论城市雨水的收集和利用

论城市雨水的收集和利用

丁艳

丁艳

北京市东城区教育委员会房管所，邮编：100010

摘要:近几年来城市雨水的收集和利用受到越来越多的关注，是一个有远大前景的发展领域。因此为促进我国城市雨水利用的迅速发展，系统分析城市雨水收集和利用状况，建立完善的雨水收集系统具有很强的现实意义。在此背景下，本文首先简要分析了我国城市雨水收集与利用的必要性以及现状，然后系统分析了我国现有城市雨水资源的收集方式，最后为日后城市雨水资源的收集与利用提出了一些建设性的意见。

关键词:城市雨水；雨水收集；雨水利用；水污染

前言

水资源是控制生态环境的一项基础自然资源，也是影响国家综合实力的战略性经济资源。但是我国属于水资源相当匮乏的国家，被评为全世界范围内13个贫水国之一，随着城市化进程的不断加快，水资源不足与经济发展之间的矛盾日益突出。乐观的是，我国目前可利用的雨水资源量巨大，据可靠数据估算如果把20%的雨水量加以收集和利用，到2010年可利用雨水40亿立方米，这个数据约等于全国城市用水总量的10%。因此，雨水的收集和利用可以大大改善我国的贫水现状，促进经济发展。与此同时，雨水的收集与利用还可以减轻自来水的供水压力、路面积水、水土流失等相关环境问题。

1收集与利用城市雨水的必要性

随着我国国民经济的快速发展以及城市化进程的不断加快,工农业用水量以及居民用水量逐年增加,然而城区地表水量以及地下水水位却呈现逐年下降趋势,水资源短缺现状日益加剧。总体而言，研究城市雨水的收集与利用主要具有以下几方面的必要性【1】。

1.1水资源不足

目前,水资源不足问题已成为世界性问题，根据统计全球有11亿人不能饮用到安全水,与此同时世界人口将不断增加，而且主要是城镇人口。我国水资源总量可达28000亿m3,人口基数过大导致人均占有水资源量仅为2500m3/年,水资源相当匮乏。有专家分析预测到2020年我国缺水量将高达300多亿m3。尽管水资源紧缺，我国目前的用水浪费现象却相当严重，工农业建设用水、城市居民日常用水、餐饮、医院等服务业用水等等普遍存在水资源浪费现象。大多数居民并没有缺水忧患意识,更没有节约用水、珍惜水资源的责任意识。在此情况下，城市雨水的收集和利用显得尤为重要。

1.2洪涝灾害频繁

我国水资源紧缺，但与此同时洪涝灾害也相当频繁，众所周知，连续性的大暴雨极易形成洪涝灾害。城市化进程加快，城市地面的不透水铺砌面积不断扩大导致雨季流量增加,产生洪涝灾害的机会也相应增加。洪涝灾害将导致一系列的经济人身财产损失，例如特大暴雨导致的降雨量很容易造成城市道路的大面积积水,道路坍塌,交通拥堵,甚至导致供电线路的破坏。

1.3地下水位降低

近几年来城区地下水的过于开采,导致城区地下水量日趋减少,地下水位逐年降低。区域性的地下水位下降以城市为中心迅速蔓延，调查显示全国每年超采地下水80多亿m3,石家庄市区中心水位埋深从1984年的28m下降到2000年的41.92m，天津市塘沽区地面沉降量达到2.9m。地面的不断沉降现象将造成不可估量的损失，比如城市重力排污的失效，地区防洪能力的降低，交通主干道路的断裂，城市建筑物的开裂等等。

