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城市雨水利用的回述与发展

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：王国锋

[导读] 摘要：雨水的收集再利用，是缓解寒旱区的一种重要方式途径。

        兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州 730070
        摘要：雨水的收集再利用，是缓解寒旱区的一种重要方式途径。根据海内外的雨水利于方式与技术，再结合地方的一些特性，创新雨水的利用方式，提高水资源的利益最大化。社会或者城市化发展到一定程度，就会出现与之对应的问题，有问题就需要解决其的办法。雨水利用模式与国家和社会的发展也有相关性，现阶段国内外的水资源利用方式都各有特色，应取长补短，发展适合国内的与之相匹配的雨水利用模式。
        关键词：雨水利用；雨水资源化；雨水利用模式
        Review and Development of Urban Rainwater Utilization
        Wang Guofeng1
        （1.School of Environmental and Municipal Engineering，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou，Gansu，730070，China）
        Abstract：The collection and reuse of rainwater is an important way to alleviate the cold and drought areas.According to the methods and technologies of rainwater at home and abroad，combined with some local characteristics，innovate the use of rainwater to maximize the benefits of water resources.When society or urbanization develops to a certain level，corresponding problems will appear，and if there are problems，solutions are needed.Rainwater utilization patterns are also related to the development of the country and society.At this stage，water resources utilization methods at home and abroad have their own characteristics.We should learn from each other's strengths and develop suitable rainwater utilization patterns that match them.
        Keywords：Rainwater Utilization；Rainwater Resources；Rainwater Utilization Model
        在21世纪，科技社会经济度得到很大发展，然而环境问题仍然存在很大问题，特别是水资源短缺，水污染较为严重，这就需要投入更多人力资源，以及得到经济和科学技术的支持，来解决这些难题。然而雨水资源化，是很好的突破口，可以缓解水资源紧缺的问题，还可带来经济和生态等方面的效益。
        1国内外雨水资源利用模式发展现状
        1.1国内雨水利用模式的研究
        我国对雨水资源的开发及利用起步都较晚，上世纪八十年代，我国西北地区展开了雨水利用试验示范研究，如甘肃省“121雨水集流溜溉工程”、内蒙古“l12集雨节水灌溉工程”、宁夏“窖水蓄流节灌工程等，到了上世纪九十年代以来，城市化带来的水资源紧缺问题日益突出，华北、东北等地区城市也进行雨水资源化利用的实践。一批雨水工程得到开发，北京市雨水利用工程实施推广，例如在北京奥运会场馆建设中就采用了雨水利用技术[1]。
        经过几十年科研人员和实践者的研究探索，国内雨水利用模式得到了长足的发展，主要的利用模式有屋面雨水利用模式、城市道路雨水的利用、以及正在蓬勃发展的“海绵城市”，让城市水资源得到良性循环。
        1.2国外雨水利用模式的研究
        在国外，雨水利用技术相对较国内成熟度更高，欧洲如英国提出的Sustainable Urban Drainage Systems，简称SUDS；北美的美国研究出径流雨水处理系统，如最佳管理措施（Best Management Practices，简称BMP）和低影响开发技术（Low Impact Development，简称 LID）等[2]。
        2 雨水资源化的实践和发展过程
        2.1雨水资源化具有经济社会与生态环境的开发利益
        生态系统中水循环的重要环节是降水形成的径流雨水，对保护生态环境起着不可忽视的作用，对补充地区水资源、减缓水资源紧缺有很重大的作用。
        （a）节约水资源，实现经济循环[3]，以温室大棚内的花卉产业为例，提高温室大棚的雨水利用率、减少运行成本，提供经济效益。
        （b）涵养地下水[4-5]，补充和回灌给地下水，可通过诸多形式雨水渗透方式实现，地下水的良性循环，从而进行恢复目前的城市或郊区地下水的动态平衡。
        （c）特别是干旱半干旱地区，收集与利用雨水资源，可减少水土流失利于生态的城市建设。
        （d）有利于缓解城市水资源不足，控制非点源污染。
        2.2 雨水的处理工艺
        径流雨水冲刷集雨面上大量污染物质会累积，初期雨水最为明显，其中化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）及N、P的氧化物和重金属离子等含量会超过地表水环境质量标准V类标准限值，需要经过一系列的处理工艺才能利用，或者初期雨水弃流不用。后期雨水经过测试发现各污染物的指标会降低，达到相应的限制，可以直接进行利用。目前，国内外对径流雨水处理方法有如下几种处理技术：植草浅沟、植被控制系统、渗滤系统、MBR（MembraneeBioReaetor）处理系统、MR（MuldenRigolen）处理系统，该系统又可以叫“水洼—渗透渠组合系统”、湿式滞留池、人工湿地处理系统、雨水深度处理系统[6]。
        经过以下简单的处理工艺处理后可以应用于灌溉、绿化、冲厕等。

