城市雨水收集存在的問題
結合某市雨水收集工程案例方案設計，對城市雨水收集和利用技術進行總結，目前城市雨水收集和利用設計中存在的問題，并提出相關建議。
一、國外城市雨水收集和利用狀況
由于全球范圍內水資源緊缺和暴雨洪水災害的頻繁發生，從20世紀80年代開始，世界各國就開始探索雨水資源化利用。目前世界上很多國家已經認識到了雨水的利用價值，采用各種技術、設備和措施對雨水進行收集、利用、控制和管理。其中美國、德國、丹麥及日本等經濟發達、城市化進程發展較早的國家，城市雨水利用發展較快。
綜合國外城市開展雨水收集利用較早國家的經驗和技術，主要有以下幾個方面：
(1)技術方面。國外城市雨水利用的方式主要有3中：
1、屋面雨水集蓄系統。收集下來的雨水主要用于家庭、公共場所和企業的非飲用水。
2、雨水截污與滲透系統，道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補充地下水
3、生態小區雨水利用系統，小區沿著排水道建有滲透淺溝，表面植有草皮，供雨水流過時下滲，超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續下滲。
(2)政策方面。許多國家和地區已經出臺了相應的技術手冊、規范和標準，另外還制定了一系列有關雨水利用的法律法規，對雨水利用給予支持。如德國聯邦水法、建設法規和地區法規均以法律條文規定的形式，要求加強對自然環境的保護和水的可持續利用，如規定新建項目的業主必須對雨水進行處置和利用。同時，通過經濟手段控制雨水排放量，如向業主征收不透水地面面積的雨水費用等。
(3)設備方面。專門生產雨水利用設備的廠家和公司也逐漸增多，德國GEP公司生產的雨水過濾器、屋頂雨水利用控制設備、雨水儲存罐等產品暢銷整個歐洲市場，德國UFT公司的流量控制和監控設備已經開始在全球20多個國家和地區銷售和適應，荷蘭WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料、整體式雨水檢查井、雨水口等雨水利用設備已經在全球30多個國家使用。
綜上所述，發達國家城市雨水利用的主要經驗是：建立完善的屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統，制定了一系列有關雨水利用的法律法規，收集的雨水主要用于沖廁所、洗車、澆庭院、洗衣服和回灌地下水，都取得了良好的效果。因此，發達國家在城市雨水資源化和雨水的收集利用的經驗和方法，對解決我國城市雨水收集和利用的研究發展具有借鑒意義。
國內城市雨水收集和利用狀況
我國城市雨水利用具有悠久的歷史，早在秦漢時期就有修建池塘攔蓄雨水用于生活的記錄，西北地區水窖的修筑也已有幾百年的歷史。但真正意義上城市雨水利用的研究與應用卻從20世紀80年代開始，并于90年代發展起來。總的來說技術還較落后，缺乏系統性，更缺少法律、法規保障體系。
20世紀90年代以后，我國特大城市一些建筑物已建有雨水收集系統，但是沒有處理和回用系統。在技術和資金缺乏的情況下，收集后的雨水未經任何處理直接排入水體，對城市水體水質造成了很大的影響。
隨著我國城市和工業的發展，水源危機和雨洪危害日益嚴重。雨水作為重要的水資源加以收集利用，實行綜合治理已成為重要的新興課題。在城市總體規劃上，過去普遍采用的合理制排水系統大多數已被改制，改為分流制或截流制排水系統。但是，對于初期雨水未進行截流處理，多與中后期雨水一樣排入水體。
