論城市雨水利用發(fā)展趨勢(shì)論文
摘要：針對(duì)我國部分干旱缺水地區(qū)水資源的特點(diǎn)，分析了城市雨水利用的緊迫性、發(fā)展概況、存在問題及應(yīng)用前景，闡述了目前國內(nèi)外雨水資源化的理論與實(shí)踐進(jìn)展情況。結(jié)合我國實(shí)際情況，對(duì)雨水資源利用今后的工作提出合理化建議。研究表明，城市雨水利用不僅是開源節(jié)流的良策，也是改善生態(tài)環(huán)境、形成區(qū)域健康循環(huán)的有效措施。
關(guān)鍵詞：雨水收集雨水利用
中圖分類號(hào)：TU991.11+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
1城市雨水導(dǎo)致的問題及產(chǎn)生原因
1.1城市暴雨導(dǎo)致內(nèi)澇的問題
近年來，我國許多城市深受暴雨內(nèi)澇之害。短時(shí)間的暴雨使得城市出現(xiàn)大面積淹水現(xiàn)象，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還嚴(yán)重干擾了城市正常秩序，給居民生活帶來很多不便。例如，2009年5月23日，深圳全市平均降雨約110毫米，而兩天來深圳全市累計(jì)雨量普遍在100毫米～300毫米之間，其中最大降雨出現(xiàn)在寶安區(qū)大浪街道，高達(dá)263毫米。大雨造成深圳多處街道、民宅、工廠遭到水浸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受災(zāi)嚴(yán)重的大浪、龍華、觀瀾、石巖等街道以及部分交通干線共出現(xiàn)30余處不同程度的積水和內(nèi)澇，最深處水深約1米。道路中斷、車輛拋錨、小區(qū)淹水、市民出行困難，城市應(yīng)急系統(tǒng)受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)。由于城市建筑與路面等不透水地面的面積不斷擴(kuò)大，城市水文過程急劇變化，類似這樣的城市內(nèi)澇現(xiàn)象，比比皆是，并呈逐年加劇的趨勢(shì)。
1.2城市暴雨導(dǎo)致內(nèi)澇的原因
近年來，全國眾多大城市常出現(xiàn)嚴(yán)重積水危害，究其原因主要有以下幾個(gè)方面。
1)城市不透水面積不斷加大。城市化進(jìn)程使得城市面積不斷加大，相應(yīng)的城市不透水面積也在加大。大面積土地被城市建筑、水泥、瀝青路面等覆蓋，雨水入滲到地下的途徑被人為阻斷，只能依靠城市排水管道。這就使得原本可滲入地下的水資源，反而成為災(zāi)害的根源。
2)對(duì)城市雨水資源性質(zhì)認(rèn)識(shí)不夠。目前市政建設(shè)與規(guī)劃部門未充分認(rèn)識(shí)到城市雨水的資源性與寶貴性，似乎理所當(dāng)然的把城市暴雨作為災(zāi)害，只是一味地想辦法把雨水排走。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國600多個(gè)城市中，有400多個(gè)城市供水不足。其中，北方很多城市地表水不夠用，人們大量抽取地下水，造成地下水超采，引起一系列環(huán)境地質(zhì)問題；南方城市，當(dāng)?shù)乇硭晃廴緯r(shí)，也有利用地下水的需求，長江下游和珠江三角洲地區(qū)，亦是如此。由此可見，城市建設(shè)陷入了一個(gè)矛盾的怪圈，一方面要花大量的人力和物力將雨水排走，白白浪費(fèi)大量淡水資源；另一方面卻又面臨嚴(yán)重的水資源短缺問題，比如深圳，是我國降雨量排在前列的城市，但是它卻是全國七大缺水城市之一，每年因?yàn)闆]有合理收集利用而流失掉的雨水達(dá)15億噸。
3)城市排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期較小。如果把城市排水系統(tǒng)提高到10a至50a一遇，在經(jīng)濟(jì)上并不合算。因此，當(dāng)城市雨水排水系統(tǒng)遇到重現(xiàn)期較大的暴雨時(shí)，就會(huì)大大超過其設(shè)計(jì)負(fù)荷，仍然會(huì)導(dǎo)致道路積水等問題，出現(xiàn)年年投資，年年積的.問題。可見單從改善排水系統(tǒng)并不能解決城市暴雨致災(zāi)問題。
