城市雨水利用初探
摘 要(yao)：本文在(zai)分析國(guo)內(nei)外城市雨水(shui)利用發展(zhan)狀(zhuang)況的(de)基礎上，對城市雨水(shui)利用模(mo)式、利用潛(qian)力進行了探討，提出了當前城市雨水(shui)利用中(zhong)的(de)問題與建議。
關(guan)鍵詞(ci)：城市雨水 雨水利用(yong)
一、城市雨水利用的意義
隨(sui)著(zhu)我國(guo)(guo)國(guo)(guo)民經濟的(de)高速發展和城(cheng)市(shi)化(hua)進(jin)程(cheng)的(de)加快，水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)短缺和水(shui)環境污染的(de)問(wen)題日(ri)趨嚴重。造成城(cheng)市(shi)水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)不(bu)足(zu)和短缺的(de)主要原(yuan)因有，一(yi)是(shi)水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)總量(liang)先天不(bu)足(zu)，人(ren)口多，人(ren)均水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)少。2000年我國(guo)(guo)的(de)城(cheng)市(shi)化(hua)水(shui)平是(shi)36.1%，城(cheng)市(shi)人(ren)口為4.56億，城(cheng)市(shi)供水(shui)總量(liang)約(yue)(yue)469億m3。預測到2010年、2030年和2050年，城(cheng)市(shi)化(hua)水(shui)平將分(fen)別(bie)(bie)達到40%、50%和60%，城(cheng)市(shi)人(ren)口將分(fen)別(bie)(bie)為5.5億、7.5億和9.6億，相(xiang)應的(de)需水(shui)量(liang)將分(fen)別(bie)(bie)增加到910億m3、l220億m3和1540億m3左右。二是(shi)水(shui)源(yuan)水(shui)質日(ri)趨惡化(hua)，不(bu)能滿(man)足(zu)水(shui)體正常循環使用的(de)功能要求(qiu)，大大減少了有效(xiao)水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)的(de)利(li)用狀(zhuang)況。當前全國(guo)(guo)城(cheng)市(shi)水(shui)源(yuan)只有30%符合衛生(sheng)標準，全國(guo)(guo)七大水(shui)系有一(yi)半以上被污染，流經42個大中城(cheng)市(shi)的(de)44條河流中約(yue)(yue)有93%被污染。
城(cheng)(cheng)(cheng)市雨水(shui)(shui)是(shi)一(yi)種寶貴的自然資源，可用(yong)(yong)(yong)(yong)于補充(chong)(chong)地下水(shui)(shui)、綠化(hua)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)、景觀(guan)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)、城(cheng)(cheng)(cheng)市雜(za)用(yong)(yong)(yong)(yong)、居(ju)民雜(za)用(yong)(yong)(yong)(yong)、工業用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)，深度處理(li)后還可作為飲用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)。主(zhu)要(yao)表現在以(yi)下幾個方面：（1）雨水(shui)(shui)滲透能(neng)夠適當(dang)提(ti)高地下水(shui)(shui)位，補充(chong)(chong)地下水(shui)(shui)，對地下水(shui)(shui)超采城(cheng)(cheng)(cheng)市來說具有(you)更重要(yao)的意義；（2）雨水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)減少了城(cheng)(cheng)(cheng)市街道雨水(shui)(shui)徑流量，減輕(qing)城(cheng)(cheng)(cheng)市排水(shui)(shui)的壓力(li)，甚至一(yi)些區域不必鋪設雨水(shui)(shui)管道，同(tong)時有(you)效(xiao)降(jiang)低雨污合流，減輕(qing)污水(shui)(shui)處理(li)的壓力(li)；（3）雨水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)于工農(nong)業和生活，為城(cheng)(cheng)(cheng)市提(ti)供(gong)新的供(gong)給水(shui)(shui)源，緩節水(shui)(shui)資源供(gong)需矛盾。