雨水資源的收集利用

［印度］ S.艾哈邁德 等

地球表面能被利用的水資源有限，因為只有不到1%的水資源是以河流、水庫和湖泊形式存在。印度每年大約有4萬億m3的降水(包括降雪和雨水)，但只有1.87萬億m3是可利用的，而印度只利用了其中的1/3。在其總降水量中，產生的徑流占比為85%，滲透為7%，蒸散發(fā)占5%，有效利用占3%。大約1.18萬億m3的水流進了海洋。近幾十年來，城市化進程與人口的迅速增長導致水體污染，影響了水的有效利用。印度作為發(fā)展中國家之一，對水的需求日益增長。從降水情況來看，大部分都集中在1 a中的幾個月，絕大部分水量為過境流;時間分布上也極不均勻，進而導致局部地下水補給情況較差，在水資源利用與水需求上存在明顯的空間不均衡性。如今，盡管修建了大量的水利工程，但水資源匱乏仍不可避免地加劇著部分地區(qū)的饑荒、疾病和貧困。而雨水收集不失為一種良好的自給自足方式，不僅經濟可行，而且還節(jié)約了水資源。

1 雨水收集的必要性及目的

(1)收集雨水的必要性。①地表水難以滿足對水的需求;②快速的城市化、工業(yè)化、人口增長，衛(wèi)生狀況與生活水平的改善;③補給地下水并恢復地下水位;④改善灌溉與生活用水水質;⑤雨水中幾乎不含溶解性礦物質、鹽、砷和其他重金屬;⑥收集雨水資源為需水季節(jié)作儲備。

(2)目的。①作為一種備用方案或緊急供水，滿足不斷增長的人口用水需求;②補充地下水位;③最大限度地避免低洼區(qū)域和道路上發(fā)生淹水;④可作灌溉用水，有效改善雨水灌溉系統(tǒng)的功能，解決土壤沖刷之類的環(huán)境問題;⑤實現(xiàn)河流、雨水和廢水的聯(lián)合利用;⑥防止地下水含水層的過度開發(fā);⑦通過流域和行政區(qū)的協(xié)調管理，保障用水的有效性、經濟性和公平性。

收集到的雨水可儲存或直接使用?？梢詮奈蓓?見表1)和地表徑流中收集。

2 從屋頂收集雨水

假設某建筑物平臺面積為125 m2，該地區(qū)年均降水是1000 mm，不考慮平臺表面的降水損失，那么1 a降落在平臺表面的雨水深應為1000 mm。雨水深1000 mm，則雨水總量為125000 L。假定只有80%的收集率，則可收集到100000 L雨水。如果一個4口之家每年需用約87600 L水(按每人約需60 L/d計)，則已足夠。

表1 屋頂可收集的雨水總量

3 補給地下水含水層

工業(yè)用水需要保證水體不含化學廢物、燃油、潤滑油等雜質。水體中的物理和生物雜質可以通過沉淀和過濾方法較易去除，但化學雜質卻比較難。

雨水可通過洪水、盆地或滲透箱、河流匯入、溝渠系統(tǒng)等直接補給地表水;也可通過下述方式直接補給淺表層:各類井、補給坑或井、滲透坑(浸泡)、補給渠、改良的注水井、含水層儲量與恢復。

此外，還有其他一些間接補給方式。當然，也存在著多種影響雨水收集能力的因素，包括:區(qū)域地理與局部地形結構、氣候和生態(tài)條件、局部可降水量、降水形式、當?shù)亓饔蝾愋秃蛷搅飨禂?shù)。

在雨水收集系統(tǒng)的普及方面也可能會受到多種因素的影響:

(1)經濟和技術。為提高雨水收集系統(tǒng)經濟性而進行的研究與設計，如:系統(tǒng)規(guī)模的經濟優(yōu)化;盡量減少儲存某一水量所需的材料量及降低材質的要求;尋求新型水箱、排水溝和集水池的設計;開發(fā)有助于雨水收集系統(tǒng)管理的測量儀器;消除抽取遠距離水源作為生活用水的狀況，提高環(huán)境與經濟效益。

(2)水質和健康。雨水水質與人類健康有著密切的聯(lián)系，如果雨水水質較差，應找出可能的原因(物理、化學和生物方面的)，并評估對健康的影響。應考慮實際雨水水質與用水習慣、系統(tǒng)設計和環(huán)境條件等相關因素，構思減少水的濁度和病原體的新途徑，提高飲用水水質;了解雨水收集系統(tǒng)與疾病流行之間的聯(lián)系，尋求高效益、可持續(xù)控制疾病的措施。

(3)相關政策及法規(guī)。從更廣的視角看，影響雨水收集實施的因素還包括與關鍵利益有關的策略、優(yōu)惠措施、規(guī)章及關注點，以及雨水收集系統(tǒng)的普及與傳播技術

4 結語

正確保護、維持和精心利用水資源，同時也開發(fā)更多的可用水源，就可以大幅減少發(fā)生水荒的可能。應強制推行雨水收集技術，盡可能早作規(guī)劃，有序利用(廢水重新利用、恢復以及循環(huán))，從而減輕對淡水的需求負荷。