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)本科生，研究方向：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程。