2我國城市雨水利用的現(xiàn)狀及存在的主要問題
2.1國內(nèi)城市雨水利用發(fā)展概況
我國城市城區(qū)雨水利用總的來說技術(shù)還較落后，缺乏系統(tǒng)性，更缺少法律法規(guī)保障體系。目前主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。比較典型的有深圳僑香村經(jīng)濟(jì)適用房示范性工程（如下圖所示流程圖）、深圳體育學(xué)校等雨水回收利用工程。而2008年的奧運(yùn)場(chǎng)館“鳥巢”、“水立方”等比賽場(chǎng)館，在建設(shè)過程中都把雨水收集利用放在首位，其中“鳥巢”館的雨水收集利用相當(dāng)于一個(gè)小型污水處理廠1年的污水處理量。
僑香村經(jīng)濟(jì)適用房雨水收集和利用流程圖
2.2雨水利用目前存在的主要問題
1)認(rèn)識(shí)問題。雖然雨水收集和利用系統(tǒng)在國外非常普遍，但在國內(nèi)還處于初始階段。對(duì)于產(chǎn)品長期的環(huán)保效益沒有準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，還需要時(shí)間來進(jìn)行宣傳和推廣。
2)成本問題。建造雨水綜合利用比普通建筑排水系統(tǒng)價(jià)格要高，利益為先的開發(fā)商，很少去選擇成本較高的雨水綜合利用。
3國外雨水利用發(fā)展?fàn)顩r及評(píng)述
3.1國外城市雨水利用發(fā)展?fàn)顩r
由于全球范圍內(nèi)水資源緊缺和暴雨水水災(zāi)害頻繁，近20年來美國、加拿大、日本、澳大利亞、德國等約40多個(gè)國家和地區(qū)在城市和農(nóng)村開展了不同規(guī)模的雨水利用研究，。其中，美國和日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化進(jìn)程發(fā)展較早的國家，城市雨水利用發(fā)展較快。
在澳大利亞，政策先行成就了雨水收集和利用的普及。澳大利亞幾乎每家每戶都安裝了雨水收集容器，雨水被用來澆花、洗車、沖廁等非飲用水方面。
德國是歐洲開展雨水利用工程最好的國家之一。德國的城市雨水利用主要是通過3種形式：屋面雨水集蓄系統(tǒng)，集下來的雨水主要用于家庭、公共場(chǎng)所和企業(yè)的非飲用水；道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補(bǔ)充地下水；生態(tài)小區(qū)內(nèi)沿著排水道建有滲透淺溝，表面植有草皮，供雨水徑流流過時(shí)下滲，超過滲透能力的雨水則進(jìn)入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲。德國制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)，對(duì)雨水利用的措施給予支持。
3.2國外雨水利用情況評(píng)述
綜上所述，在世界很多國家，都有收集雨水解決生活和生產(chǎn)用水的成功做法。發(fā)達(dá)國家城市雨水利用的主要經(jīng)驗(yàn)是：建立了完善的屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng)；制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)；收集的雨水主要用于沖廁所、洗車、澆庭院、洗衣服和回灌地下水，都取得了良好的效果。因此，發(fā)達(dá)國家在城市雨水資源化和雨水的收集利用方面的經(jīng)驗(yàn)和方法，對(duì)解決我國缺水問題很有借鑒意義。
4我國城市雨水利用的潛力
有資料表明，我國的年平均降水量是650mm，我國的國土面積為960萬km2，可以推算出我國每年的原生水資源(總降水量)量約為6.24萬億m3。在沿海城市，雨水收集利用具有更大的潛力。上海年平均降雨量1124mm，全市每年的降雨總量應(yīng)為70億m3，扣除蒸發(fā)、滲透等因素，水務(wù)部門估計(jì)，全市每年白白流失的雨水總量約在24億m3左右。深圳年均降水量1900mm，每年從天而降近40億m3雨水，而深圳各大水庫雨水蓄水量不到總降雨量的1/8，因此每年至少有35億m3的雨水白白流失。