雨水收集利用的新技術和新設備也不斷涌現，對于大型公用建筑、居住區、建筑群等屋面及地面雨水，經收集和一定處理后，除用于土地入滲補充地下水，還可用于景觀環境、綠化、洗車場用水、道路沖洗、冷卻水補充、沖廁及一些其他生活用水用途。通過因地制宜的規劃設計結合雨水收集，利用設備的實施，減少用于以上用途的自來水用量，既可以節約水資源，又可以節約大量自來水費和排污費。另外還有小型雨水利用設備如一體化HDPE雨水貯存利用設備，是以HDPE密封式貯罐為基體，在罐內設置相應的機電設備。罐體可以安放在地面上或者埋入地下，自屋面或者其他集流場所收集的雨水在罐內做簡單處理，貯水可以通過自動化設備提供給沖廁、澆灌綠地、洗車、水景等用途。
城市雨水收集和利用技術
穿越中瑞生態示范城，是一條東西貫穿的交通轉換型城市次干道。本次工程 主要對生態城范圍內尚賢河以東，南湖大道以西路段間的路面雨水進行回收利用。該段道路總長1130m。
加強對該路段的雨水收集和利用，可以減少城市道路雨水的徑流量，減輕城市排水的壓力，同時回用于景觀、綠化、道路沖洗等市政雜用水，一方面實現了雨水的資源化利用，又能夠有效地控制雨水的徑流污染，減輕城市洪澇災害的發生，達到改善城市生態環境的目的。
雨水收集和利用技術方案
城市雨水的收集和利用技術是雨水收集、棄流、截污、傳輸、儲存和處理等技術的綜合。
雨水收集技術
常見的雨水匯流面有屋面、路面、地面、綠地等。收集的雨水除受降水量控制外，匯流面大小和匯流效率是決定因素。雨水收集技術就是控制源頭水質，提高匯流效率的技術。雨水收集再利用工程屬于路面雨水收集，城市道路路面屬于不透水面積，收集效率較高，但由于城市道路初期雨水污染嚴重，一般對道路前期雨水經過棄流后可以收集回用，綠地雨水徑流量小，以滲透為主。
本工程中道路路面的徑流雨水收集分2種方式進行：
1、利用普通雨水口和雨水鏈接管進行路面雨水收集進入雨水檢查井，進入后續再利用工藝。
2、利用特制的具有截污作用的雨水模塊或雨水口實現對雨水收集的前處理，但此方式需要對雨水口截污裝置進行定期地清洗或清通。
對于道路紅線外的綠地設置滲透性雨水口，實現綠地雨水對雨水的涵養和蓄積作用，同時實現雨水對綠地的滲透澆灌。
雨水棄流及截污技術
雨水徑流污染屬于非電源污染，具有突發性和非連續性。雨水污染的特點是：初期雨水中的污染物含量高，隨著徑流的持續，雨水徑流的表面被不斷沖洗，污染物含量逐漸減小到相對穩定的濃度。
隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重，雨水徑流污染愈加嚴重，尤其是污染物較多的初期雨水。其中SS.BOD和COD指標均超過《污水排放綜合標準》及《地表水環境質量標準》中相關指標要求。可見，初期雨水攜帶的污染負荷相當高且難于控制，已經嚴重超出直接排放水體的標準。因此，在雨水收集利用的過程中，降雨初期雨水需要舍棄，常見的是就近排入市政污水管或土壤下滲處理，這種棄流技術需要由裝置通過手動或自動控制來實現。國外雨水利用先進的國家已生產出一些定型產品。目前常用雨量計或降雨歷時來控制初期雨水的水質和排棄。
雨水截污技術就是在源頭和徑流過程中，對雨水水質進行控制，也就是對雨水水質的預處理。本工程路面雨水通過在雨水口設置截污掛籃對雨水進行預處理，綠地中設置透式雨水口，實現雨水口截污和綠地過濾雙重截污的方式進行。
采用間隔5~8個雨水井(也可結合實際污水井的位置調整)設置一個截污雨水井，以實現對初期雨水的截污和棄流。
雨水傳輸技術