        图1 城市道路雨水集蓄利用流程
        2.3 城市雨水资源利用存在的缺陷
        当前，没有很好对待雨水资源利用，采取先利用再排放的概念。在目前水资源短缺的前提前，大量雨水经过雨水管网的排放，使得成本增加，同时使水资源大大流失。城市水资源开发与城市建设管理属于城市雨水资源范畴，涉及到城市雨水资源的防涝、排放和污染防治，城市生态环境建设、城市供水及其规划和建设等多方面，并且在国内很多的城市建设雨水利用的示范工程。就当前现状来看，雨水的利用受诸多因素的限制，如资金、技术、制度等，
        在以前的许多城市建设中，都未考虑到这些因素的限制。我国是传统的农业大国，雨水的利用有历史的因素，所以近代雨水资源化利用侧重于农业生产，即农田灌溉，对于城市的生态环境改善与水资源短缺问题没有得到足够的重视。故而，应当抓紧学习海内外经过实践检验的雨水资源利用好的实用技术，结合国内当地经济状况和自然条件，研究适用于国内城市乡村雨水的政策法规、管理部门、设备技术等，尽快实现城市雨水资源利用的“三化”，即国际化、标准化和产业化。
        2.4城市雨水资源利用发展趋势
        城市雨水资源利用涉及诸多方面，从以下4个方面进行叙述：
        （1）研究大面积的雨水资源化开发，从基础理论的高度，研究试点示范工作，从而进行水资源的利用和有效的开发，需要从不同的方面着手，诸如经济社会、生态文明、社会管理，科学技术等。进而综合研究城市雨水利用的特征，将雨水的利用作为城市及乡村结合部的重大的辅助型工程，缓解城市供水压力，主要应用于生活杂用水与部分工业用水等方面。
        （2）雨水资源综合利用，是应用城市的各种水体，如各种人工水体和自然水体（江河湖、沼泽、湿地），从而进行城市径流雨水的利用、净化和水量调蓄，同时也缓解了城市雨水管网和排水系统负荷。
        （3）城市整体规划发展和旧城区改造应把雨水资源化考虑进去，进行制定关于雨水利用的政策，从而按照政策，强化雨水资源利用的法规，
        （4）未来城市的规划与发展，应极力推行，通过“海绵城市”衍生出来的诸多种技术，使城市水文得到良性的循环，充分发挥“海绵城市”应有的功能与作用，造福于未来的城市发展 [7]。
        3 小结
        城市雨水资源化的发展，应该得到国家及全社会的广泛关注，对于社会经济发展、生态文明建设有关键性的意义。我国水资源紧缺的北方特别是西北地区，雨水利用可以有效缓解水资源负荷。
        参考文献：
        [1] 张磊.城市雨水资源化利用模式研究[A].中国水利学会水力学专业委员会、中国水力发电学会水工水力学专业委员会、国际水利工程与研究协会中国分会.水力学与水利信息学进展 2009[C].中国水利学会水力学专业委员会、中国水力发电学会水工水力学专业委员会、国际水利工程与研究协会中国分会：中国水力发电工程学会，2009：6.
        [2] Ahiablame LM，Engel BA，Chaubey I.Effectiveness of Low Impact Development Practices：Literature Review and Suggestions for Future Research[J].Water，Air，& Soil Pollution.2012，223（7）：4253-4273.
        [3] 陶希东，石培基，李鸣骥.西北干旱区水资源利用与生态环境重建研究.干旱区研究，2001，18（1）：18-22.
        [4] Nutchanart Sriwongsitanon，Wisuwat Taesombat.Effects of land cover on runoff coefficient[J].Journal of Hydrology，2011，410（3）.
        [5] 李怀正，白月华，邢邵文等.雨水回灌地下的必要性和可行性[J].中国给水排水，2002，18（4）：29-30
        [6] 王泽锋.雨水资源利用为城市水资源的现状及技术分析[J].中外企业家，2016（18）：246-247.
        [7] 罗芮婕，齐学军，张彦南等.基于海绵城市的雨水利用技术现状与发展[J].成都工业学院学报，2016，4（19）：19-21.
        作者简介：
        王国锋（1992-），男，硕士研究生，研究方向给水以及雨水处理。
        通讯作者：王国锋（1992-），男，硕士研究生，研究方向给水以及雨水处理。