把雨水作為重要水資源加以收集-龍康雨水收集
隨著人口劇增和經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，水資源短缺問(wèn)題已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)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(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市發(fā)展的瓶頸，而且時(shí)空分布非常不均勻，其中 81% 集中分布在長(zhǎng)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(shí)行綜合利用已經(jīng)成為一個(gè)重要的新興課題，全國(guó)各級(jí)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(duì)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(duì)于一個(gè)區(qū)域來(lái)說(shuō)，是指所有形式的水資源(包括河川徑流和地下水等)都來(lái)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(duì)于地下水超采城市來(lái)說(shuō)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(guó)雨水利用現(xiàn)狀
德國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)對(duì)城市雨水利用進(jìn)行了大量的研究和工程實(shí)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(guó)城市雨水利用還處于發(fā)展初期階段，個(gè)別城市和地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入工程實(shí)施和推廣階段。 上個(gè)世紀(jì)末，我國(guó)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(zhǎng)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(guó)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(kāi)展研究，已顯示出良好的發(fā)展勢(shì)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(jiǎng)。總投資 6000 萬(wàn)元的“城市雨洪控制與利用”示范小區(qū)雨水利用項(xiàng)目在 2000年啟動(dòng)并于2004年底完成。2001 年國(guó)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(hào)令中明確要求開(kāi)展市區(qū)的雨水利用工程，在 2008 奧林匹克場(chǎng)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(shí)踐階段，將成為我國(guó)城市雨水利用技術(shù)的龍頭。通過(guò)一批示范工程，爭(zhēng)取用較短的時(shí)間帶動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，實(shí)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(guó)城市雨水利用的步伐。
同時(shí)，我國(guó)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(huì)效益和生態(tài)效益，顯示出強(qiáng)大的生命力，推動(dòng)了我國(guó)雨水利用的發(fā)展。另外，國(guó)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(tái)標(biāo)志著我國(guó)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(duì)較好的屋頂和路面雨水。
雨水利用方式
按雨水不同來(lái)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(lái)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(guò)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(shí)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(méi)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(jiǎn)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(jiǎn)單、水質(zhì)更可靠、細(xì)菌和病毒的污染率低等優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于雨水綜合利用工藝可分為3個(gè)部分： 雨水收集、雨水處理和雨水利用。一般雨水簡(jiǎn)單的處理工藝如下：初期雨水棄流→雨水收集系統(tǒng)→雨水處理系統(tǒng)→儲(chǔ)存→雨水利用系統(tǒng)，見(jiàn)圖1所示。
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(shì)、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(guò)濾等簡(jiǎn)易處理后主要用于公共場(chǎng)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(chǎng)所等區(qū)域里面和道路兩側(cè)，興建滯洪和儲(chǔ)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(shí)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(guò)程，與一般的水處理過(guò)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(wèn)題所在。而一般的污染物(如樹(shù)葉等)可經(jīng)由篩網(wǎng)篩除，泥砂則可經(jīng)由沉淀及過(guò)濾的處理過(guò)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(guò)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(diǎn)及地形、地質(zhì)條件，采用雨水滲透利用方案，設(shè)計(jì)出一種從“高花壇”、“低綠地”到“淺溝滲渠滲透”逐級(jí)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?jìng)?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(jì)收集雨水的設(shè)施，將收集到的雨水用于消防、植樹(shù)、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(duì)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(shí)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(shí)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(gè)系統(tǒng)工程。 在國(guó)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(guó)內(nèi)也有一些典型示例。
北京國(guó)際體育館雨水利用工程
作為 2008 年奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)的國(guó)家體育館， 其雨水利用充分考慮了其所處位置的地形特點(diǎn)，用地范圍內(nèi)可滲透回用的雨水先排入綠地，再通過(guò)土壤過(guò)濾等方式進(jìn)行回收;可收集雨水的主要來(lái)源是場(chǎng)內(nèi)雨水、屋面雨水及賽場(chǎng)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。
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(wàn) m 2，其中道路停車場(chǎng)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。
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(wàn)㎡，場(chǎng)地地勢(shì)北高，沿路逐級(jí)降低，高差約28m。有雨水收集系統(tǒng)、儲(chǔ)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。
雨水綜合利用的設(shè)計(jì)方案需對(duì)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(jì)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(wèn)題與展望
我國(guó)水資源環(huán)境現(xiàn)狀面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，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(guó)開(kāi)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(shí)現(xiàn)雨水綜合利用仍然還存在著一系列的矛盾與問(wèn)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(lái)，我國(guó)不少城市發(fā)生暴雨洪水，很大程度上是因?yàn)榛A(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(wèn)
題。雖然國(guó)內(nèi)對(duì)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(gè)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(shí)，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(shí)與研究上的不足，我國(guó)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(shí)用的技術(shù)體系及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，亦缺少相關(guān)的法規(guī)、政策和管理體系，對(duì)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(méi)有足夠重視、公眾教育與參與意識(shí)不強(qiáng)。目前把解決城市缺水問(wèn)題寄托于外部調(diào)水或超采地下水，沒(méi)有把雨水資源作為緩解手段。同時(shí)，城市居民的教育和環(huán)保意識(shí)不夠。
(5)與其他方面的關(guān)系。隨著雨水利用技術(shù)的發(fā)展，城市雨水利用將走與生態(tài)環(huán)境保護(hù)、水土保持和城市可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合的發(fā)展道路，今后的發(fā)展方向是雨水綜合利用系統(tǒng)的優(yōu)化和技術(shù)設(shè)備的集成等。
從城市雨水水質(zhì)、雨水收集利用方案及與中水系統(tǒng)的關(guān)系、雨水的滲透方案及滲透裝置、雨水的污染控制及凈化措施、雨水利用與小區(qū)生態(tài)環(huán)境等諸多方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。 目前重點(diǎn)是對(duì)工程應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)地總結(jié)，開(kāi)發(fā)更多的實(shí)用裝置和設(shè)備，建設(shè)工程的附屬設(shè)施應(yīng)與雨水利用工程結(jié)合，為大規(guī)模推廣應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持。
