论城市雨水利用发展趋势论文
时间：2021-08-31摘要：针对我国部分干旱缺水地区水资源的特点，分析了城市雨水利用的紧迫性、发展概况、存在问题及应用前景，阐述了目前国内外雨水资源化的理论与实践进展情况。结合我国实际情况，对雨水资源利用今后的工作提出合理化建议。研究表明，城市雨水利用不仅是开源节流的良策，也是改善生态环境、形成区域健康循环的有效措施。
关键词：雨水收集雨水利用
中图分类号：TU991.11+4文献标识码：A文章编号：
1城市雨水导致的问题及产生原因
1.1城市暴雨导致内涝的问题
近年来，我国许多城市深受暴雨内涝之害。短时间的暴雨使得城市出现大面积淹水现象，不仅造成了巨大的经济损失，还严重干扰了城市正常秩序，给居民生活带来很多不便。例如，2009年5月23日，深圳全市平均降雨约110毫米，而两天来深圳全市累计雨量普遍在100毫米～300毫米之间，其中最大降雨出现在宝安区大浪街道，高达263毫米。大雨造成深圳多处街道、民宅、工厂遭到水浸。据统计，受灾严重的大浪、龙华、观澜、石岩等街道以及部分交通干线共出现30余处不同程度的积水和内涝，最深处水深约1米。道路中断、车辆抛锚、小区淹水、市民出行困难，城市应急系统受到严峻的考验。由于城市建筑与路面等不透水地面的面积不断扩大，城市水文过程急剧变化，类似这样的城市内涝现象，比比皆是，并呈逐年加剧的趋势。
1.2城市暴雨导致内涝的原因
近年来，全国众多大城市常出现严重积水危害，究其原因主要有以下几个方面。
1)城市不透水面积不断加大。城市化进程使得城市面积不断加大，相应的城市不透水面积也在加大。大面积土地被城市建筑、水泥、沥青路面等覆盖，雨水入渗到地下的途径被人为阻断，只能依靠城市排水管道。这就使得原本可渗入地下的水资源，反而成为灾害的根源。
2)对城市雨水资源性质认识不够。目前市政建设与规划部门未充分认识到城市雨水的资源性与宝贵性，似乎理所当然的把城市暴雨作为灾害，只是一味地想办法把雨水排走。据统计，全国600多个城市中，有400多个城市供水不足。其中，北方很多城市地表水不够用，人们大量抽取地下水，造成地下水超采，引起一系列环境地质问题；南方城市，当地表水被污染时，也有利用地下水的需求，长江下游和珠江三角洲地区，亦是如此。由此可见，城市建设陷入了一个矛盾的怪圈，一方面要花大量的人力和物力将雨水排走，白白浪费大量淡水资源；另一方面却又面临严重的水资源短缺问题，比如深圳，是我国降雨量排在前列的城市，但是它却是全国七大缺水城市之一，每年因为没有合理收集利用而流失掉的雨水达15亿吨。
3)城市排水系统的设计重现期较小。如果把城市排水系统提高到10a至50a一遇，在经济上并不合算。因此，当城市雨水排水系统遇到重现期较大的暴雨时，就会大大超过其设计负荷，仍然会导致道路积水等问题，出现年年投资，年年积的问题。可见单从改善排水系统并不能解决城市暴雨致灾问题。
2我国城市雨水利用的现状及存在的主要问题
2.1国内城市雨水利用发展概况
我国城市城区雨水利用总的来说技术还较落后，缺乏系统性，更缺少法律法规保障体系。目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。比较典型的有深圳侨香村经济适用房示范性工程（如下图所示流程图）、深圳体育学校等雨水回收利用工程。而2008年的奥运场馆“鸟巢”、“水立方”等比赛场馆，在建设过程中都把雨水收集利用放在首位，其中“鸟巢”馆的雨水收集利用相当于一个小型污水处理厂1年的污水处理量。
侨香村经济适用房雨水收集和利用流程图
2.2雨水利用目前存在的主要问题
1)认识问题。虽然雨水收集和利用系统在国外非常普遍，但在国内还处于初始阶段。对于产品长期的环保效益没有准确的认识，还需要时间来进行宣传和推广。
2)成本问题。建造雨水综合利用比普通建筑排水系统价格要高，利益为先的开发商，很少去选择成本较高的雨水综合利用。
3国外雨水利用发展状况及评述
3.1国外城市雨水利用发展状况
由于全球范围内水资源紧缺和暴雨水水灾害频繁，近20年来美国、加拿大、日本、澳大利亚、德国等约40多个国家和地区在城市和农村开展了不同规模的雨水利用研究，。其中，美国和日本等经济发达、城市化进程发展较早的国家，城市雨水利用发展较快。
在澳大利亚，政策先行成就了雨水收集和利用的普及。澳大利亚几乎每家每户都安装了雨水收集容器，雨水被用来浇花、洗车、冲厕等非饮用水方面。
