淺談雨水的收集與利用

王秀梅　王海陽

【摘 要】水在人們生活和生產活動中占有重要地位。在現代化工業企業中，為了生產需要及改善勞動條件，水更是必不可少，缺水將直接影響工業產值和國民經濟發展。在近100多年時間里，隨著全球生態環境的迅速惡化，水土流失加劇，淡水資源不足，水資源遭受污染，據有關研究機構預測，在今后的2030年內，全球約有2/3的人口缺水。為了解決缺水、環境、生態等一連串問題，人們把注意力放到雨水的收集與利用上，這樣不僅可以減輕日顯巨大的自來水供水壓力、路面積水等問題。對水土流失、河水污染等問題也有一定的緩解作用。

【關鍵詞】雨水；收集；利用

1.城市雨水收集的原因

1.1.緩解城市缺水的現狀

城市化是衡量國家發達程度的重要標準，也是農業國向工業國轉化的必經之路。我國現是一個發展中國家，還未進入工業化成熟階段，城市化進程任重道遠。必然會給城市供水系統增加新的壓力。由于近十幾年來城市化進程加快，水資源供需不平衡已十分突出。在現有的672座城市，有400多座供水不足，110多座嚴重缺水，其中北方70多座，南方43座。因為缺水，全國工業產值平均每年減少2300多億元，其中絕大多數在城市工業。假如到2010年和2020年我國城市化率分別達到35-40%和40-45%，那么嚴重缺水的城市會更多，其中資源型缺水問題更加凸顯。

城市雨水的利用雖然不能解決根本問題，但至少可以從某種程度上緩解缺水的局面。

1.2減免城市澇災

我國地勢西高東低，且河流眾多，平原中的平地大部分都位于江河洪水水位以下，是洪水洪災的易發區。加之，我國大部分地區的氣候屬于亞洲季風氣候，雨季年內高度集中，夏季冷暖氣流相遇時，通常有強度較大暴雨發生，易產生洪澇災害。目前我國城市較重視防外水，即防洪，忽視預防內水，即暴雨匯流產生的澇災。大多數城市的防洪標準都不高，加之填充覆蓋排水河道，清理樹木、草地，增加不透水面積，破壞城市排水系統，城市的雨水自行調節能力越來越差，一到雨期，城區四處是水，雨污混流，車輛堵塞，人車難行。

據估計城市雨水利用率超過10-20%，即可減少暴雨匯流水量和水速的20-30%，以保持交通的暢通；如果城市雨水的利用率達到30%以上，即可減少暴雨匯流水量和流速的40%以上，基本上免去城市內澇。

1.3減少雨污匯流

目前，我國80%以上的河流、湖泊受到不同程度的污染，許多大江大河流經城市的河段已達不到Ⅲ類水質，湖泊內魚蝦絕跡。

我國城市通常都是一個排水通道，雨污不分，不僅增加了城市排水系統的雨洪排水壓力，還增加了城市污水排放量。一遇暴雨，雨污混流，污水倒溢，到處積水。

城市雨水利用，雖無法減輕水質污染，但是可以減少雨污混流，從而減輕城市產生雨污水量和雨污水合流的處理量。

2.城市雨水收集的可行性

雨水是人類利用最早的水資源之一。早在公元2000多年前的中東地區就有收集雨水，飲用、灌溉的做法。我國新疆及阿富汗、巴基斯坦、伊朗等地也在同一時期建造了攔蓄雨水的坎兒井，用于飲用和灌溉。1500年前，以色列的納巴泰人就用年降水量僅有100mm的雨水資源種植了農作物，并取得成功。在水資源短缺的今天，人們又給雨水的收集與利用賦予了新的含義：增強水資源的承載能力，為人類生存和發展提供優質水資源，保障社會可持續發展。在國內外有許多收集及利用雨水的成功案例。

日本最早實施"雨水利用"工程。東京都墨田區把降到各家屋頂的雨水通過導水管收集到水箱中，作為沖廁所、澆庭園和洗車等的活動用水。這項和居民生活聯系起來的普及雨水利用的工程，獲得了國際環境自治團體協商會的第一屆環境獎。目前，日本地方政府響應在首都中心建立"微型水庫"的號召，對這項費用提供補助，已先后在國技館、日本電視臺和上智大學圖書館等1000多個場所建立了微型水庫。這對于自來水的節約和防止由于排水不及時造成城市道路積水起到了相當大的作用。

