城市雨水收集模式與處理技術研究

劉平

摘 要：隨著城市建設的不斷發展，城區不透水面積逐年增加，雨水徑流量增大，流出時間縮短。這不僅造成水資源的巨大浪費，加大了城市排水系統的負擔，還對城市的生產、生活造成極大的影響，并帶來巨大的經濟損失。因此，相關部門應該本著建設環保型、節約型社會的原則，提高處理城市雨水的技術水平。

關鍵詞：雨水；城市；收集模式；處理技術

1 城市雨水的收集處理現狀

1.1 城市雨水的特點

城市雨水的處理涉及到很多相關因素的影響，因為城市擁有密集的建筑群、復雜的道路網，在對雨水進行收集和處理的時候不得不考慮到這些外部條件的制約和影響，才能夠根據具體的實際情況選擇最合適的收集模式和處理技術，從而達到提高水資源利用水平的效果。對于城市的雨水利用，目前應用較多的是新建建筑區的雨水收集利用。因為建筑區對水資源的需求量比較大，對小區雨水資源實行回收利用，可以實現雨水的就地利用，有效緩解城市管網的供水壓力。而目前所講的建筑區雨水收集，主要是對建筑屋面雨水的收集，因為屋面相較于路面來說回收雨水的成本更低、效率更高。因此，建筑區內建筑屋面的雨水利用一直以來都是城市雨水利用的關注重點。

1.2 城市雨水回用存在的問題

第一，由于我國城市系統的發展和建設起步較晚，在規劃設計的合理性方面還有待提高。其中一個具體的體現就是，城市雨水資源的利用尚缺乏一個完整的理論體系和管理框架進行指導。盡管近年來我國一些大型城市已經開始對城市雨水進行科學的收集和處理，但由于缺乏有效的管理體系而收效甚微。還有很大一部分城市的雨水利用僅處在剛剛起步階段甚至是空白階段。而國外很多城市在城市雨水資源的利用方面已經取得了不錯的研究成績和豐富的實戰經驗。我國的城市雨水利用想要朝著國際化的水平靠攏，徹底實現產業化和規范化仍然有很長的路要走。第二，對城市雨水相關技術的資金投入不夠。各個城市對雨水再回收利用的重視程度不同，就會導致進行不一樣的資金投入。但是總體來說，我國在城市集雨系統上的資金投入遠遠達不到國際標準，實際的收集處理技術很難得到實質性的提高，直接影響了城市雨水收集工作的成效。

2 城市雨水收集模式和處理技術的研究

2.1 城市雨水收集模式分析

在選取不同城市的雨水收集模式的時候，必須充分考慮到相關的制約因素。其中，最為重要的一個因素就是回用雨水的雨量。如果一個地區在先進設備的幫助下，采集到的有效雨水量仍然達不到一定的標準，那么雨水收集處理運行系統就很可能會出現較大的虧損，造成資源的浪費，也就不必要對該地區的城市雨水進行回收利用了。而在有效集水量能達到一定標準的地區，則應該積極制定該地區的城市雨水回收計劃。但對于一些已經建成的小區或建筑物，如果施工成本過高或可收集規模過小，則相對來說不具有經濟適用性。而對于一些新建的建筑區，則應該加強雨水采集設施的建設，從設計的合理性上提高雨水的回收利用效率，以同時實現雨水回收系統的經濟效益和社會效益。回用雨水的雨量很大程度上取決于自然條件，降雨的分布情況和數量多少都會對回用雨水的雨量產生直接的影響。但城市降雨量的多少是一個不可預測的數據，且很難對其進行控制。而城市中適合進行雨水收集的面積大小以及收集系統的有效性，也是影響回用雨量的關鍵因素。因此，如何加強雨水收集系統的設計科學性也就成為了至關重要的問題。一般情況下，良好的建筑屋頂集水系數，在扣除雨水滲漏、蒸發等損失的情況下，還應該達到0.8左右才是合理的。

在雨水的收集方面，城市雨水可采用雨水入滲、收集回用或兩者相結合的方式。具體選用哪一種方式應根據當地缺水情況、降雨量季節變化情況、室外土壤的入滲能力以及經濟合理性等因素綜合確定。對于年降雨量小于400mm的城市，雨水利用宜采用雨水入滲系統。而對于年降雨量大于400mm的地區，雨水利用宜采用收集回用系統。因屋面雨水的污染程度較小，所以是雨水收集回用系統優先考慮的水源。回用雨水宜設棄流設施，以便將污染嚴重的初期徑流雨水及時排除，以有效減輕后續水質凈化處理設施的負荷。就雨水回用設施的規模來說，回用管網的最高日用水量，不宜小于集水面重現期1～2年的日雨水設計總量的40%，這相當于平均日耗水量不小于日雨水設計總量的30%。雨水回用系統應設置雨水儲存設施，其有效容積不宜小于1～2年的日雨水設計總量（雨水總量應扣除設計初期雨水棄流量），這是確保日雨水設計總量無流失的最小容積。

2.2 城市雨水處理技術的探討

常規的雨水處理是將雨水收集到蓄水池后集中進行物理、化學處理，以去除雨水中的污染物。在工藝流程的選擇中，需充分考慮降雨的隨機性、雨水水源的不穩定性以及雨水儲存設施的閑置等因素。

微生態濾床技術是上世紀70年代發展起來的一種新型處理技術。和常規的生化處理比較，微生態濾床具有可生化性強，氮、磷去除能力高，投資及日常運行費用低等特點。微生態濾床由水生景觀植物和生態基質層兩大系統組成，利用兩大系統共同營造的生態凈化空間，綜合物理、化學、生物等處理因素并放大功效，使水凈化工藝達到最大化。該技術運作的核心是對有氧區域的尺寸和數量的管理。通過選擇不同的基質和根系，處理過程中的有氧或無氧反應會得到合理利用，提高處理效率。

微生態濾床技術相對常規生化處理，具有如下優勢：（1）蓄水池與清水池合建。避免了常規工藝中，蓄水池和清水池分隔，在貯水時間超過4天后，水池內產生藻類等水體變質的情況。（2）不投加任何化工藥劑也不投加微生物，營造一個天然的生態系統，沒有二次污染。（3）不需要更換填料，機電設備只有一臺水泵，沒有曝氣等其他設備。（4）自動化控制，無需專人值守，日常維護成本低。（5）使用壽命高達30年以上。（6）整個微生態濾床系統不含泥土，而且表面干燥可行走，與周邊景觀融合度高，更加契合雨水回收綠色環保的主題。

3 結束語

隨著城市雨水利用技術的不斷推廣，越來越多的人開始重視城市雨水收集利用技術。在城市初期雨水收集利用系統的建設過程中，應該根據工程項目環境，對系統方案進行合理選擇，保證系統功能的有效發揮。

參考文獻

[1]袁璐.城市綠地雨水收集利用的植物景觀設計探析[D].中南林業科技大學，2014.

[2]周江.城市雨水資源的收集與利用研究[D].湖南農業大學，2008.