把雨水作為重要水資源加以收集

把雨水作為重要水資源加以收集隨著人口劇增和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，水資源短缺問題已成為世界各國普遍關(guān)注的問題。我國人均水資源約為世界人均的四分之一，水資源的供需矛盾已成為制約我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市發(fā)展的瓶頸，而且時空分布非常不均勻，其中81%集中分布在長江及其以南地區(qū)，全年85%的雨水集中6~9月因此把雨水作為重要水資源加以收集，實行綜合利用已經(jīng)成為一個重要的新興課題，全國各級政府都很重視這方面的工作。雨水利用的意義雨水利用有廣義和狹義之分，狹義的雨水利用是指對雨水的原始狀態(tài)或最初轉(zhuǎn)化階段（如地表水、地下水或土壤水階段）的利用廣義的雨水利用，對于一個區(qū)域來說，是指所有形式的水資源（包括河川徑流和地下水等）都來自雨水。城市雨水利用具有重要的積極意義：（1）雨水滲透能夠適當(dāng)提高地下水位，補(bǔ)充地下水，對于地下水超采城市來說具有重要的意義。（2）雨水的綜合利用可減少城市街道雨水徑流量，減輕城市排水的壓力。（3）雨水用于工農(nóng)業(yè)用水和生活用水，為城市提供新的供給水源，緩解水資源供需矛盾。我國雨水利用現(xiàn)狀德國、英國、日本等國對城市雨水利用進(jìn)行了大量的研究和工程實踐，技術(shù)已相當(dāng)成熟，而且發(fā)展非常迅速，目前已建立各種城市雨水收集、處理和應(yīng)用系統(tǒng)。當(dāng)前我國城市雨水利用還處于發(fā)展初期階段，個別城市和地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入工程實施和推廣階段。上個世紀(jì)末，我國城市雨水利用主要在缺水地區(qū)有一些小型、局部的非標(biāo)準(zhǔn)性應(yīng)用。較典型的示例有山東的長島縣、大連的獐子島和浙江省舟山市葫蘆島等雨水集流利用工程，我國大中城市的雨水利用基本處于探索與研究階段。北京、上海、大連、哈爾濱、西安等許多城市相繼開展研究，已顯示出良好的發(fā)展勢頭。北京城市雨水利用的研究和應(yīng)用都發(fā)展非常迅速，曾獲2002年北京市科技進(jìn)步獎?？偼顿Y6000萬元的“城市雨洪控制與利用”示范小區(qū)雨水利用項目在2000年啟動并于2004年底完成。2001年國務(wù)院批準(zhǔn)了包括雨洪利用規(guī)劃內(nèi)容的“21世紀(jì)初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃”。北京市政府（2000年12月1日）66號令中明確要求開展市區(qū)的雨水利用工程，在2008奧林匹克場館建設(shè)中也采納雨水利用技術(shù)。因此，北京市的城市雨水利用已進(jìn)入示范與實踐階段，將成為我國城市雨水利用技術(shù)的龍頭。通過一批示范工程，爭取用較短的時間帶動整個領(lǐng)域的發(fā)展，實現(xiàn)城市雨水利用的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，從而加快我國城市雨水利用的步伐。同時，我國其他一些省區(qū)發(fā)展較快，如甘肅的“121雨水集流工程”、內(nèi)蒙古的“112集雨節(jié)水灌溉工程”、寧夏的“窖水蓄流節(jié)灌工程”等。這些省區(qū)雨水利用技術(shù)的研究與應(yīng)用，取得了一批成果，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益，顯示出強(qiáng)大的生命力，推動了我國雨水利用的發(fā)展。另外，國家水利部和建設(shè)部相繼在2001年和2006年分別頒布了《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》 (SL267-2001)和《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)》(GB50400-2006),這些規(guī)范技術(shù)的出臺標(biāo)志著我國雨水的利用在逐漸成熟。雨水利用方式及處理工藝目前雨水的利用主要是在住宅小區(qū)、公園、別墅和學(xué)校等建筑群中收集水質(zhì)相對較好的屋頂和路面雨水。雨水利用方式按雨水不同來源，其利用有兩種方式：(1)屋面(頂)雨水集蓄利用。