除此之外，伴隨著現代科技的發展，現代氣象預報技術、水利工程技術及生態、環保等技術逐漸成熟，都為城市雨水收集與利用提供了必備條件。只要我們轉變觀念，把雨水這個優質的水資源充分加以利用，其技術問題是不難解決的。

3.城市雨水收集的途徑及方法

3.1屋頂集雨

屋頂集雨，即利用建筑物屋頂面積收集雨水，蓄水池儲存，生活飲用。年集雨量等于屋頂面積乘以當地當年年降水量。蓄水池容量根據年集雨量和所居人口需水量綜合考慮確定。其主要設置有屋頂面積、檐槽、引水管道、蓄水池、水泵、供水管道和過濾器或反滲透過濾器等。蓄水池主要有混凝土澆筑、土窖或磚石結構等材料，蓄水池設攔污網和攔污池。供水管道可借用原屋內供水管道，管道進水口和出水口分別安設過濾和反滲透過濾器。

這種裝置既可以單戶使用，也可以用于居民小區、商業小區、辦公大樓等。城市可以制定相應的法規、制度，鼓勵居民和居住小區推行屋頂集雨工程。

3.2街道集雨

街道、馬路集雨，即利用街道、馬路專設雨水排水管道引水，分區設置蓄水池儲存，就地利用。排水管道設置要采用雨污分流設置，雨水管道進口晴天封閉，雨天打開；排污管道晴天打開、雨天封閉。蓄水池可置于綠地下，容量根據集雨面積和當地暴雨強度計算得到的雨水流量確定。

這種雨污分流系統，不僅可以應用于市政管道，也可用于居民小區，自蓄自用。城市建設中可以統一規劃，也可以分別列入各街區、各居住小區建設規劃當中。城市建設部門統一管理，制定相應的制度，用經濟、行政措施逐步推行。

3.3綠地、水域攔蓄

隨著城市化進程的加快，土地成了稀缺資源，擠占排水河道和市區湖泊、洼地、綠地等現象十分明顯。不僅減少了水域、綠地攔蓄能力，而且增加暴雨匯流強度及洪澇的機率?？梢酝ㄟ^有計劃地恢復城市水域空間和綠地面積，增加雨水攔蓄能力，減免澇災，恢復生態。

4.城市雨水利用的水質控制

以上幾種方法收集的雨水并非都是純凈水。雨水水質的控制是現代城市雨水利用應重視的問題。影響雨水水質的原因主要有以下幾個方面：

由于大氣污染，由降水直接帶來的污染物。隨著城市大氣污染日趨嚴重，致使降水水質明顯下降，不少城市出現了雨等不正常的降雨。從部分城市降水水質分析結果可以看出：天然雨降水中含有的污染成分為SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但濃度相對較低。

屋面材料的影響和在非降雨期屋面上積累的大氣沉降物。

街道雨水徑流水質的影響因素相對其他方面的污染要復雜的多。路面材料、汽車排泄物，生活垃圾、裸露或植被地帶沖出的泥沙等，其成分復雜，隨機性大。主要污染成分有COD、SS、油類、表面活性劑、重金屬及其它無機鹽類。COD、SS均可能高達數千毫克/升。

為了有效控制雨水的水質，必須采取一些措施，如：設過濾和反滲透過濾器、路面雨水截污裝置、初期雨水棄流裝置等。

為了控制由路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等大的污染物，可以在雨水口和雨水井設置截污掛籃和專用編織袋等，或設計專門的浮渣隔離、沉淀截污井。

設計特殊裝置分離污染較重的初期徑流，保護后續滲透設施和收集利用系統的正常運行。

結束語：

除了上述源頭控制措施外，還可以在徑流輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附、穩定塘及人工濕地等處理技術。需注意的是雨水的水質特性，如顆粒分布與沉淀性能、水質與流量的變化、污染物種類和含量等因素。

參考文獻：

[1]牟海省.國內外雨水利用的歷史、現狀與趨勢[A].中國雨水利用研究文集[C].北京：中國礦業大學出版社，1998，44～52

[2]朱強，李元紅.論雨水集蓄利用技術[A].中國雨水利用研究文集[C].北京：中國礦業大學出版社，1998，196～201

[3]李麗娟，張國友.我國雨水利用的環境效益分析[A].中國雨水利用研究文集[C].北京：中國礦業大學出版社，1998，12～17

[4]劉昌明，牟海省.我國水資源可持續開發中的雨水利用[A].中國雨水利用研究文集[C].北京：中國礦業大學出版社，1998，1～7

[5]張敦強，龔盂建.我國雨水集蓄利用的實踐與探索[J].中國農村水利水電，2001，（9）.