因(yin)此，研究城(cheng)(cheng)(cheng)市雨水(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)理(li)論和技術，并(bing)將其在城(cheng)(cheng)(cheng)市規劃(hua)中加以(yi)推廣應用(yong)(yong)(yong)(yong)具有(you)重要(yao)意義。
二、國內外研究概況
目前，國際上城(cheng)(cheng)市雨(yu)水(shui)利用(yong)(yong)研究比較(jiao)廣泛。東南亞(ya)的(de)尼(ni)泊(bo)爾、菲律賓、印度、泰國，非(fei)洲(zhou)的(de)肯尼(ni)亞(ya)、博茨瓦(wa)納、坦桑(sang)尼(ni)亞(ya)，以及日本、德(de)(de)國、澳大(da)利亞(ya)、美國、新加(jia)坡、法國等國家(jia)都采取了多種技(ji)術開(kai)發和利用(yong)(yong)城(cheng)(cheng)市雨(yu)水(shui)。其中德(de)(de)國和日本的(de)城(cheng)(cheng)市雨(yu)水(shui)利用(yong)(yong)處于領先地位(wei)。
德(de)國(guo)是歐洲開(kai)展雨水利用(yong)(yong)(yong)工(gong)程最(zui)好的(de)國(guo)家之一。德(de)國(guo)的(de)城市雨水利用(yong)(yong)(yong)方式主(zhu)(zhu)要(yao)有三(san)種：一是屋面雨水集(ji)蓄系(xi)(xi)(xi)統，收(shou)集(ji)的(de)雨水主(zhu)(zhu)要(yao)用(yong)(yong)(yong)于家庭、公共場(chang)所和企業的(de)非飲(yin)用(yong)(yong)(yong)水；二是雨水截污與滲(shen)透(tou)系(xi)(xi)(xi)統，道路用(yong)(yong)(yong)水通過下(xia)水道排(pai)入沿途大型蓄水池或通過滲(shen)透(tou)補充(chong)地下(xia)水；三(san)是生態(tai)小區(qu)雨水利用(yong)(yong)(yong)系(xi)(xi)(xi)統，小區(qu)沿著排(pai)水道建(jian)有滲(shen)透(tou)淺溝，表面植有草(cao)皮，供雨水徑流(liu)流(liu)過時下(xia)滲(shen)，超過滲(shen)透(tou)能力的(de)雨水則進入雨水池或人工(gong)濕地，作為水景或繼續下(xia)滲(shen)。德(de)國(guo)的(de)雨水利用(yong)(yong)(yong)技術已(yi)經進入標準化(hua)、產(chan)業化(hua)階段，市場(chang)上已(yi)大量存(cun)在收(shou)集(ji)、過濾、儲存(cun)、滲(shen)透(tou)雨水的(de)產(chan)品。
日本的城市雨(yu)水(shui)(shui)(shui)利用在(zai)亞洲先行一步，1980年(nian)(nian)日本建設(she)省就開始推行雨(yu)水(shui)(shui)(shui)貯(zhu)留(liu)滲(shen)透計(ji)劃，1988年(nian)(nian)成立 “日本雨(yu)水(shui)(shui)(shui)貯(zhu)留(liu)滲(shen)透技術協(xie)會”，1992年(nian)(nian)頒布(bu)“第二代城市下水(shui)(shui)(shui)總體規(gui)劃”正式(shi)將雨(yu)水(shui)(shui)(shui)滲(shen)溝(gou)、滲(shen)塘(tang)及透水(shui)(shui)(shui)地(di)面作為城市總體規(gui)劃的組成部分，要(yao)求新建和改建的大型(xing)公共(gong)建筑群必(bi)須設(she)置雨(yu)水(shui)(shui)(shui)就地(di)下滲(shen)設(she)施。近年(nian)(nian)來，各種雨(yu)水(shui)(shui)(shui)入滲(shen)設(she)施在(zai)日本也得到迅速發展，包括滲(shen)井、滲(shen)溝(gou)、滲(shen)池等，這些(xie)設(she)施占地(di)面積(ji)小，可因地(di)制宜修(xiu)建在(zai)樓前(qian)屋后。
