阿姆斯特丹：雨水收集缓解水源紧张

方舟

荷兰位于河口三角洲地区，终年气候温和，人们一般认为荷兰获得清洁淡水应该没有问题。其实，荷兰在夏季有时也会出现缺水的情况，缺水对荷兰的经济和自然环境都会带来巨大的损害。有专家预测，气候变化将会使荷兰的干旱形势更加严峻，干旱持续时间会变得更长，也会导致用水需求量的增加。长时间严重干旱的负面影响之一，就是会导致荷兰出现大面积的海水侵入地下水的情况。这种水资源状况的变化，要求荷兰要做好两方面的工作，一方面是要最优化配置其现有的水资源，这要通过提高公共供水系统的效率来实现；另一方面，就是提高水资源的自给自足能力。

雨水可以有很多用处，很多时候我们可以使用雨水来代替自来水，这样就会节约淡水的供应。例如，冲洗马桶、灌溉农田、工厂冷却用水和消防用水等。传统上，雨水的收集和使用，仅仅局限于单一的建筑物，这样的建筑物一般使用屋顶作为集水面，顺着导雨管将雨水收集在水箱中。然而，从供水的角度来看，要实现自给自足的供水，就需要在一个更大的地域和空间上来进行雨水的收集利用。这里介绍阿姆斯特丹基浦机场雨水收集利用方面的研究实例，该实例表明，阿姆斯特丹基浦机场地区的雨水收集利用，可以满足附近家庭和工业用水需求，能够有效替代部分的淡水供应。

研究目标是机场的用水需求量，相当于一个3万人口城市的用水量，其用水类型包括宾馆用水、办公室用水、家庭用水，以及机场终端用水等，机场上的用水有点类似于工业用水。该研究评估了机场雨水收集利用系统的效率，以及雨水收集利用在机场地区的经济可行性。

阿姆斯特丹基浦机场是欧洲的四大机场之一，它位于荷兰的经济中心，整体海拔位于海平面5米以下。研究区域的总面积为21平方公里，目前海水地下入侵问题，是该地区的特殊水问题。这项研究包括雨水收集取代饮用水的可行性分析，以及在干旱时期通过沟渠、运河和河流，利用收集到的雨水向周边地区供水，阻止海水地下入侵的可能性。

为了评估基浦机场雨水收集的效率，研究人员开发了数值模型，用以描述机场地区的水平衡，模型的时间步长能够精确到小时。模型由3部分组成，分别为雨水收集和供应模块、雨水的保存和处理模块和雨水的使用模块。在雨水收集和供应模块中，根据集水区面积大小和蓄水设备的容量又可以分为不同的组合，研究人员对过去20年的数据进行了统计分析，将飞机场的干湿情况分为干旱、一般和湿润3种类型。集雨区的地表类型分为3种：屋顶、机场外不透水地面、机场内不透水地面。非饮用水用水需要的时间序列的精度为1小时，由时间精度为月的模型来模拟求出。这主要通过模型提供的数据转化功能来实现，可以将时间精度为月的数据，转化为时间精度为周和日的用水需求数据。雨水使用的比例，主要通过每个建筑物类型确定，例如机场的终端、机库和旅馆等。

在荷兰的国家气象研究中心，研究人员使用历史数据对模型进行评估，历史数据经过处理后，形成以小时为单位的序列，对模型进行模拟。研究人员使用“雨水使用率”来描述雨水利用的效率，这是一个表征雨水使用占非饮用水使用比例的一个指标。雨水收集利用的基础设施建设、操作运行花费，以及蓄水设施的投资回收，都使用净现值的方式进行评估。

研究表明，基浦所有的非饮用水需求全部都可以通过收集到的雨水来提供，节约了机场58%的用水量。虽然仅使用屋顶作为雨水收集的集水面就能够满足机场全部的非饮用水用水需求，但是，仅使用屋顶作为集水面需要很大的储水容器。此外，由于气候变化造成更加频繁和强烈的降雨模式变化，要求储水容器具有更大的容量。如果增加其他类型的集水地面，例如机场区和场外区的不透水地表，在不增加储水容量的情况下，也能够满足要求，并大大增加雨水收集的数量。在通常年份，来自各种类型集水面的雨水收集总量将近有700万立方米，是在机场地区非饮用水需求量的10倍以上。

由于在荷兰水价仍然偏低，有些地区每立方米只有0.8欧元，所以目前的雨水收集利用系统的总体投资效率仍然偏低。但是，如果使用雨水收集系统获得的水源取代小规模的消防用水，效果还是不错的。这种小规模的雨水收集利用的投资回收期为15年左右。如果使用荷兰非工业用水价格每立方米1.4欧元作为评估标准，有些欧洲国家的非工业用水水价甚至更高，大规模的雨水收集利用系统建设仍然是可行的，雨水收集利用系统建设有利可图。

当考虑到使用机场地区收集的雨水进行供水时，较低的工业水价可能使系统在经济上不可行。但是，小规模的应用似乎还是可以的，例如使用收集到的雨水进行每周一次的消防演习，既方便，又节约用水。研究的结果表明，由于水量和水质方面的原因而造成水价上涨时，大面积地使用雨水收集系统在经济上是可行的。