我国缺水城市雨水利用技术的探讨

车武
(北京建筑工程学院城市建设工程系)

　　雨水是自然界水循环系统中的重要环节，对调节、补充地区水资源和生态环境起着极为关键的作用。我国许多缺水城市，一方面面临着水资源的短缺；另一方面，城区不断扩大和完善，不透水面积逐年增加(径流系数增大)，雨水的汇集、排出时间缩短，高峰流量增大(如图1所示)，致使洪水风险增加，雨水大量流失，雨水的地下渗透量及地下水位下降，地面井泉枯竭，湖河常水量减少，水分蒸发量下降，空气干燥，旱情加剧。

　　雨水的利用是一个大有可为的领域，它可以产生以下综合效益：
　　① 节水。?
　　② 削减雨季峰流量。减轻雨水管系及合流管系负荷；防涝；减少雨季溢流污水，减轻污水厂负荷，改善水体环境。
　　③ 增加水分蒸发，改善生态环境。
　　④ 地下水涵养。
　　⑤ 河川、湖泊水量维持。
　　⑥ 缓解地面沉降。
　　雨水利用是一个系统工程，必须全盘考虑，合理规划。需要掌握当地水资源状况、可利用的雨水资源及季节分配；城市规划和给排水基础设施，如不透水面积、城区发展、排水体制、污水处理厂、目前节水技术设施等；地下水位和地质条件；雨水水质及处理要求；水利设施及旱涝情况；雨水利用与现有水资源的合理调配等。这些必要的基础研究和资料是合理开发利用雨水的前提及技术保障。

1 雨水利用技术

　　城市雨水利用技术可分为雨水储留设施和雨水渗透设施两大类。雨水储留设施有截留坝和调节池。前者在我国一些城市早有应用，如北京1988年以来修建了50多座橡胶坝拦截雨水。但截留坝受地理位置等自然条件限制，难以在城区大量采用。
　　从雨水利用角度考虑，雨水调节池应包括中水利用、防灾(消防等)、初期雨水处理等广泛的含义。目前，我国这方面的研究和应用都很少，可以借鉴国外的一些经验。德国从80年代后期开始，修建了大量的雨水调节池来处理和利用雨水，降低对污水处理厂的冲击负荷和对水体的污染。日本对雨水的中水利用、防灾也做了较多的研究。?
　　图2是中水系统中利用雨水的流程示意。应用这种系统，水量的平衡和控制是一个关键问题。此外，我国缺水城市污染也很严重，雨水水质和相应的处理措施也是需要认真考虑的因素。像北京地区发生的泥雨现象，处理不好，可能导致系统的运行困难甚至破坏。

　　雨水渗透设施是采用透水性管、井或透水地面，使地面的雨水能直接渗入地下。雨水渗透设施的种类及作用见图3。

　　日本从80年代初开始雨水渗透技术的研究，十多年来取得很大的发展，已从实验研究阶段进入推广实施阶段，纳入国家下水道推进计划并制定雨水渗透设施的标准。在政策上给予支持，如对采用雨水渗透设施的下水道工程国家给予资金补助。到1996年初为止，仅东京都就采用渗透检查井33450个，渗透管沟286km，透水地面铺装495000m²。
　　日本的研究和应用表明，渗透设施涵养雨水、抑制暴雨径流的作用十分显著。采用渗透设施可使雨水流出率削减到1/6，而且经过十多年的运行，抑制效果没有下降。东京、横滨还对雨水渗透现场的地下水进行连续监测，未发现对地下水构成污染。
　　深井渗透是让雨水直接渗入地下含水层。考虑对地下水的影响尚不明确，维护也较困难，目前应用较少。
　　雨水利用尤其雨水渗透技术是一种投资少、见效快、能发挥综合效益的节水型排水设施。对必须改造和新建的下水道工程，一次性采用渗透设施，更能达到节省投资一举多得的目的。我国正处于城市快速发展、供水矛盾不断尖锐的时期，应该有超前的意识，加快雨水利用技术的应用研究。渗透设施的构造、设计参数、施工管理应根据当地具体条件(如地质条件、地下水位等)试验确定。还应考虑大气、地面污染对雨水水质的影响。

2 管理机构、法规和政策的配套

　　城市雨水利用应属于水资源的开发与管理范畴，具体实施又涉及到城市建设、市政管理、节水、道路园林等许多部门。因此，如何有效地进行合理的开发和利用是一个相当复杂又必须处理好的技术经济和政策问题。除了上述雨水利用硬件技术的研究开发外，管理机构、法规及政策等软件条件的研究也必须同步进行。要打破部门之间的界限，避免推诿扯皮或重复性研究。要纳入当地水资源综合开发利用规划，统一管理，制定相应的法规、政策及鼓励措施。可以在城区设立示范小区，以利研究推广。

参考文献

　　1 车武 联邦德国污水处理 给水排水，1990；16(6)：31～37
　　2 虫明功臣 都市の水循环系の改善における雨水贮留浸透技术の役割と课题 用水と废水，1996；38(10)：7～13
　　3 Geiger W, Dreiseitl H. Neue Wege Für Das Regenwasser in Baugebieten. 1995

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　　作者通讯处：100044 北京建筑工程学院给水排水教研室
　　(收稿日期 1998-10-20)