利用屋頂作集雨面用于家庭、公共和工業(yè)等方面的非飲用水，如澆灌、沖廁、洗衣、綠化等中水系統(tǒng)(。2)地面雨水集蓄利用。利用地形，將雨水收集、處理、利用或入滲土壤，回灌地下水。按雨水利用的目的，其利用有以下兩種方式：(1)直接利用。建立雨水的蓄積設(shè)施將雨水收集起來后處理，處理的雨水再利用，主要用于城市的綠地澆灌、路面噴灑、沖洗廁所、景觀用水等，不僅增加了可用水資源量，減輕城市防洪排水壓力，保證城市防洪安全，還可控制地面水體的污染，而且可有效地緩解城市供水壓力。(2)間接利用。通過工程措施增加雨水的入滲量，雨水滲透回灌補(bǔ)充地下水，使雨水轉(zhuǎn)化為土壤水和地下水蓄積待用，實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。雨水利用處理工藝雨水屬輕污染水，與處理生活污水相比，雨水處理更加經(jīng)濟(jì)易行。雨水水質(zhì)的COD較低、溶解氧接近飽和濃度、鈣含量低、總硬度小，幾乎沒有有機(jī)污染物的污染，其他理化指標(biāo)也優(yōu)于生活污水的水質(zhì)。經(jīng)簡單處理后便可用于市政雜用水和工業(yè)用水，且工藝流程簡單、水質(zhì)更可靠、細(xì)菌和病毒的污染率低等優(yōu)點。對于雨水綜合利用工藝可分為3個部分：雨水收集、雨水處理和雨水利用。一般雨水簡單的處理工藝如下：初期雨水棄流一雨水收集系統(tǒng)一雨水處理系統(tǒng)一儲存一雨水利用系統(tǒng)，見圖1所示。初期雨水弁流舸水收集系統(tǒng)雨水處理系統(tǒng)陽水利用系統(tǒng)初期雨水弁流舸水收集系統(tǒng)雨水處理系統(tǒng)陽水利用系統(tǒng)市政排水管網(wǎng)圖i雨水綜合利用工藝流程圖雨水收集雨水收集的方式有許多種型式，例如屋頂集水、地面徑流集水、水網(wǎng)攔截和新建貯存池等。其收集方式因地勢、地域等因素而有所差異。收集方式主要有以下2種（1）利用屋頂收集雨水。從屋頂收集后的雨水經(jīng)沉淀和過濾等簡易處理后主要用于公共場所、企業(yè)和家庭的非飲用水（如冷卻循環(huán)水、地面沖洗用水、綠化用水、廁所沖洗水等）。（2）利用貯存池收集地面雨水。在學(xué)校、小區(qū)、大型公共場所等區(qū)域里面和道路兩側(cè)，興建滯洪和儲蓄雨水的蓄洪池，減少地面積水總量，并將積蓄的雨水用作噴灑路面、灌溉綠地消防、水景景觀用水等城市雜用水，努力實現(xiàn)社區(qū)雨水零排放。這些設(shè)施大多建在地下，以充分利用地下空間。雨水處理雨水收集后的處理過程，與一般的水處理過程相似，唯一不同的是雨水的水質(zhì)較其他回收水水質(zhì)好，一般雨水pH值為酸性，初期降雨所帶入的收集面污染物或泥砂，是最大的問題所在。而一般的污染物（如樹葉等）可經(jīng)由篩網(wǎng)篩除，泥砂則可經(jīng)由沉淀及過濾的處理過程加以去除。雨水處理工藝主要有：①生化處理系統(tǒng)；②人工濕地系統(tǒng)；③土壤滲濾系統(tǒng)。雨水的處理主要采用化學(xué)方法，其步驟為：①沉淀（自然沉淀和混凝沉淀等）；②過濾砂慮和微濾等）；③消毒（紫外和漂白粉等）雨水利用雨水綜合利用的主要措施是結(jié)合降水特點及地形、地質(zhì)條件，采用雨水滲透利用方案，設(shè)計出一種從“高花壇”、“低綠地”到“淺溝滲渠滲透”逐級下滲雨水的利用模式。采用的滲透設(shè)施有滲透池、滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、浸透側(cè)溝、調(diào)節(jié)池和綠地等。還可直接在城市一些的建筑物上設(shè)計收集雨水的設(shè)施，將收集到的雨水用于消防、植樹、洗車、沖洗廁所和冷卻水補(bǔ)給等，經(jīng)處理后的水質(zhì)較好也可以供居民飲用。雨水的利用除了可以作為街廁沖洗用水外，也可作為其它用水如空調(diào)冷卻水、消防用水、洗車用水、花草澆灌、景觀用水、道路清洗等均可使用，如未經(jīng)消毒等處理不能用于與人接觸的用水或飲用。于常武等，對大學(xué)校園類的地面覆蓋結(jié)構(gòu)的綜合雨水利用研究實例表明，雨水資源綜合利用系統(tǒng)可以滿足本區(qū)域用水需要。另外，雨水回灌地下、雨水滲濾等利用，也可有效地緩解城市用水的緊張局面，實現(xiàn)用水的可持續(xù)發(fā)展。雨水利用示例雨水綜合利用是一個系統(tǒng)工程。在國外，如倫敦、柏林、丹麥等城市，雨水綜合利用有很多成熟的案例，在國內(nèi)也有一些典型示例。