我(wo)國(guo)(guo)城市(shi)(shi)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)利(li)用(yong)的(de)(de)(de)思想具(ju)有(you)(you)悠久(jiu)的(de)(de)(de)歷史，而真正意義上(shang)(shang)的(de)(de)(de)城市(shi)(shi)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)利(li)用(yong)的(de)(de)(de)研(yan)究與應(ying)用(yong)開(kai)始(shi)于20世紀80年代，發展于90年代。我(wo)國(guo)(guo)特大城市(shi)(shi)的(de)(de)(de)一些建(jian)筑物(wu)已(yi)建(jian)有(you)(you)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)收集(ji)系統，但是沒有(you)(you)處理和(he)回(hui)用(yong)系統。大中城市(shi)(shi)的(de)(de)(de)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)利(li)用(yong)基本處于探索與研(yan)究階段，呈(cheng)現良好的(de)(de)(de)發展勢頭。比較典型(xing)有(you)(you)山東的(de)(de)(de)長(chang)島(dao)縣(xian)、大連的(de)(de)(de)獐子島(dao)和(he)浙江省舟山市(shi)(shi)葫蘆島(dao)等雨(yu)(yu)(yu)水(shui)集(ji)流利(li)用(yong)工(gong)程(cheng)(cheng)。上(shang)(shang)海浦東國(guo)(guo)際機場(chang)航站(zhan)樓(lou)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)收集(ji)系統水(shui)平投(tou)影面積達17.62萬m2，在暴(bao)雨(yu)(yu)(yu)季節收集(ji)雨(yu)(yu)(yu)量為500m3/h，污(wu)染程(cheng)(cheng)度輕，較生活污(wu)水(shui)回(hui)用(yong)更(geng)為經濟、簡(jian)便(bian)易行(xing)。北(bei)京2008奧林匹克場(chang)館(guan)建(jian)設(she)中也采用(yong)了(le)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)利(li)用(yong)技術(shu)。
三(san)、城市雨水利用模式及(ji)潛力分析(xi)
1．雨水利用模式
城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)水利(li)(li)用(yong)(yong)主要分直接(jie)和(he)(he)(he)間(jian)接(jie)兩種。直接(jie)利(li)(li)用(yong)(yong)表現(xian)在雨(yu)(yu)水匯集、貯(zhu)留等(deng)，屋頂、路面等(deng)均(jun)可不(bu)同程度收(shou)集雨(yu)(yu)水，收(shou)集的雨(yu)(yu)水可匯集到(dao)雨(yu)(yu)水貯(zhu)留池中(zhong)，對不(bu)同用(yong)(yong)途的雨(yu)(yu)水進(jin)行處理等(deng)級劃分和(he)(he)(he)分別利(li)(li)用(yong)(yong)。雨(yu)(yu)水的間(jian)接(jie)利(li)(li)用(yong)(yong)表現(xian)為雨(yu)(yu)水滲(shen)透。雨(yu)(yu)水滲(shen)透可包括點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)、線源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)(he)(he)面源(yuan)(yuan)(yuan)的滲(shen)透，人(ren)工(gong)滲(shen)透設施、人(ren)工(gong)湖等(deng)為點(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)入(ru)滲(shen)，河道(dao)、透水性道(dao)路等(deng)為線源(yuan)(yuan)(yuan)入(ru)滲(shen)，減(jian)少城(cheng)(cheng)市硬(ying)鋪蓋、加大(da)城(cheng)(cheng)市綠(lv)地草坪面積可增加面源(yuan)(yuan)(yuan)入(ru)滲(shen)量。雨(yu)(yu)水滲(shen)透對改善城(cheng)(cheng)市水環境，恢復城(cheng)(cheng)市良性水循環具(ju)有(you)根(gen)本性作(zuo)用(yong)(yong)。城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)水利(li)(li)用(yong)(yong)模式應綜(zong)合考慮城(cheng)(cheng)市規(gui)劃、建筑物分布、排水管網布局(ju)、經濟發展、生態(tai)環境用(yong)(yong)水等(deng)因(yin)素，因(yin)地制(zhi)宜的建造(zao)雨(yu)(yu)水直接(jie)和(he)(he)(he)間(jian)接(jie)利(li)(li)用(yong)(yong)工(gong)程，以達到(dao)充分利(li)(li)用(yong)(yong)城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)水、提高雨(yu)(yu)水利(li)(li)用(yong)(yong)能力和(he)(he)(he)效率的目的。
