城市雨水综合利用简析

高鹏飞　王文浩

[摘要]城市雨水综合利用已成为现代城市建设的热点。通过对雨水的综合利用，达到节能低碳的目的。本文介绍了城市雨水利用的基本方法和现有发展现状，通过案例分析，得出其以后会有很大的发展。

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一、发展意义和现状

储蓄、缓排、利用等已成为雨水废水管理重点

传统城市雨水收集式是在雨水落到地面上后，一部分通过地面下渗补充地下水，不能下渗或来不及下渗的雨水通过地面收集后汇流进入雨水口，再通过收集管道收集后，排入河道或通过泵提升进入河道，即传统城市雨水管理以雨水尽快汇集至收集系统、经收集输送后快速排除为目标。随着城市化程度的提高，高强度人类活动改变城市地表环境的结构与功能，使得相当比例的软性透水性下垫面变为不透水表面（路面、屋面、地面）所覆盖，改变地表生态环境的结构和功能，影响雨水截留、下渗和蒸发等环节，导致水的自然循环规律变化，加剧了流域洪涝灾害发生的频率和强度。因此，传统的雨水管理模式表现出城市洪灾风险加大、雨水径流污染严重、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题。

国际上雨水资源处理、处置和管理的理念发生了显著变化，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水管理的重要内容。德国、美国和日本是雨水资源利用和管理开展较早的国家，从20世纪70年代至今经过几十年的发展，取得了较为丰富的实践经验，制定较为系统全面的法律法规，利用经济、技术和管理手段，开发了多种多样的雨水利用技术措施，形成了较为完善的雨水资源利用管理框架和技术体系。

二、雨水废水收集与净化方式

（一）雨水收集方式

屋面雨水水质情况随城市化程度、屋面下垫面类型、交通量、人口密度、空气污染程度、降雨量及降雨历时等因素变化，一般来说，相对于其它道路等下垫面的雨水，屋面雨水水质相对较好，有关试验表明，雨水中的污染物大致可分为悬浮固体、好氧物质、氮磷等富营养化物质，降雨污染物集中在初期的几毫米雨量中。

考虑到雨水降雨的不均匀性，需要设置雨水贮存池，雨水储存调蓄池根据建造位置不同可分为地下封闭式、地上封闭式、地上敞开式等。储存池的大小根据雨水降雨量特征、贮水池的形式及雨水回用的效益等综合确定，一般而言，贮存池越大，可收集的雨水量较大，雨水的集蓄效率越高，但储存池投资大；相反，贮存池小，降雨量超过设计调蓄容积多，储存池投资小，但可收集的雨水量也小。根据城市的降雨特性曲线，采用采用混凝土地下式贮存池作为调蓄池时，计算表明，储存池按降雨量10-20mm储存，此时的集蓄效率约为45-60%，雨水回用工程可以实现效益大于费用，具有较好的经济性。

由于初期雨水污染程度高，在雨水利用时，对初期雨水的控制主要采用弃流处理和调蓄处理。将这部分雨水弃流，排入污水管网，大大减少雨降低后续雨水处理的难度，提高雨水回用水的水质，可大大提高工程的技术经济可行性。

雨水回用用途主要用于构造城市水景观、人工水面、灌溉绿地、补给地下水、冲洗厕所、改善生态环境等。雨水处理程度与雨水的水质、回用用途等密切相关，在建筑密度高、土地昂贵的城区，一般采用成套水处理装置，通过沉淀、过滤、消毒等处理措施可达到杂用水水质要求。

（二）雨水和废水净化

近几十年来的研究表明，地表径流污染的来源广泛、复杂，但污染物的迁移和转化的主要载体是雨水及其所形成的径流，其水动力因素主要是降雨的冲刷作用和地表径流的冲刷作用，雨水中的污染物主要有无机物质和一些有机物质（主要是挥发性化合物），同时还存在少量的重金属（如铜、铬、铅、锌等），如果将这些雨水直接排入河道，对环境造成一定的污染。因此，雨水中污染物的控制是控制面源污染一个最关键的问题。

促进雨水废水净化的技术措施很多，如增加绿地面积、采用透水性路面、下凹式绿地和增加水体面积等方法。其中，绿地作为一种天然的渗透设施，它具有透水性好、节约投资、便于雨水引入等优点。

三、典例分析

上海世博对国际先进雨水资源管理理念的探索和实践。

上海年均降雨量约1160mm，年均最大月降雨量为169.6mm。上海世博会召开期间，正是上海每年6月至9月的汛期，常年雨量达到580毫米以上，单场降水量超过50毫米的降雨可达4-8次以上。2010年上海世博会将创造一个生态和谐、尺度宜人、环境优美的城市公共空间，结合世博园区建设，探索以国际先进雨水资源管理理念对城市雨水径流资源进行管理和合理的利用，如对屋面雨水进行收集、经过简单处理后用于绿化浇灌和道路洒水以节约优质水资源。另外，通过屋顶绿化、低洼绿地、渗透性辅面等措施强化雨水的储蓄和下渗以减少雨水泾流，通过景观水体的调蓄削减外排雨水量，通过地下雨水调蓄池以减少雨水污染等措施。通过这些技术措施的实施，展现将雨水资源资源利用、预防洪涝、城市景观、环境改善等功能融为一体的发展趋势，符合“生态世博”的理念，也是环境保护与生态建设的实际需求。

结语

雨水收集利用可以极大减轻城市经济负担，构造城市水景观、人工水面、灌溉绿地、补给地下水、冲洗厕所、改善生态环境等。通过对雨水的管理，可以构筑现代城市水利用系统，达到低碳节能的目的，很多发达国家有很多研究，相信在城市迅速发展的中国，雨水综合利用会有很好的前景。

[参考文献]

[1]董蕾，车伍.我国部分城市的雨水利用规划现状及存在问题.中国给水排水.2007.11

[2]朱强，李元红.论雨水集蓄利用的理论和实际意义 水利学报.2004.3

（作者单位：郑州大学水利与环境学院）