德国是欧洲开展雨水利用工程最好的国家之一。德国的城市雨水利用主要是通过3种形式：屋面雨水集蓄系统，集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水；道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水；生态小区内沿着排水道建有渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流流过时下渗，超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。德国制定了一系列有关雨水利用的法律法规，对雨水利用的措施给予支持。
3.2国外雨水利用情况评述
综上所述，在世界很多国家，都有收集雨水解决生活和生产用水的成功做法。发达国家城市雨水利用的主要经验是：建立了完善的屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统；制定了一系列有关雨水利用的'法律法规；收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水，都取得了良好的效果。因此，发达国家在城市雨水资源化和雨水的收集利用方面的经验和方法，对解决我国缺水问题很有借鉴意义。
4我国城市雨水利用的潜力
有资料表明，我国的年平均降水量是650mm，我国的国土面积为960万km2，可以推算出我国每年的原生水资源(总降水量)量约为6.24万亿m3。在沿海城市，雨水收集利用具有更大的潜力。上海年平均降雨量1124mm，全市每年的降雨总量应为70亿m3，扣除蒸发、渗透等因素，水务部门估计，全市每年白白流失的雨水总量约在24亿m3左右。深圳年均降水量1900mm，每年从天而降近40亿m3雨水，而深圳各大水库雨水蓄水量不到总降雨量的1/8，因此每年至少有35亿m3的雨水白白流失。
5我国城市雨水收集与利用应采取的主要措施
5.1城市雨水收集储存措施
1)排水系统采用雨污分流制。鉴于雨污合排的种种弊端，采用雨污分流是值得大力推广的。但是，要修建2套完整的管网，费用非常昂贵，目前只能在经济发达城市或者在待建或重建排水系统的城市推广。采用雨污分流的排水系统，可以利用雨水下渗管道，沿线补给地下含水层，也可将雨水引到适当的地点集中入渗补给含水层或直接加以利用。
2)增加城市透水面积。以前大多数城市采用水泥或沥青路面，雨水不能渗进地下，加剧了城市内涝的风险。现在国内外很多城市采用各种改善措施增加城市透水面积，例如，采用多孔沥青或多孔混凝土路面，在人行道、广场或休闲区铺设草皮砖，增加城市绿化面积，立法规定建设区内的最低可渗面积率等，使得雨水可以快速入渗进入地下含水层。
3)重视小区雨水储存。国内很多城市小区的屋顶雨水收集系统已经比较完善了，但是却没有相应的处理和回收系统，收集的雨水得不到有效的利用。例如深圳宝安国际机场的航站楼建有17.6万m2完善的雨水收集系统，在暴雨时节1h可收集雨水500m3，但是却任其自然流走，但是在我司设计的扩建新航站区内的工程，拟采用处理后的雨水作为冲厕水源。如果这些雨水能有效处理和加以利用，将比处理利用轻污染的生活污水更为经济、更为简便易行，而这只需要增加雨水储存入渗设备就可以办到。
4)广泛利用城市低洼地。我国降雨时间集中，为了避免道路积水和暴雨径流的增加，需要在短时间内将雨水暂时蓄存起来。这就需要利用城市低洼地，如地下停车场、运动场等将雨水暂时收集起来。为了能使这些低洼地尽可能多地贮留汛期雨水，在规划设计时应尽可能进行综合考虑，使这些场所在雨期与无雨期的功用发挥到最优。如日本在低洼地修建运动场，雨季用来蓄洪，有的则在运动场下面修建地下水库。此外，有条件的区域也可以利用低地的浅层含水层蓄存雨水。
5.2城市雨水利用措施
通过很多的成功案例，可以总结出城市雨水利用的几种方式：
1)从屋面、周围道路、广场收集雨水，流入地下贮水池作简单处理，用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲厕、洗衣、冲洗路面、冷却循环等等。
2)采用屋顶绿化的形式留住雨水，削减径流量，减轻城市排水管网压力，减轻污染，缓解城市热岛效应，调节建筑温度，美化城市。
3)花园小区城市雨水利用，绿地入渗，维护绿地面积，同时回灌地下水。
4)利用地下水库调蓄城市雨水。雨水既可以储存于地表经简单处理后直接使用，也可储存于地下在缺水时期使用。因此，雨水集蓄系统需要足够大的容量储存，才能保障缺水时期使用，这种情况下，配合利用地下水库来储存收集城市雨水，既可减轻城市内涝灾害，又可以缓解城市水资源短缺的矛盾。
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