天津市雨水資源化利用對策探討

張永昊，謝　坤，夏　珺，李保安

天津市雨水資源化利用對策探討

張永昊1，謝坤2，夏珺2，李保安3

（1.天津市節約用水事務管理中心，天津300074；2.天津江河弘元環境技術研究有限公司，天津300220；3.天津大學化工學院，天津300062）

摘 要：國家財政部、住建部、水利部于2014年聯合發文，提出2015—2017年實施海綿城市示范工程建設。雨水合理有效的利用是海綿城市建設的最重要的措施。簡要介紹了城市雨水利用的基本技術和模式，分析了天津城區雨水利用的成效。針對當前雨水利用存在的三大問題，提出了天津市雨水利用的五點建議。

關鍵詞：海綿城市；雨水利用；資源化；環境改善；天津

天津市地處華北平原最東部、海河流域最下游，是資源性嚴重缺水的城市。據資料記載，天津近30年多年平均年降水量為544 mm，人均水資源量只有160 m3，僅為全國人均占有量的7%，是全國人均水資源占有量最少的城市。從降雨特點看，天津降雨時空分布極不均勻，多集中在每年的6—9月，約占全年降雨量的80%左右，而且北部多于南部、山區多于平原。隨著天津經濟社會的快速發展，尤其濱海新區已成為國家經濟快速發展的新增長極，對水資源的需求將會不斷增長，水的供需矛盾越發突出。從水資源可持續利用的角度出發，實現多水源的優化配置及利用，將是解決天津水資源危機的唯一出路。

1　加強城市雨水利用已成為城市發展的重大課題

隨著城市經濟的快速發展對水資源的需求會大幅度增加，水資源危機已經成為天津經濟社會發展的最嚴重制約條件。從城市建設情況看，天津由于市政建設對雨水利用考慮不多，使得不透水面積不斷增加，雨水被白白排入雨水管網，造成可用水資源的浪費。有關資料顯示，按兩年一遇降雨量495 mm分析，天津目前中心城區面積281 km2（外環線改造后城區面積將會達到380 km2）每年雨水量接近2.0億m3，而這2.0億m3的雨水資源大部分從城市雨污水管網中白白流走，這不僅是水資源的巨大浪費，也必然會增加城市排水設施的負擔。因此，按照海綿城市建設要求，充分吸納、儲存、處理、利用雨水，不僅能增加寶貴的淡水資源、減少內澇、改善水循環系統和城市生態環境，還能提高城市防洪能力。

2　城市雨水利用技術已比較成熟

國內外雨水利用的各種技術已經相當成熟，關鍵是加大應用、推廣力度。從國內外雨水利用成功的經驗可以看出，今后城市雨水利用技術發展的一個突出特點就是把國內外成熟的技術整合與推廣。當前，要充分利用好國家提出的海綿城市示范工程建設所提供的資金、政策支持。

2.1城市雨水利用的基本技術

一般情況下，城市基本的下墊面組成大同小異，主要有各種建筑物屋頂、廣場庭院地面、裸地或綠地、城市各種道路等，以上下墊面加上河湖水系就是可以儲水的海綿體。因此，雨水利用要因地制宜，根據不同的海綿體類型選取不同的雨水控制與利用技術。

（1）屋頂雨水利用技術。根據屋頂降雨徑流的實際情況，將屋頂的降雨通過雨水管道收集，經過濾處理后流入景觀水面或蓄水池蓄存。有條件的可建造屋頂花園，直接收集利用雨水。

（2）鋪裝透水地面雨水利用技術。鋪裝透水地面包括區域內的廣場、庭院、停車場、人行道、自行車道等，均可采取透水（濾水）地面收集系統。對鋪裝地面采用透水材料鋪裝，包括透水性面層和透水性墊層。

（3）綠地雨水利用技術。根據土壤滲透性能，有條件的可采用下凹式綠地，可使硬化地面雨水自流入綠地。這樣一來，不僅綠地本身無徑流外排，還可消納相同面積不透水鋪裝地面的雨水徑流。

