浅谈雨水的收集与利用

2015-05-30王秀梅王海阳

信息周刊 2015年12期

王秀梅　王海阳

【摘要】水在人们生活和生产活动中占有重要地位。在现代化工业企业中，为了生产需要及改善劳动条件，水更是必不可少，缺水将直接影响工业产值和国民经济发展。在近100多年时间里，随着全球生态环境的迅速恶化，水土流失加剧，淡水资源不足，水资源遭受污染，据有关研究机构预测，在今后的2030年内，全球约有2/3的人口缺水。为了解决缺水、环境、生态等一连串问题，人们把注意力放到雨水的收集与利用上，这样不仅可以减轻日显巨大的自来水供水压力、路面积水等问题。对水土流失、河水污染等问题也有一定的缓解作用。

【关键词】雨水；收集；利用

1.城市雨水收集的原因

1.1.缓解城市缺水的现状

城市化是衡量国家发达程度的重要标准，也是农业国向工业国转化的必经之路。我国现是一个发展中国家，还未进入工业化成熟阶段，城市化进程任重道远。必然会给城市供水系统增加新的压力。由于近十几年来城市化进程加快，水资源供需不平衡已十分突出。在现有的672座城市，有400多座供水不足，110多座严重缺水，其中北方70多座，南方43座。因为缺水，全国工业产值平均每年减少2300多亿元，其中绝大多数在城市工业。假如到2010年和2020年我国城市化率分别达到35-40%和40-45%，那么严重缺水的城市会更多，其中资源型缺水问题更加凸显。

城市雨水的利用虽然不能解决根本问题，但至少可以从某种程度上缓解缺水的局面。

1.2减免城市涝灾

我国地势西高东低，且河流众多，平原中的平地大部分都位于江河洪水水位以下，是洪水洪灾的易发区。加之，我国大部分地区的气候属于亚洲季风气候，雨季年内高度集中，夏季冷暖气流相遇时，通常有强度较大暴雨发生，易产生洪涝灾害。目前我国城市较重视防外水，即防洪，忽视预防内水，即暴雨汇流产生的涝灾。大多数城市的防洪标准都不高，加之填充覆盖排水河道，清理树木、草地，增加不透水面积，破坏城市排水系统，城市的雨水自行调节能力越来越差，一到雨期，城区四处是水，雨污混流，车辆堵塞，人车难行。

据估计城市雨水利用率超过10-20%，即可减少暴雨汇流水量和水速的20-30%，以保持交通的畅通；如果城市雨水的利用率达到30%以上，即可减少暴雨汇流水量和流速的40%以上，基本上免去城市内涝。

1.3减少雨污汇流

目前，我国80%以上的河流、湖泊受到不同程度的污染，许多大江大河流经城市的河段已达不到Ⅲ类水质，湖泊内鱼虾绝迹。

我国城市通常都是一个排水通道，雨污不分，不仅增加了城市排水系统的雨洪排水压力，还增加了城市污水排放量。一遇暴雨，雨污混流，污水倒溢，到处积水。

城市雨水利用，虽无法减轻水质污染，但是可以减少雨污混流，从而减轻城市产生雨污水量和雨污水合流的处理量。

2.城市雨水收集的可行性

雨水是人类利用最早的水资源之一。早在公元2000多年前的中东地区就有收集雨水，饮用、灌溉的做法。我国新疆及阿富汗、巴基斯坦、伊朗等地也在同一时期建造了拦蓄雨水的坎儿井，用于饮用和灌溉。1500年前，以色列的纳巴泰人就用年降水量仅有100mm的雨水资源种植了农作物，并取得成功。在水资源短缺的今天，人们又给雨水的收集与利用赋予了新的含义：增强水资源的承载能力，为人类生存和发展提供优质水资源，保障社会可持续发展。在国内外有许多收集及利用雨水的成功案例。

日本最早实施"雨水利用"工程。东京都墨田区把降到各家屋顶的雨水通过导水管收集到水箱中，作为冲厕所、浇庭园和洗车等的活动用水。这项和居民生活联系起来的普及雨水利用的工程，获得了国际环境自治团体协商会的第一届环境奖。目前，日本地方政府响应在首都中心建立"微型水库"的号召，对这项费用提供补助，已先后在国技馆、日本电视台和上智大学图书馆等1000多个场所建立了微型水库。这对于自来水的节约和防止由于排水不及时造成城市道路积水起到了相当大的作用。

除此之外，伴随着现代科技的发展，现代气象预报技术、水利工程技术及生态、环保等技术逐渐成熟，都为城市雨水收集与利用提供了必备条件。只要我们转变观念，把雨水这个优质的水资源充分加以利用，其技术问题是不难解决的。

3.城市雨水收集的途径及方法

3.1屋顶集雨

屋顶集雨，即利用建筑物屋顶面积收集雨水，蓄水池储存，生活饮用。年集雨量等于屋顶面积乘以当地当年年降水量。蓄水池容量根据年集雨量和所居人口需水量综合考虑确定。其主要设置有屋顶面积、檐槽、引水管道、蓄水池、水泵、供水管道和过滤器或反渗透过滤器等。蓄水池主要有混凝土澆筑、土窖或砖石结构等材料，蓄水池设拦污网和拦污池。供水管道可借用原屋内供水管道，管道进水口和出水口分别安设过滤和反渗透过滤器。

这种装置既可以单户使用，也可以用于居民小区、商业小区、办公大楼等。城市可以制定相应的法规、制度，鼓励居民和居住小区推行屋顶集雨工程。

3.2街道集雨

街道、马路集雨，即利用街道、马路专设雨水排水管道引水，分区设置蓄水池储存，就地利用。排水管道设置要采用雨污分流设置，雨水管道进口晴天封闭，雨天打开；排污管道晴天打开、雨天封闭。蓄水池可置于绿地下，容量根据集雨面积和当地暴雨强度计算得到的雨水流量确定。

这种雨污分流系统，不仅可以应用于市政管道，也可用于居民小区，自蓄自用。城市建设中可以统一规划，也可以分别列入各街区、各居住小区建设规划当中。城市建设部门统一管理，制定相应的制度，用经济、行政措施逐步推行。

3.3绿地、水域拦蓄

随着城市化进程的加快，土地成了稀缺资源，挤占排水河道和市区湖泊、洼地、绿地等现象十分明显。不仅减少了水域、绿地拦蓄能力，而且增加暴雨汇流强度及洪涝的机率。可以通过有计划地恢复城市水域空间和绿地面积，增加雨水拦蓄能力，减免涝灾，恢复生态。

4.城市雨水利用的水质控制

以上几种方法收集的雨水并非都是纯净水。雨水水质的控制是现代城市雨水利用应重视的问题。影响雨水水质的原因主要有以下几个方面：

由于大气污染，由降水直接带来的污染物。随着城市大气污染日趋严重，致使降水水质明显下降，不少城市出现了雨等不正常的降雨。从部分城市降水水质分析结果可以看出：天然雨降水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。

屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。

街道雨水径流水质的影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等，其成分复杂，随机性大。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。

为了有效控制雨水的水质，必须采取一些措施，如：设过滤和反滲透过滤器、路面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等。