2．雨水利用潛力分析
2004年末我國城市(shi)面積39.42萬km2，以年平均(jun)降水(shui)量650mm估算(suan)(suan)，2004年城市(shi)原生水(shui)資(zi)源（總降水(shui)量）約0.26萬億m3。除自然蒸(zheng)發(fa)和滲透外，城市(shi)雨水(shui)收集利(li)用的潛力巨大(da)。當前(qian)，大(da)多城市(shi)的雨水(shui)利(li)用量由(you)傳統(tong)經驗公(gong)式進行計算(suan)(suan)。
（1）綠地入(ru)滲(shen)量(liang)計算
城市綠(lv)地(di)的(de)存在(zai)可大大增加(jia)降(jiang)雨對地(di)下水的(de)入滲補給，同時減少城市雨洪災害。綠(lv)地(di)降(jiang)雨入滲量由下式計算(suan)：
F滲=γ×P×A
式(shi)中(zhong)F滲表示(shi)(shi)降雨入(ru)滲量(liang)（萬m3）；γ表示(shi)(shi)入(ru)滲系數(shu)；P表示(shi)(shi)降雨量(liang)(mm)；A表示(shi)(shi)綠(lv)(lv)地面積（m2）；綠(lv)(lv)地入(ru)滲系數(shu)為(wei)0.4～0.85。
（2）城市雨洪(hong)利用量計算(suan)
根據城市(shi)(shi)的下墊(dian)面特征，城市(shi)(shi)匯水(shui)(shui)面主要分為(wei)不(bu)透水(shui)(shui)面（建筑(zhu)物和道路）和綠地，城市(shi)(shi)雨洪(hong)資源量由下式計算：
Q＝R不(bu)透水面＋R綠地(di)
式中Q表(biao)示城(cheng)市(shi)雨(yu)(yu)洪資源量(liang)(liang)（萬m3）；R不透水(shui)(shui)面(mian)＝不透水(shui)(shui)面(mian)積×降雨(yu)(yu)量(liang)(liang)×徑(jing)(jing)(jing)流系數；R綠(lv)地＝綠(lv)地面(mian)積×降雨(yu)(yu)量(liang)(liang)×徑(jing)(jing)(jing)流系數。不透水(shui)(shui)面(mian)積徑(jing)(jing)(jing)流系數為0.8～0.9，綠(lv)地面(mian)積徑(jing)(jing)(jing)流系數為0.15，并參(can)照國(guo)內(nei)同類型其它城(cheng)市(shi)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)利(li)用(yong)率，估(gu)算出城(cheng)市(shi)雨(yu)(yu)洪利(li)用(yong)量(liang)(liang)。上述公式相(xiang)關系數可根據《中華人民共和(he)國(guo)國(guo)家標準(zhun)——建筑(zhu)與小(xiao)區雨(yu)(yu)水(shui)(shui)利(li)用(yong)工程技術規范》查(cha)得(de)。最后，綠(lv)地入滲量(liang)(liang)與城(cheng)市(shi)雨(yu)(yu)洪利(li)用(yong)量(liang)(liang)之和(he)即為城(cheng)市(shi)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)利(li)用(yong)量(liang)(liang)。
此(ci)外(wai)，基(ji)于水量(liang)平衡的(de)雨水利(li)用潛力分(fen)析模型，提(ti)出了以水量(liang)平衡為基(ji)礎，考慮降(jiang)雨、蒸發、徑流、入(ru)滲和土壤蓄水量(liang)等(deng)水文物理過(guo)程的(de)城(cheng)市雨水資源化利(li)用潛力分(fen)析方法。
四、問題與建議
