城市雨水资源利用途径及其生态保护

陈卫¹，孙文全¹，孙慧²?
（1.南京建筑工程学院 城市建设系， 江苏 南京 210009； 2.上海深圳物业发展有限公司， 上海 201108）

　　摘要：对城市用水需求量剧增与水资源紧缺和水污染严重的现实，提出了研究开拓城市雨水资源化途径和生态补偿实用技术，这将在解决水资源短缺、改善城市生态环境、防洪减灾等方面具有重大的社会、经济和环境效益。?
　　关键词：城市；雨水资源；生态环境?
　　中图分类号：X703
　　文献标识码：B
　　文章编号：1000-4602(2000)06-0026-02

基金项目： 江苏省科委社会发展基金资助项目 (BS99112)<

　　我国雨水资源丰富，年降水量达61900×10⁸ m³。近年来，暴雨强度增大，频率增加，然而这部分资源在缺水城市不但没有合理利用，相反在城市暴雨时往往积水严重，产生洪涝灾害；或在雨季弃之排走，在旱季严重缺水。因此，我国一方面水资源极度紧缺，另一方面又未能有效利用宝贵的雨水资源，造成了水资源的浪费。

　　1 城市雨水利用的经济和生态意义

　　① 雨水可免费使用。?
　　② 雨水适于冲厕、洗衣物，故生活用水不必再用饮用水；雨水的钙盐含量低，属软水，可作冷却水。在德国的部分地区，利用雨水可节约饮用水达50%，在公共场所用水和工业用水中节约更多。?
　　③ 雨水渗透可节省封闭路面下的雨水管道投资。?
　　④ 保护地下水水质和储备，简化饮用水净化工艺，投资省。?
　　⑤ 雨水渗透利于自然界的水循环，补偿地下水。?
　　⑥ 雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和排水管网负荷。?
　　在国外，如以色列由于严重干旱缺水，降水资源利用率达98%；在美国，建造渗滤田，不仅补充地下水层，还在暴雨洪水时起汇集和调蓄作用。许多国家把雨水资源化作为城市生态系统的一部分，其系统研究始于80年代，在德国已经形成了一整套较为成熟的雨水资源利用的实用型技术、行业标准和管理条例。?
　　我国对雨水资源的利用自古即有，大多用于农业用水，而城市雨水资源化的系统研究及应用尚属起步阶段。?

　　2 我国城市雨水资源化的途径

　　对雨水资源化首先要从开发资源、生态补偿与城市可持续发展的高度加以重视，有政策法规的支持和支撑，有多专业跨学科的专家学者的协调运作。借鉴国外对城市雨水资源化研究及应用的经验，结合国情，我国城市雨水资源化及其科学利用可在如下几方面进行实用型技术的开发研究。?
　　① 建造雨水蓄水(和适当处理)设施，汇集贮存城市雨水用作城市非饮用水的直接水源，或用作建筑内外的冲洗用水、绿化喷洒用水，必要时还可用作工业用水，这在一定程度上可以缓解城市供水的压力。如以建筑屋面雨水的汇集贮存利用为例，屋面雨水经雨水斗、雨水立管和适当设置的过滤器过滤后流入贮水池，雨水在池中静置，雨水中的颗粒或下沉或上浮至池表面，出水经设在池中部的浮游式过滤器再次过滤后，由水泵送至专为冲洗用水、洗涤用水和庭院浇灌用水而设置的管网。
　　贮水池可分为室内池和室外池。室内池价廉，但占用地下室空间。考虑搬运方便，室内池应容积较小，成组设置。重要的是池内需漆成暗色，以防藻类滋生；而需要较暗的空间，就可采用价格低廉的稍有透光的贮水池。室内池应设在全年温度都较低的位置，以防水温高于15～18 ℃时会发生腐败而变味。最好还是将贮水池设在室外，埋在地下。贮水池需设溢流管，水面上的浮游物可在大雨时溢流至排水管道或让溢流的雨水经地层渗透。贮水池上应开设人孔，以定期清除池底沉泥。可采用混凝土池和塑料池，后者安装维护简单，但需注意填埋要到位，以防止上浮的危险。如果池中雨水被耗尽，可通过电磁阀等装置控制给水管网中的水流入池中，以补用水。贮水池的大小取决于平均年降雨量、屋顶形式和屋面材料，还要考虑雨水流经系统中过滤器时的损失等。
　　再以住宅小区雨水的汇集、贮存和利用为例，小区的雨水由小区雨水管网收集并送至雨水贮水池(可在贮水池前增设适当处理设施，以净化收集的雨水)，由抽升设备(如水泵、气压罐)送至小区内部专为道路浇洒、绿化和汽车冲洗等日杂用水而设置的管网，供小区内部杂用。根据小区所在地的年平均降雨量和汇水面积，计算出雨水量，可按其5%～10%确定贮水池的容积。若该地区出现长时间无降雨情况，则贮水池亦可由小区内部的市政给水管网供给。
　　② 尽可能减少封闭路面，在德国的巴伐利亚州，封闭路面仅占路面的3.4%。采用在绿色植被与土壤之间增设贮水层、透水层等办法可减缓雨水地表径流的速度，增加城市土壤的相对含水量，减少城市绿化的人工喷洒用水；可以减小城市雨水干管的管径，降低暴雨期间城市的防洪压力，并使城市地下水得到补偿。如在土壤、地下水状态等条件允许的前提下，利用低洼地、植物塘、渗透井、人行道和休闲区域采用草皮砖等措施实现雨水渗透。土壤中水的蒸发可以改善相应区域的气候环境。
　　③ 利用雨水资源，强化建筑屋顶绿化，尤其在大城市的建筑密集区域，可大大增加城市绿化面积，进而达到美化城市、净化城市空气、吸纳城市噪音、降低城市热岛效应、逐步改善城市生态环境的目的。
　　上述雨水利用技术均有设施易实施、工程周期短、建设投资省、运行与管理费用不高等特点。由此可见，城市雨水资源化在解决水资源短缺(城市供水紧张)、补偿城市生态环境(地下水补充)、解决城市排水困难(城市发展快、排水设施不足、新建投资很大等)、防洪减灾和绿化美化城市等方面，具有重大的社会效益、经济效益和环境效益。?

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收稿日期：1999-12-20