（4）市政交通道路雨水利用技術。將人行道鋪裝成可透水路面，并坡向兩側的下凹式綠地，機動車主干道可以采用環保型雨水口將初期水質較差的雨水和較大的污染物攔截處理。

（5）下凹式隔離帶雨水利用技術。下凹式隔離帶可以收集雙側各半幅路面雨水，不僅直接灌溉植物，還可入滲補充地下水，有條件的還可建造地下蓄水池。

（6）管道調蓄。在城市用地緊張、無法建造蓄水池及周邊無河道蓄納雨水的情況下，可在城區排水不暢的低洼地段通過建造大口徑的雨水管道，來增加暴雨時的調蓄能力。

（7）河湖水面調蓄。城區河湖水面在雨季通過科學調度可以起到調峰蓄水的作用，不僅可以減輕排澇壓力、增加水資源，還可改善水生態環境。

2.2城區雨水利用成效分析

從天津城市雨水利用情況看，雨水利用只是近幾年有了一些成功的示范工程，但規模都不大。這些比較成功的示范工程，還是有一定的推廣意義。雨水利用系統，如圖1所示。

圖1　雨水利用系統

（1）天津文化中心于2012年建成使用雨水利用系統，其中生態節能設計理念十分先進、實用。文化中心占地面積90萬m2，其中天然景觀湖水面面積10 萬m2，平均水深1.5 m，每年可蓄納、利用雨水10萬m3；屋頂、路面、地表、地下、景觀湖、生物過濾等雨水收集、處理系統立體交叉、功能完善，湖中心的彩色音樂噴泉既是景觀，又能曝氣增氧、凈化水質。所有這些使得文化中心水生態系統成為休閑娛樂、景觀游玩的場所，還是節能減排、綠色生態的示范工程。雨水收集蓄存后既滿足了景觀湖生態用水，還補充了文化中心30萬m2綠地的灌溉用水，不足部分由深度處理的再生水灌溉（綠化灌溉每年需水36萬m3）。雨水收集利用每年可以節約自來水費約80萬元，雨水利用系統建設雖然投入經費8 000萬元，但由此節約了雨水排放管網改造所需直接經費2億元。其生態環境效益、社會效益、經濟效益都十分顯著，目前文化中心已成為天津市對外宣傳的重要窗口。

（2）位于衛國道立交橋旁的橋園公園，用于雨洪調蓄、雨水收集利用，預計年雨水綜合利用量可達5.2 萬m3，既解決了下沉式立交橋降雨淹泡的威脅，又改善了周邊公園的生態環境，節約了大量的淡水資源。

（3）天津商業大學利用2個人工湖收集、儲存雨水，替代自來水用于綠化灌溉，年雨水綜合利用量可達35萬m3，而且徹底告別了由于地勢低洼飽受大雨淹泡之苦，年節約淡水資源費達280萬元。

（4）天津市政排水三所利用倉聯莊地道將收集的雨水儲存到蓄水池，經過濾、凈化后，用于樹木、綠地灌溉、路面噴灑、建筑施工、車輛沖洗等。雨季每日收水量達300m3，一年預計可收集利用雨水8萬m3。

（5）天津機車車輛廠雨水和地表水利用工程，將收集的雨水經過沉淀處理后過濾，輸送至水塔，代替自來水供給車間用于生產冷卻循環水、廠區綠化噴灌、廠區公廁沖洗和廠前水池的水源補給。每年可節省自來水7萬m3，節省水費40余萬元。

（6）梅江國際會展中心在屋面設置了虹吸雨水收集系統，利用輸水管將雨水匯集到會展中心旁的梅江湖。這些雨水經過處理用于會展中心生態景觀用水和灌溉綠地及樹木，每年收集雨水達3 000多m3，屋面雨水回收率達100%。