5我國城市雨水收集與利用應(yīng)采取的主要措施
5.1城市雨水收集儲(chǔ)存措施
1)排水系統(tǒng)采用雨污分流制。鑒于雨污合排的種種弊端，采用雨污分流是值得大力推廣的。但是，要修建2套完整的管網(wǎng)，費(fèi)用非常昂貴，目前只能在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市或者在待建或重建排水系統(tǒng)的城市推廣。采用雨污分流的排水系統(tǒng)，可以利用雨水下滲管道，沿線補(bǔ)給地下含水層，也可將雨水引到適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)集中入滲補(bǔ)給含水層或直接加以利用。
2)增加城市透水面積。以前大多數(shù)城市采用水泥或?yàn)r青路面，雨水不能滲進(jìn)地下，加劇了城市內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在國內(nèi)外很多城市采用各種改善措施增加城市透水面積，例如，采用多孔瀝青或多孔混凝土路面，在人行道、廣場(chǎng)或休閑區(qū)鋪設(shè)草皮磚，增加城市綠化面積，立法規(guī)定建設(shè)區(qū)內(nèi)的最低可滲面積率等，使得雨水可以快速入滲進(jìn)入地下含水層。
3)重視小區(qū)雨水儲(chǔ)存。國內(nèi)很多城市小區(qū)的屋頂雨水收集系統(tǒng)已經(jīng)比較完善了，但是卻沒有相應(yīng)的處理和回收系統(tǒng)，收集的雨水得不到有效的利用。例如深圳寶安國際機(jī)場(chǎng)的航站樓建有17.6萬m2完善的雨水收集系統(tǒng)，在暴雨時(shí)節(jié)1h可收集雨水500m3，但是卻任其自然流走，但是在我司設(shè)計(jì)的擴(kuò)建新航站區(qū)內(nèi)的工程，擬采用處理后的雨水作為沖廁水源。如果這些雨水能有效處理和加以利用，將比處理利用輕污染的生活污水更為經(jīng)濟(jì)、更為簡便易行，而這只需要增加雨水儲(chǔ)存入滲設(shè)備就可以辦到。
4)廣泛利用城市低洼地。我國降雨時(shí)間集中，為了避免道路積水和暴雨徑流的增加，需要在短時(shí)間內(nèi)將雨水暫時(shí)蓄存起來。這就需要利用城市低洼地，如地下停車場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等將雨水暫時(shí)收集起來。為了能使這些低洼地盡可能多地貯留汛期雨水，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能進(jìn)行綜合考慮，使這些場(chǎng)所在雨期與無雨期的功用發(fā)揮到最優(yōu)。如日本在低洼地修建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，雨季用來蓄洪，有的則在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)下面修建地下水庫。此外，有條件的區(qū)域也可以利用低地的淺層含水層蓄存雨水。
5.2城市雨水利用措施
通過很多的成功案例，可以總結(jié)出城市雨水利用的幾種方式：
1)從屋面、周圍道路、廣場(chǎng)收集雨水，流入地下貯水池作簡單處理，用于家庭、公共和工業(yè)等方面的非飲用水，如澆灌、沖廁、洗衣、沖洗路面、冷卻循環(huán)等等。
2)采用屋頂綠化的形式留住雨水，削減徑流量，減輕城市排水管網(wǎng)壓力，減輕污染，緩解城市熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)建筑溫度，美化城市。
3)花園小區(qū)城市雨水利用，綠地入滲，維護(hù)綠地面積，同時(shí)回灌地下水。
4)利用地下水庫調(diào)蓄城市雨水。雨水既可以儲(chǔ)存于地表經(jīng)簡單處理后直接使用，也可儲(chǔ)存于地下在缺水時(shí)期使用。因此，雨水集蓄系統(tǒng)需要足夠大的容量儲(chǔ)存，才能保障缺水時(shí)期使用，這種情況下，配合利用地下水庫來儲(chǔ)存收集城市雨水，既可減輕城市內(nèi)澇災(zāi)害，又可以緩解城市水資源短缺的矛盾。
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