城市雨水綜合利用簡析

高鵬飛　王文浩

[摘要]城市雨水綜合利用已成為現(xiàn)代城市建設(shè)的熱點。通過對雨水的綜合利用，達到節(jié)能低碳的目的。本文介紹了城市雨水利用的基本方法和現(xiàn)有發(fā)展現(xiàn)狀，通過案例分析，得出其以后會有很大的發(fā)展。

[關(guān)鍵字]雨水利用 城市 節(jié)能

一、發(fā)展意義和現(xiàn)狀

儲蓄、緩排、利用等已成為雨水廢水管理重點

傳統(tǒng)城市雨水收集式是在雨水落到地面上后，一部分通過地面下滲補充地下水，不能下滲或來不及下滲的雨水通過地面收集后匯流進入雨水口，再通過收集管道收集后，排入河道或通過泵提升進入河道，即傳統(tǒng)城市雨水管理以雨水盡快匯集至收集系統(tǒng)、經(jīng)收集輸送后快速排除為目標。隨著城市化程度的提高，高強度人類活動改變城市地表環(huán)境的結(jié)構(gòu)與功能，使得相當比例的軟性透水性下墊面變?yōu)椴煌杆砻妫访妗⑽菝?、地面）所覆蓋，改變地表生態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)和功能，影響雨水截留、下滲和蒸發(fā)等環(huán)節(jié)，導(dǎo)致水的自然循環(huán)規(guī)律變化，加劇了流域洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率和強度。因此，傳統(tǒng)的雨水管理模式表現(xiàn)出城市洪災(zāi)風(fēng)險加大、雨水徑流污染嚴重、雨水資源大量流失、生態(tài)環(huán)境破壞等主要問題。

國際上雨水資源處理、處置和管理的理念發(fā)生了顯著變化，雨水蓄滲、緩排、利用等已成為雨水管理的重要內(nèi)容。德國、美國和日本是雨水資源利用和管理開展較早的國家，從20世紀70年代至今經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了較為豐富的實踐經(jīng)驗，制定較為系統(tǒng)全面的法律法規(guī)，利用經(jīng)濟、技術(shù)和管理手段，開發(fā)了多種多樣的雨水利用技術(shù)措施，形成了較為完善的雨水資源利用管理框架和技術(shù)體系。

二、雨水廢水收集與凈化方式

（一）雨水收集方式

屋面雨水水質(zhì)情況隨城市化程度、屋面下墊面類型、交通量、人口密度、空氣污染程度、降雨量及降雨歷時等因素變化，一般來說，相對于其它道路等下墊面的雨水，屋面雨水水質(zhì)相對較好，有關(guān)試驗表明，雨水中的污染物大致可分為懸浮固體、好氧物質(zhì)、氮磷等富營養(yǎng)化物質(zhì)，降雨污染物集中在初期的幾毫米雨量中。

考慮到雨水降雨的不均勻性，需要設(shè)置雨水貯存池，雨水儲存調(diào)蓄池根據(jù)建造位置不同可分為地下封閉式、地上封閉式、地上敞開式等。儲存池的大小根據(jù)雨水降雨量特征、貯水池的形式及雨水回用的效益等綜合確定，一般而言，貯存池越大，可收集的雨水量較大，雨水的集蓄效率越高，但儲存池投資大；相反，貯存池小，降雨量超過設(shè)計調(diào)蓄容積多，儲存池投資小，但可收集的雨水量也小。根據(jù)城市的降雨特性曲線，采用采用混凝土地下式貯存池作為調(diào)蓄池時，計算表明，儲存池按降雨量10-20mm儲存，此時的集蓄效率約為45-60%，雨水回用工程可以實現(xiàn)效益大于費用，具有較好的經(jīng)濟性。

由于初期雨水污染程度高，在雨水利用時，對初期雨水的控制主要采用棄流處理和調(diào)蓄處理。將這部分雨水棄流，排入污水管網(wǎng)，大大減少雨降低后續(xù)雨水處理的難度，提高雨水回用水的水質(zhì)，可大大提高工程的技術(shù)經(jīng)濟可行性。

雨水回用用途主要用于構(gòu)造城市水景觀、人工水面、灌溉綠地、補給地下水、沖洗廁所、改善生態(tài)環(huán)境等。雨水處理程度與雨水的水質(zhì)、回用用途等密切相關(guān)，在建筑密度高、土地昂貴的城區(qū)，一般采用成套水處理裝置，通過沉淀、過濾、消毒等處理措施可達到雜用水水質(zhì)要求。

（二）雨水和廢水凈化

近幾十年來的研究表明，地表徑流污染的來源廣泛、復(fù)雜，但污染物的遷移和轉(zhuǎn)化的主要載體是雨水及其所形成的徑流，其水動力因素主要是降雨的沖刷作用和地表徑流的沖刷作用，雨水中的污染物主要有無機物質(zhì)和一些有機物質(zhì)（主要是揮發(fā)性化合物），同時還存在少量的重金屬（如銅、鉻、鉛、鋅等），如果將這些雨水直接排入河道，對環(huán)境造成一定的污染。因此，雨水中污染物的控制是控制面源污染一個最關(guān)鍵的問題。

促進雨水廢水凈化的技術(shù)措施很多，如增加綠地面積、采用透水性路面、下凹式綠地和增加水體面積等方法。其中，綠地作為一種天然的滲透設(shè)施，它具有透水性好、節(jié)約投資、便于雨水引入等優(yōu)點。

三、典例分析

上海世博對國際先進雨水資源管理理念的探索和實踐。

上海年均降雨量約1160mm，年均最大月降雨量為169.6mm。上海世博會召開期間，正是上海每年6月至9月的汛期，常年雨量達到580毫米以上，單場降水量超過50毫米的降雨可達4-8次以上。2010年上海世博會將創(chuàng)造一個生態(tài)和諧、尺度宜人、環(huán)境優(yōu)美的城市公共空間，結(jié)合世博園區(qū)建設(shè)，探索以國際先進雨水資源管理理念對城市雨水徑流資源進行管理和合理的利用，如對屋面雨水進行收集、經(jīng)過簡單處理后用于綠化澆灌和道路灑水以節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源。另外，通過屋頂綠化、低洼綠地、滲透性輔面等措施強化雨水的儲蓄和下滲以減少雨水涇流，通過景觀水體的調(diào)蓄削減外排雨水量，通過地下雨水調(diào)蓄池以減少雨水污染等措施。通過這些技術(shù)措施的實施，展現(xiàn)將雨水資源資源利用、預(yù)防洪澇、城市景觀、環(huán)境改善等功能融為一體的發(fā)展趨勢，符合“生態(tài)世博”的理念，也是環(huán)境保護與生態(tài)建設(shè)的實際需求。

結(jié)語

雨水收集利用可以極大減輕城市經(jīng)濟負擔，構(gòu)造城市水景觀、人工水面、灌溉綠地、補給地下水、沖洗廁所、改善生態(tài)環(huán)境等。通過對雨水的管理，可以構(gòu)筑現(xiàn)代城市水利用系統(tǒng)，達到低碳節(jié)能的目的，很多發(fā)達國家有很多研究，相信在城市迅速發(fā)展的中國，雨水綜合利用會有很好的前景。

[參考文獻]

[1]董蕾，車伍.我國部分城市的雨水利用規(guī)劃現(xiàn)狀及存在問題.中國給水排水.2007.11

[2]朱強，李元紅.論雨水集蓄利用的理論和實際意義 水利學(xué)報.2004.3

（作者單位：鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院）