北京國際體育館雨水利用工程作為2008年奧運會主會場的國家體育館，其雨水利用充分考慮了其所處位置的地形特點，用地范圍內(nèi)可滲透回用的雨水先排入綠地，再通過土壤過濾等方式進(jìn)行回收；可收集雨水的主要來源是場內(nèi)雨水、屋面雨水及賽場周邊地面雨水，在蓄水池附近設(shè)置容積法棄流池控制初期雨水。雨水采用工藝流程如圖2所示。排入綠燉納濾池圖2北京國際體育館雨水和用工程工藝流程圖可瀋透冋用雨水I反沖洗朮涓防、中水仟用水池用地范闈內(nèi)雨水T町收集甬水排入綠燉納濾池圖2北京國際體育館雨水和用工程工藝流程圖可瀋透冋用雨水I反沖洗朮涓防、中水仟用水池用地范闈內(nèi)雨水T町收集甬水雨水蓄水調(diào)節(jié)池十壤過濾回收二級砂濾池砂濾池「J消母池趙濾池北京市某小區(qū)屋面雨水收集利用小區(qū)總占地面積為2.9萬m2，其中道路停車場占30%綠地占50%建筑占20%其屋面雨水處理工藝流程如圖3所示。小憧污水管道 溢流管道混凝加藥製置消母利藥製置t排至 f溢流！ I屋面雨水一雨落管"初期癢流裝胃一管、渠一貯水池一魏一壓力濾池一中水池一利用（.綠化、噴灑路面、洗車用水等〉囲3北京市巣小區(qū)屋面雨水收集利用工藝流程園重慶江津市鼎山大道的水木年華?湖上組團(tuán)工程本工程地處江津市東部新城區(qū)，占地面積12.8萬川，場地地勢北高，沿路逐級降低，高差約28m。有雨水收集系統(tǒng)、儲存凈化系統(tǒng)和雨水利用系統(tǒng)（水景、噴泉、綠化、道路沖洗、環(huán)境衛(wèi)生、洗車和消防用水），其雨水綜合利用圖4所示。收集系統(tǒng)利用系統(tǒng)I向怡景湖補(bǔ)水圖本工程地處江津市東部新城區(qū)，占地面積12.8萬川，場地地勢北高，沿路逐級降低，高差約28m。有雨水收集系統(tǒng)、儲存凈化系統(tǒng)和雨水利用系統(tǒng)（水景、噴泉、綠化、道路沖洗、環(huán)境衛(wèi)生、洗車和消防用水），其雨水綜合利用圖4所示。收集系統(tǒng)利用系統(tǒng)I向怡景湖補(bǔ)水圖4重慶江津市鼎山大道的水木年華?湖上組團(tuán)工程水泵抽水「儲存，凈化系統(tǒng) 一|綠化道路沖洗環(huán)境EEI洗朮消防用水澄消過濾第二區(qū)域水迪I|第-區(qū)域卜浮流向蓄水池補(bǔ)水屮咳室朋水溝向番水池補(bǔ)水！市政雨水管雨水綜合利用的設(shè)計方案需對不同地域、不同氣象條件的水資源狀況、可利用雨量的大小進(jìn)行綜合分析，以優(yōu)化設(shè)計雨水收集處理系統(tǒng)，關(guān)于雨水綜合利用的形式及方法仍有待進(jìn)一步研究。問題與展望我國水資源環(huán)境現(xiàn)狀面臨著嚴(yán)峻的考驗，一方面是水資源的短缺，另一方面是雨洪徑流白白流走，導(dǎo)致水環(huán)境惡化。圍繞雨水資源的綜合利用，我國開展了大量的理論探索和科學(xué)研究，如何高效利用雨水資源，實現(xiàn)雨水綜合利用仍然還存在著一系列的矛盾與問題。（1） 雨水綜合利用與排水設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的關(guān)系。近年來，我國不少城市發(fā)生暴雨洪水，很大程度上是因為基礎(chǔ)設(shè)施，即排水設(shè)施（雨水源頭控制、收集、利用和輸送等）出現(xiàn)了問題。雖然國內(nèi)對城市雨水利用和雨水徑流的研究起得了一定的進(jìn)展，但這兩個領(lǐng)域的研究還滯后于城市規(guī)劃建設(shè)與發(fā)展。（2） 雨水綜合利用與供水之間的關(guān)系。隨著城市化進(jìn)程的加速，供水壓力日益劇增，供水設(shè)施規(guī)劃建設(shè)與雨水綜合利用的同時，加以妥善解決。（3）缺乏相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范與管理。由于認(rèn)識與研究上的不足，我國目前在城市雨水的利用及雨水徑流污染控制領(lǐng)域并未形成實用的技術(shù)體系及相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，亦缺少相關(guān)的法規(guī)、政策和管理體系，對城市雨水利用技術(shù)的科學(xué)性、系統(tǒng)性和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。（4）沒有足夠重視、公眾教育與參與意識不強(qiáng)。目前把解決城市缺水問題寄托于外部調(diào)水或超采地下水，沒有把雨水資源作為緩解手段。同時，城市居民的教育和環(huán)保意識不夠。（5）與其