2我国城市雨水收集与利用状况

雨水的收集和利用早在我国秦汉时期就有记录，西北地区的水窖修筑也有好几百年的历史。然而在20世纪80年代到90年代城市化进程加速，城镇用水不断增多，水资源短缺矛盾进一步加大，人们开始注重雨水的收集与利用，由此现代意义上的雨水收集与利用开始迅速发展，在一定程度上缓解了缺水、环境、生态的一系列问题。90年代以后，国内部分城市的建筑物逐步建立了城市雨水收集系统，但并不完善，雨水处理以及回用系统没有进一步建立。与此同时，技术与资金上的相对匮乏导致雨水在未经过任何技术上的处理就直接进入水体，从而影响了城市水体的水质。总体而言，目前国内的雨水收集与利用还处于基础探索阶段，雨水收集与利用工程还没有大范围的建立，只分布于局部缺水地区，比如山东长岛县、大连的獐子岛、浙江省舟山市葫芦岛等等。北京地区存在严重的缺水问题，而且其城市雨水收集与利用的起步较早，现已进入全国示范性的实践阶段。据相关数据表明，目前北京市城区已经建立雨洪利用工程51处，雨水利用的具体措施主要有通过室外雨水管网收集到蓄水池、铺设透水地表面以有效进行雨水入渗等。通过这些途径每年能够收集雨水九十多万ｍ3，预测到2020年中心城区以及新城区的雨水管道覆盖率可高达百分之九十以上，同时污水处理设施以及回收系统也将得到进一步完善，从而有效地带动整个雨水收集与利用领域的较快发展，加速城市雨水利用标准化和产业化的实现【2】。继北京之后，我国其他大型城市，如天津、上海、大连、南京等城市也陆续注重通过雨水收集与利用缓解水资源短缺问题，对其进行了系统的研究，无锡市建设局在08年发布了《关于加强新建建设工程城市与水资源利用的暂行规定》。

3城市雨水资源的收集类型

城市雨水的收集与利用应该根据各个地区不同的生态环境、用水特点、建筑物分布特点等因素因地制宜的选择合适的雨水收集方式,将城市雨水利用程度最大化。城市雨水收集主要有如下几种方式:

3.1建立城市雨水贮留设施

雨水贮留设施分为地面蓄水以及地下蓄水两种形式，城市地表、屋顶、停车场等大型建筑等可以作为集水面，通过有效地输导体系将雨水收集输送到蓄水池、水库等蓄水设施中，有些发达国家大多采用铁皮屋顶集流,将汇集径流贮存在蓄水池中。然而最经济的方法就是将城市低洼地进行优化改造,并配以适当的引水设施,从而很好地蓄存雨水径流。另外，还可以充分利用城市己经建立的雨水排水管网体系,结合城市地形走向,建立综合性、系统化的蓄水工程设施。但当地面土地紧缺时,就得考虑利用地下蓄水池,地下蓄水池种类多样,形状各异，可以根据需要结合雨水下渗而设计。

3.2建立园区雨水集蓄利用系统

在新建生活小区、公园或类似的环境条件较好的城市园区,可将区内屋面绿地和路面的雨水径流收集利用,达到更显著削减城市暴雨径流量和非点源污染物排放量、优化小区水系统、减少水涝和改善环境等效果。由于这种系统较大,涉及面更宽,需要处理好初期雨水截污、净化、绿地与道路高程、室内外雨水收集排放系统等环节和各种关系降雨产生的地面径流。只要修建一些简单的雨水收集和贮存工程,就可将城市雨水资源化,用于城市清洁、绿地灌溉、维持城市水体景观等。由于雨水污染并不重,可经过简单的处理用于生活洗涤用水、工业用水等。

4结束语

现代城市的雨水收集与利用工程涉及领域较广，也较为复杂，但也是一项前景相当广阔的发展领域。因此，在进行雨水收集与利用时,要坚持因地制宜，实事求是的原则选择利用系统，不能生搬硬套，应该充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点以及适用条件,通过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案,这样才能将雨水收集利用最大化。

参考文献

[1]周玉文.关于城市雨洪利用问题的探讨[J].给水排水,2010,(7):1～3.

[2]会议论文.城市雨水利用的研究进展.第三届全国水力学与水利信息学大会,2012.