我國(guó)城市雨水資源化的研究進(jìn)展

陳健康 劉亞琳

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

我國(guó)城市雨水資源化的研究進(jìn)展

陳健康 劉亞琳

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

在分析初期雨水特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了初期雨水處理的一些方法，總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外雨洪管理和利用的研究進(jìn)展，并結(jié)合國(guó)內(nèi)雨水利用過(guò)程中的一些問(wèn)題，提出了雨水資源化的一些建議。

雨水，利用，雨洪管理，資源化

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化的快速發(fā)展，城市水環(huán)境問(wèn)題日益突出，一方面是水資源短缺與雨季大量的雨水資源無(wú)處可去引發(fā)大量的城市雨洪災(zāi)害的問(wèn)題，另一方面初期雨水帶來(lái)的城市面源污染問(wèn)題。雨水作為一種寶貴的資源，在區(qū)域自然水文循環(huán)與城市人工水循環(huán)系統(tǒng)中起著重要的作用，為此許多國(guó)家都在開(kāi)展雨水資源化的研究，至今全球已經(jīng)有至少40個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了雨洪管理與利用的研究和實(shí)踐。

1 我國(guó)城市雨水資源化的重要性

城市的大規(guī)模建設(shè)和快速發(fā)展，給我國(guó)帶來(lái)了一系列水環(huán)境問(wèn)題。一方面，我國(guó)人均水資源短缺，人均水資源擁有量低于國(guó)際公認(rèn)的1 750 m3用水緊張線，全國(guó)600多個(gè)城市中，有400多個(gè)城市出現(xiàn)供水不足的狀況，這些城市缺水嚴(yán)重的有110多個(gè)[1]，一些北方城市超采地下水，造成了嚴(yán)重的地下漏斗現(xiàn)象；另一方面，城市的大規(guī)模建設(shè)顯著改變了原有的下墊面，大量蓄水場(chǎng)地被占，不透水面積大幅度增加，城市雨水的徑流量和流速明顯增大，短時(shí)間內(nèi)大流量徑流得以發(fā)生，引發(fā)洪峰流量；與此同時(shí)近年來(lái)全球氣候變化引發(fā)的城市熱島效應(yīng)也使得短歷時(shí)降雨的次數(shù)越來(lái)越多，使得城市暴雨引發(fā)的洪澇災(zāi)害頻發(fā)。依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對(duì)我國(guó)351個(gè)城市進(jìn)行的專項(xiàng)調(diào)研結(jié)果，僅2008年～2010年間，就有62%的城市發(fā)生過(guò)不同程度的內(nèi)澇，其中包括北京、武漢、杭州、深圳等地，帶來(lái)了巨大的人身和財(cái)產(chǎn)損害，造成了巨大的損失[2]。鑒于雨水在區(qū)域自然水文循環(huán)與城市人工水循環(huán)系統(tǒng)中所起的重要作用，因此合理利用雨水資源，有助于解決我國(guó)城市化進(jìn)程中出現(xiàn)的缺水、洪災(zāi)與生態(tài)環(huán)境的問(wèn)題。

2 我國(guó)雨水資源化的研究現(xiàn)狀

2.1 城市初期雨水的特點(diǎn)

城市雨水水質(zhì)隨著降雨過(guò)程而變化，降雨初期,雨滴經(jīng)過(guò)淋洗大氣,沖刷城市路面、建筑物、廢棄物等之后,攜帶氮氧化物、重金屬、有機(jī)物以及病原體等污染物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，降雨量小于10 min時(shí)屋面徑流污染物總量的70%包含在初期2 min降雨所形成的徑流中；當(dāng)降雨量大于15 min時(shí)，污染物總量的30%～40%包含在初期2 min降雨所形成的徑流中。

許多研究資料表明，初期雨水的水質(zhì)受所在區(qū)域及下墊面類型的影響很大，由表1可以看出滇池流域初期雨水的COD由城市到農(nóng)村呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì)，但TN,TP呈現(xiàn)出升高的趨勢(shì)，這主要是農(nóng)村區(qū)域的農(nóng)業(yè)面積較大，農(nóng)業(yè)面源污染的緣故，與此同時(shí)還可以看出北京城區(qū)瀝青油氈屋面和道路初期雨水的水質(zhì)污染嚴(yán)重，不能達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)，而且城區(qū)道路初期雨水的污染較瀝青油氈屋面要嚴(yán)重得多，這與汽車尾氣的排放及輪胎與道路之間的磨損是分不開(kāi)的。

表1 我國(guó)部分地區(qū)初期雨水水質(zhì)狀況

2.2 城市初期雨水處理的研究現(xiàn)狀

攜帶污染物質(zhì)的城市初期雨水直接進(jìn)入地表水和地下水,會(huì)加重城市水源的污染,影響水資源的可持續(xù)利用，與此同時(shí)若將初期雨水與后期雨水一起收集處理后利用會(huì)增大雨水資源化的成本，也不利于雨水資源化的推廣和應(yīng)用，因此必須采取必要的工程措施以高效收集和處理城市初期雨水。