3　結論與展望

3.1存在問題

（1）缺乏政府層面的統一領導，雨水利用管理水平低。這不僅是天津城市雨水利用的最根本問題，也是國內各個城市共同的問題。過去，在雨水利用上，各行業、各系統、各部門都是單兵作戰，缺乏政府層面的統一領導、統一指揮。目前，國家已經提出“海綿城市建設”的具體要求，其中重要一條就是要成立政府層面的領導小組。因此，天津市應該乘勢而上，統一思想、統一規劃、統一行動、統一目標，使雨水利用做到務實、高效。

（2）雨水利用技術標準缺乏規范。隨著城市建設發展，地面不斷硬化，暴雨時常出現雨水淹泡城市或不經處理直接流入河道等情況。天津市大部分綠地（包括高速和快速路隔離帶、公路邊的花壇或綠化帶等）一般都高于路面。研究表明，隨著植物覆蓋面積的增加，不同時段的雨水累計入滲量呈指數增加，從而可知綠地有很好的入滲性。如果綠地高于地面，這種設計不僅不能接納路面雨水、減少了雨水入滲量，而且會使降落在綠地上的雨水外流。當遭遇干旱時，仍然需要消耗大量的自來水對綠地進行灌溉。這些都需要出臺相應的技術規程來指導綠地設計和施工。

（3）先進、實用的雨水利用技術缺乏研發、普及。目前實際應用的雨水利用技術系統僅有少部分科技人員掌握，需要相關部門組織整合雨水利用技術并歸納、總結，形成能夠指導規劃、設計、施工的技術指南和標準圖集；同時，應加大技術培訓力度，使更多的業務部門及科技人員了解、掌握雨水利用技術。

3.2主要建議

雨水資源化利用是海綿城市建設的重要內容和技術支撐，是利用水資源管理的新理念、新技術以解決水資源短缺問題的有效途徑之一。為此，提出以下建議:

（1）城市規劃中應注重雨水利用。海綿城市建設必須由規劃和城建部門牽頭、相關部門參加，制定雨水利用總體規劃，規劃應要求新、改、建項目都必須注重雨水利用。天津的降雨季節分布十分不均勻，在規劃中應考慮雨水與再生水互為補充，實現多水源優化配置。

（2）不斷完善雨水利用政策法規、技術規范。研究制定雨水利用政策和法規以及技術規范，是確保雨水利用良性循環的重要基礎。雨水利用既要有強制性，又要有自覺的積極性，這就需要出臺配套的激勵機制。同時，要研究將雨水利用納入城市建設項目立項審批、備案的前置必要條件，以此提高社會各行各業實施雨水利用的積極性。

（3）加大宣傳力度，營造全民參與氛圍。目前，天津的雨水利用剛剛起步，對雨水利用的宣傳、培育、推廣示范力度還不夠，許多部門對雨水資源化利用的重要意義缺乏足夠的認識。政府應加大宣傳力度，營造全民行動、全民參與的氛圍，促進雨水利用持續向前發展。

（4）利用新建項目，加大雨水利用示范效應。建議目前天津市正在建設的一批大中型建設項目有條件的都應考慮或補充、完善規劃設計，充分地把雨水利用方案增加進來。

（5）以規劃為先導，堅持系統建設、整體推進。此次國家對海綿城市建設提出的由規劃、水務、城建、市政、園林、交通、環保、財政等多部門共同參與、編制城市規劃，對構建科學的城市防洪排澇與雨水利用體系帶來了難得的機遇。規劃應統籌兼顧，突出系統性，以中心城市為重點，兼顧濱海新區和城鎮。要依據地質、土地利用、水文等條件因地制宜設計，并推薦適宜的雨水利用模式和技術。有了牽頭部門和協作機制，無論是海綿城市建設還是雨水利用，都將迎來一個非常有利的發展機遇，通過各部門的共同努力，一定會使雨水利用科學地融進水資源優化配置方案中。

中圖分類號：TV213.9

文獻標識碼：A

文章編號：1004-7328（2016）02-0017-03

DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.02.008

收稿日期：2015—12—06

作者簡介：張永昊（1982—），男，工程師，主要從事節約用水管理工作。