雨水的傳輸主要有2種形式，即地下管道傳輸和地表明溝傳輸，可以是重力流或壓力流。地表溝傳輸，通常模擬天然水流婉蜓曲折的軌跡，或構筑特定的造型，雨水的傳輸和貯存與城市景觀建設融為一體，有利于美化改善城市環境。本工程采用地下管道傳輸的方式進行，對于蓄水池中的雨水采用水泵提升、管道輸送，供澆曬綠地或河道補充水使用。
雨水蓄存技術
雨水蓄存技術包括蓄存容量的計算和儲存器的選擇、布置、以及水質改善的技術。家庭貯存雨水可采用罐、缸、桶等，社區環境可修建蓄水池，也可利用水景和人工湖。為了防止蓄水池中的固體使水散發臭氣，可以采用增氧手段。
本工程中道路路面分為3段，路面面積分別為：11220/8500和125802m按照《室外排水設計規范》GB50014-2006，中相關規定計算，其中雨水量計算雨水徑流量，如下：
式中：q表示暴雨強度;t表示降雨歷時，其中t=t1+mt2，t1地面集水時間，取10min;m為折減系數，取2，t2 為管內流行時間;P表示設計重現期，取1年。
計算得到3段道路的雨水徑流為別為：375、297和405m3
采用地下水雨水蓄水池進行水量調節，位置定位3段排水終端附近3個蓄水池的容積分別為400、300和400m3。蓄水池采用市場加工成型的產品化蓄水設備，也可采用磚砌或者混凝土澆筑的蓄水池。
雨水處理技術
由于雨水的水量和水質變化較大，用途的不同所要求的水質標準和水量也不同，所以雨水處理的工藝流程和規模，應根據收集回用的方向和水質要求以及可收集的雨水量和雨水水質特點來確定處理工藝和規模。一般來說，常規的各種水處理技術及原理都可以用于雨水處理。工藝方法可采用物理法、化學法、生物法和多種工藝組合。
本工程中結合雨水回用的途徑和使用性質，考慮增加雨水處理系統或采用不同的雨水處理工藝，以達到不同用途回用水的水質標準。
雨水收集再利用系統方案
綜合以上所述雨水再利用技術，設計雨水收集再利用系統方案，見圖1、
結合上述雨水收集再利用方案設計中遇到的問題，提出以下建議：
(1)制定相關的法規、政策、技術規范與標準。由于目前我國的水價偏低，單從經濟效益來看雨水收集再利用往往不可行，政府機構和相關行業應盡快出臺我國城市雨水利用的相關政策、法規、尋求并實施減少城市雨水徑流污染要求的最佳管理模式和技術措施，制定符合我國國情與當地條件及城鎮生態建設要求的遠、近期規劃、使雨水利用能被廣泛推廣。
(2)因地制宜，注重地區和項目的特殊性。現代城市雨水利用是一項涉及多學科的、復雜的系統工程，在選擇雨水利用系統方案時，要特別注意地域及現場各種條件的差異，即使在同一個城市，由于項目間各種因素和條件不同，宜采用的方案也可能完全不同，切勿生搬硬套。
(3)城市雨水利用與城市環境和生態建設息息相關。城市初期雨水污染程度較高，直接排入城市周邊水體或排入市政排水管網會嚴重破壞水體生態環境或給城市污水處理廠帶來的負荷沖擊。
因此，從城市水處理的整體角度和環境效益的長遠角度來看，在城市道路和小區等工程項目建設中，都應該考慮設計相應的雨水收集設施，同時要把初期雨水收集處理的問題考慮在內，做出不同情況下初期雨水的不同的收集及處理方案。
(4)教育與民眾的參與，轉變傳統觀念。城市雨水的利用與人們的生活息息相關，也必須有民眾的廣泛參與和支持才可能取得成效。因此，需要通過各種方式進行教育，提高人們的理解和自覺的參與意識，如組織對示范工程的參觀、公益性廣告、展覽及社區活動等。在教育和參與中轉變人們對傳統水資源認識上的誤區，逐步使公眾意識到城市雨水收集再利用人類經濟和社會發展中的重要作用。