2.3 雨水資源化技術(shù)的研究現(xiàn)狀

雨水資源化技術(shù)主要是針對(duì)大型公共建筑、居住小區(qū)、道路等不同下墊面產(chǎn)生的徑流分別采取針對(duì)性的技術(shù)措施予以收集、貯留、處理后用于補(bǔ)充地下水、綠化、沖廁等非生活用水，以達(dá)到抑制城市暴雨徑流，進(jìn)而改善城市水環(huán)境目的的技術(shù)措施。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于雨水利用的研究起步較早，20世紀(jì)70年代雨水總體規(guī)劃的概念便在美國(guó)誕生，美國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐探索，已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的技術(shù)和保障體系，主要包括收集和滲透利用體系。城市雨水資源化技術(shù)主要包括集蓄凈化回用的直接收集利用、雨水滲透利用的間接利用和人工凈化雨水和自然凈化雨水相結(jié)合的綜合凈化利用系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

在重地面、輕地下的傳統(tǒng)排水理念的影響下[7]，我國(guó)的雨水利用只在缺水的甘肅、陜西、寧夏得以試點(diǎn)，但總體發(fā)展較慢，進(jìn)入90年代以后，隨著城市雨洪災(zāi)害的頻發(fā)以及水環(huán)境問(wèn)題的日益突出，我國(guó)的北京、上海、西安、深圳、武漢等城市在雨水資源化方面得到了很大的發(fā)展。

2.4 我國(guó)雨水資源化過(guò)程中面臨的問(wèn)題

雖然近年來(lái)我國(guó)在雨水資源化方面取得了一定的成就，國(guó)內(nèi)許多城市也相繼設(shè)立了雨水綜合利用小區(qū)的示范基地，但目前國(guó)內(nèi)對(duì)雨水的收集利用主要集中在社區(qū)、廣場(chǎng)及公共綠地等范圍內(nèi)，對(duì)城市道路雨水的收集與利用在國(guó)內(nèi)還處于研究階段，很多地區(qū)對(duì)雨水的管理還處于水量和水質(zhì)的管理階段，還沒(méi)有真正步入可持續(xù)管理階段，與此同時(shí)，我國(guó)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較一些發(fā)達(dá)國(guó)家偏低，排水系統(tǒng)的建設(shè)跟不上城市化發(fā)展的水平，遇到短時(shí)強(qiáng)降雨往往引發(fā)城市內(nèi)澇。

3 我國(guó)雨水資源化的建議與展望

1)在借鑒國(guó)外雨水管理模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合各個(gè)城市的實(shí)際情況在理論研究的基礎(chǔ)上不斷開(kāi)展試點(diǎn)示范工程；2)將城市雨水資源規(guī)劃納入城市整體規(guī)劃，制定城市雨水資源利用的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合已有的研究成果，開(kāi)發(fā)雨水管理相關(guān)軟件及設(shè)備，不斷強(qiáng)化雨水的管理和調(diào)度；3)加快城市初期雨水的高效收集與處理研究，針對(duì)不同排水系統(tǒng)開(kāi)展雨污聯(lián)合調(diào)蓄控制技術(shù)，逐步實(shí)施城市初期雨水截流干管，在對(duì)調(diào)蓄池的影響范圍和位置對(duì)集流時(shí)間影響的研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)水循環(huán)理論，在城市設(shè)立調(diào)蓄池和綠地結(jié)合的蓄水調(diào)水設(shè)施；4)健全管理機(jī)制基礎(chǔ)上，加強(qiáng)雨水資源化的宣傳，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，針對(duì)新建小區(qū)和已建成的老式住宅區(qū)采用不同的雨水利用措施，做到因地制宜。

[1] 沈 瑞.城市雨水資源化利用研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2010.

[2] 王清華,陳大群.建筑小區(qū)屋面雨水利用快捷計(jì)算[J].山西建筑,2012,38(7):120-121.

[3] 牛文全,吳普特,馮 浩,等.區(qū)域雨水資源化潛力計(jì)算方法與利用規(guī)劃評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2005，3(3):40- 44.

[4] 王 振,胡 瑜,郭 軍.雨水資源化利用技術(shù)及工程案例探討[J].綠色科技,2012(1):67-69.

[5] 劉俊良.城市節(jié)制用水規(guī)劃原理與技術(shù)[M].北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[6] 蔣海濤,丁丹丹,韓潤(rùn)平.城市初期雨水徑流治理現(xiàn)狀及對(duì)策[J].水資源保護(hù),2009,25(3):33-36.

[7] 周 毅,陳永祥.城市雨水可持續(xù)管理技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用障礙和對(duì)策[J].中國(guó)給水排水,2014,30(4):21-24.

Research progress of domestic urban storm water recycling

CHEN Jian-kang LIU Ya-lin

(Guizhou Traffic Planning Survey & Design Academy Co., Ltd, Guiyang 550081, China)

On the basis of analyzing primary rainwater features, the paper puts forward some primary rainwater treatment methods, summarizes storm water management and utilization research progress at home and abroad, and puts forward some suggestions by combining with domestic rainwater utilization problems.

rainwater, utilization, storm water management, recycling

1009-6825(2014)36-0136-02

2014-10-20

陳健康(1986- )，男，碩士，助理工程師

TU991.114

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