城市雨水資源的利用

一、城市雨水利用技術的發展現狀

降雨是自然界水循環系統中的一個重要環節，對調節、補充地區水資源和改善及保護生態環境具有重要的作用，而傳統上雨水通常被當作廢水排掉，而不是一種資源加以利用。許多城市由於城市規模的擴大，人口高密度聚集，城市工業生產進程不斷加快，城市極度缺水；由於城市道路、建築群等不透水面積的擴大，雨水不能入滲地下補給地下水；汛期徑流迅速彙集造成地面積水和城市局部洪災，有時會嚴重影響城市居民的生產和生活，城市雨水資源利用既可以有效減小城市徑流量、削減洪峰量、延滯匯流時間，又可以利用雨水資源增加城市生態水源補給量，美化城市環境，改善城市小氣候，回補地下水，減緩地面沉降，是解決我國城市洪澇災害、乾旱缺水及城市水環境污染等問題的一個很好的途徑。

自20世紀70年代起，世界各國開始重視城市雨水利用技術的開發和應用，並建成了不同規模的示範工程。美國、加拿大、日本、德國等發達國家開展城市雨水利用較早，並取得了豐富的實踐經驗。美國的雨水利用以提高天然入滲能力為宗旨，推廣建立了大量的屋頂蓄水和入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統。德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一，已經進入雨水商品化、高科技開發利用的時代。德國的城市雨水利用方式有三種：建立屋面雨水集蓄系統、建立雨水及截污去污處理和公共滲透系統、建立生態小區雨水利用系統。日本從20世紀60年代就開始收集利用路面雨水，80年代提出「雨水抑制型下水道」並納入國家下水道推進計劃，90年代初頒布了「第二代城市用水總體規劃」正式將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規劃的組成部分，要求新建和改建的大型公共建築群必須設置雨水就地下滲設施和儲水池系統，同時對雨水進行深加工。

我國城市雨水資源利用研究起步較晚，技術也相對較落後。起初僅在一些缺水地區開展小型的、局部的雨水集蓄利用工程，如陝北、渭北乾旱地區,青海東部山區，甘肅省中東部地區等；隨著各城市水資源緊缺程度加劇、汛期洪澇越趨頻繁，雨水資源利用逐漸成為研究熱點，北京、上海、南京、深圳等城市相繼開展雨水資源利用的研究與實踐，但是雨水利用技術還處於探索階段，雨水利用規模還沒有形成，各地政府出台的雨水利用規劃零星、分散、簡單，沒有形成系統性的雨水利用模式。

二、城市雨水收集利用技術

1、雨水集蓄

由於雨水在時空分佈上具有很大的不均勻性，大量的雨水往往集中在為期較短的雨季，應採取措施將收集的雨水進行合理貯存。雨水集蓄利用湖泊、水庫水域蓄流、道路雨水集蓄利用系統、園區雨水集蓄利用系統等，雨水收集后通過水窯、集水池等設施儲存，可用於家庭、公共和工業等方面的非飲用水，如澆灌、沖廁、冷卻循環等環節。

路面雨水的收集可以利用下凹式綠地進行處理。下凹式綠地通過合理調整常規路面高程、綠地高程、雨水口坎高程的關係，使路面高程高於綠地高程，雨水口設在綠地內，雨水口坎高程高於綠地高程且低於路面高程。降雨後的路面雨水徑流流入下凹式綠地，經綠地蓄滲截流后將多餘的雨水再通過上凸式雨水篦後由雨水管集中收集。

屋面雨水的收集主要採用綠色屋面進行分散處理與雨水蓄積。綠色屋面是指在屋頂鋪設一定厚度的土壤層及輸水骨架層並進行樹木花卉的種植。綠色屋面主要是利用土壤及植物根系的吸附和過濾作用，有效降低屋面徑流係數從而削減雨水流失量；還可以有效的減輕大氣污染以及削減雨水污染負荷；改善建築屋頂的性能及溫度。降雨後的初期雨水被綠色屋面截流蓄積，後續水質較好的雨水再經過土壤和植物的截流過濾后水質大為改善，可直接收集，再經過集中處理后利用。

2、雨水滲透

雨水滲透技術是一種投資少、見效快、能發揮綜合效益的節水型排水設施。除了綠化面積外，雨水滲透設施包括滲水管溝、滲水地面、滲水窪塘和滲水淺井等。

（1）滲水溝是採用多孔材料製作或是自然的帶植物淺溝，底部鋪設透水性好的碎石層。滲透管溝佔地較少。便於在城區及生活小區設置，它可以與雨水管系、滲透池、滲透井等綜合使用，也可以單獨使用。

（2）滲水管一般採用穿孔PVC管，或用透水材料制的多孔管材，雨水通過埋設於地下的滲水管進入四周的碎石層，再進一步向四周土壤滲透，碎石層具有一定的貯水、調節作用，其主要優點是佔地面積少，管材四周填充粒徑20～ 30 mm的碎石或其他多孔材料，有較好的調蓄能力。缺點是發生堵塞或滲透能力下降時，很難清洗恢復。

（3）滲水地面分為天然滲水地面和人工滲水地面。前者以綠地為主，其透水性好，能美化環境並對雨水中的污染物有較強的截留和凈化作用，但其滲透流量受土壤性質的限制。人工透水地面是人工鋪設的透水性地面如多孔瀝青地面、碎石地面和草坪磚地面等，多鋪設在道路兩側的透水人行道、停車場等，使雨水快速滲入地下，在不影響其使用的情況下最大限度的減少地表徑流，加大雨水在地表土壤中的儲存量，通過蒸騰作用改善城市硬質鋪裝面積擴大對生態環境的影響。

（4）草皮磚是帶有各種形狀空隙的混凝土塊，開孔率可達20%-30%，因在空隙中可種植草類而得名。最早於1961年用於德國，至今在國內外均已被廣泛使用。特別多用於城區各類停車場、生活小區及道路邊。它除了滲透雨水的作用，還有美化環境的效果，國內建材市場上有成品出售，便於採用及推廣。草皮磚地面因有草類植物生長，與多孔瀝青及混凝土地面相比，能更有效地凈化雨水徑流及調節大氣溫度和濕度。它對於重金屬如鉛、鋅、鉻等也有一定去除效果。

三、總結

城市雨水利用是一種新型的多目標綜合性技術，可實現目標節水、水資源涵養與保護、控制城市水土流失和水澇、減少水污染和改善城市生態環境等，是適應現代化城市對水資源保護與可持續利用的要求和城市水生態環境保護及可持續發展的重要措施。還可以從宏觀上改善區域環境，部分解決我國城市建設發展過程中的水資源短缺問題，推動我國經濟的可持續發展。