（1）城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)利用(yong)涉及面非常廣，不同地區的(de)(de)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)利用(yong)還處于摸索階(jie)段(duan)，缺乏充分(fen)的(de)(de)科學分(fen)析(xi)(xi)和指導。對城(cheng)(cheng)市可利用(yong)雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)量的(de)(de)計算評價及其合理(li)調(diao)配的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)；城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)利用(yong)區劃(hua)和適宜利用(yong)模式的(de)(de)研(yan)究(jiu)；水(shui)(shui)力計算及其設計參數的(de)(de)合理(li)確定(ding)；城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)管(guan)(guan)網(wang)系統、雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)滲透設施的(de)(de)規劃(hua)；雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)的(de)(de)經濟價值(zhi)和雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)管(guan)(guan)理(li)、政(zheng)策的(de)(de)研(yan)究(jiu)；城(cheng)(cheng)市雨(yu)(yu)(yu)水(shui)(shui)適宜的(de)(de)開(kai)發程(cheng)度、城(cheng)(cheng)市多水(shui)(shui)源(yuan)的(de)(de)優(you)化配置(zhi)等問題有待(dai)于進一步分(fen)析(xi)(xi)研(yan)究(jiu)。
（2）城(cheng)(cheng)市(shi)雨(yu)水(shui)(shui)資(zi)源化是城(cheng)(cheng)市(shi)水(shui)(shui)文——生(sheng)(sheng)態環(huan)境(jing)(jing)——社會經濟這個復合(he)(he)系(xi)統持續發展功能的體現，為了保證雨(yu)水(shui)(shui)資(zi)源的持續利(li)用，需(xu)要深入研究城(cheng)(cheng)市(shi)空氣(qi)污(wu)染對降水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)的影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)；徑流(liu)水(shui)(shui)質(zhi)對地表水(shui)(shui)和地下(xia)水(shui)(shui)的影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)；城(cheng)(cheng)市(shi)雨(yu)水(shui)(shui)和城(cheng)(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)聯(lian)合(he)(he)利(li)用對水(shui)(shui)環(huan)境(jing)(jing)的長期影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)規律；雨(yu)污(wu)聯(lian)合(he)(he)利(li)用與生(sheng)(sheng)態環(huan)境(jing)(jing)需(xu)水(shui)(shui)的關系(xi)；雨(yu)水(shui)(shui)利(li)用工程對生(sheng)(sheng)態環(huan)境(jing)(jing)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)評價體系(xi)建立；合(he)(he)理評價雨(yu)水(shui)(shui)資(zi)源利(li)用綜(zong)合(he)(he)效(xiao)益等。
參考文獻
[1] 水利部南京水文水資源研究所，中國水利水電科學研究院水資源研究所. 21世紀中國水供求[M]. 北京：中國水利水電出版社，1998.
[2] 車武，李俊奇. 城市雨水利用技術與管理[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2006.
[3] 馮浩，邵明安，吳普特. 黃土高原小流域雨水資源化潛力計算與評價初探[J].自然資源學報，2001，16.
[4] 黃(huang)顯鋒，邵東國(guo)，魏小華. 基于水(shui)量平衡的城(cheng)市雨(yu)水(shui)利用潛(qian)力(li)分析(xi)模型. 武漢大學學報(bao)（工學版），2007，2.
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
