雨廢水回收對海綿城市建設及環境保護的貢獻

【摘要】針對目前海綿城市建設中雨廢水回收與環境保護工作開展過程存在的問題，文章從實踐角度出發，分析了雨廢水回收現狀，并提出了海綿城市環境保護措施的運用建議。結果表明，只有從問題角度出發，才能使雨廢水回收等環境保護工作開展達到預期。

【關鍵詞】水危機;環境保護;海綿城市;雨廢水回收

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.013

引言：

隨著我國現代化經濟建設水平的不斷提升，使得城市化發展進入深水區階段。如，城市道路與建筑群等設施的不透水面積擴大，會大幅增加雨水資源流失與雨水徑流污染。此外，還使城市內澇災害風險加大，城市發展與水資源緊缺、自然災害、環境保護之間的矛盾愈發凸現。

建筑工程雨廢水回收作為“海綿城市建設”的重要部分，在代表城市環境文化的同時，還為城市水資源的科學利用與低碳城市的整體建設提供了重要助力。海綿城市建設中，雨廢水回收，是有效提升水資源利用效率、解決水資源短缺問題的關鍵，其會產生社會方面、環境保護方面以及經濟等方面的效益價值。本文將從我國面臨的水危機、水資源保護利用政策規劃、雨水回收系統的國內外現狀及意義等角度，闡述建筑工程雨廢水回收對海綿城市建設及環境保護的貢獻和可行性。

1、我國面臨的水危機

水資源短缺。據水利部統計，全國669座城市中有400座供水不足，110座嚴重缺水;在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個長期受缺水困擾。在46個重點城市中，45.6%水質較差，14個沿海開放城市中有9個嚴重缺水。目前，我國年缺水總量約為300億立方～400億立方，城市的年缺水量已遠遠超過60億立方。根據水利部《21世紀中國水供求》分析，中國作為發展中國家，正處在工業化與城鎮化發展的過程中，隨著這一進程的推進，到2030年時，預計我國工業用水將增加1500億立方，城鎮用水將至少增加250億立方。水利部預測，到2030年時，中國人口將達到16億，屆時人均水資源量將下降到1700立方，這已接近國際公認的警戒線。城市內澇嚴重。據不完全統計，在我國發生過城市內澇的城市高達300多個，不僅嚴重影響了城市的正常生活秩序，也造成了嚴重的生命財產損失。

2、雨水回收系統的建設現狀

2.1國外城市雨水利用情況

以英國建設使用的可持續城市排水系統為例，據其政府環保部門規定，可持續排水系統包含涉及地下水與地表水可持續式管理的技術內容。如，環境條件允許情況下，建筑屋頂種植花草來攔截雨水。庭院內設置雨水收集設備，將收集的雨水澆花或是沖洗廁所。城市路面鋪設能夠滲透雨水的混凝土塊、滲水瀝青與碎石等，以此來緩解傳統下水道與排水溝的運行使用壓力。路邊開挖溝渠，經填滿瓦礫石子，來減緩暴雨條件下水流的速度與流量。

對于城市范圍內的工業用地，可采用與傳統溝渠相比，更寬、更淺的綠色洼地來對雨水進行暫時的過濾與儲存。而后，就可通過導入下水管道，來避免工業污染物對周邊河道流域造成影響。對于空曠部位，采用了挖掘池塘方式，強降雨天氣，就可儲存雨水，且起到美化環境作用。從上述內容可以看出，英國的可持續排水系統建設，主要遵循排水渠道多樣化、排水設施兼顧過濾功能以及重復利用降雨或是地表水等原則，在解決傳統下水道排水出口單一問題的同時，還對污染物排入河道進行了有效控制。這與相關建設者開展排水系統建設按照過程，按照所處的地理條件與實際情況，結合使用多種排水技術密切相關。

傳統排水系統的核心理念是將雨水盡快從落地點引至排放點（如水道或滲水坑），英國環保局認為，這會帶來一些負面效果。首先，導致水道水位和水流速度急劇上升，增加下流發生洪水的風險;其次，地表水流通常夾雜的油質、有機物、有毒金屬等污染物質，會毫無阻攔地經下水管道進入河流，長此以往會導致河流和地下水的水質下降;第三，降雨直接引入傳統下水管道，干旱時便減少了增加地下水儲量和河道水流的機會。針對傳統排水系統的這些弊端，英國政府決定大規模推廣“可持續排水系統”。后者不僅能夠減少城市在極端暴雨天氣時發生內澇的可能性，還有其他多種好處，包括將污染擴散最小化、維持或恢復自然水流、改善水資源以及美化市容市貌等。

2.2國內城市雨水回用現狀

當前我國雨水回用的成功案例越來越多，使得我國城市雨水資源的利用效率呈現出逐年增加的趨勢。如，2008年，鳥巢與水立方雨水回收利用系統的啟動，這表明我國城市雨水資源化利用達到了一定水平。2015年完工的揚州體育公園體育場是國內屋面雨水收集利用工程的典范。體育館采用分層屋面設置方式來收集雨水，并用作灌溉綠化[1]。

絕大多數建筑工地沒有雨廢水。雨水是優質水源，雨水的主要污染物是顆粒物和少量的有機物，與其他污、廢水相比，水質較干凈，是非常優質的再生水來源。雨水容易收集，且混合狀態的雨水無需在集水管道方面增加投入，可將原有雨水排水系統利用起來，在末端設置雨水調蓄構筑物即可達到目的。處理工藝角度來看，雨水水質會受到地面污染程度、屋面材料、降雨量等因素影響。如，初期雨水中 CODcr 有時可達 1000 mg/L 左右，水中的有機物與微生物含量較低。雨水排放后，水質指標 CODcr 在 50 mg/L～100 mg/L， 適宜于物化為主的處理工藝。經處理后的雨水水質指標，則滿足“城市雜用水水質標準”要求，能夠廣泛運用于景觀、綠化、洗車、沖廁以及澆灑道路等場所環境。

雨水收集系統，該系統能夠按照需求對雨水進行收集，并通過處理來，滿足達到設計標準?，F階段，系統多由蓄水系統、氣流過濾系統以及凈化系統組成。此外，系統還能按照雨水源頭差異分為兩類，即屋頂雨水與地面雨水。其中屋頂雨水較為干凈，泥沙、雜質以及其他污染物較少，可采用棄流與簡單過濾方式直接排入蓄水系統。經處理后投入使用。而地面雨水，具有雨水雜質較多、污染物源頭復雜特點，經棄流域過濾處理后，還要通過沉淀處理再排入蓄水系統。

城市雨水收集利用方法主要有三種：

（1）屋面雨水集蓄系統。此類雨水主要用在公共場所、家庭生活以及企業非飲用水。如圖1所示，為屋面集蓄雨水利用示意圖。

（2）雨水截污與滲透系統。城市道路雨水應設置沿途下水道的蓄水池，或是通過地下水滲透來完成系統補充。

（3）生態小區的雨水利用系統。住宅小區沿著排水道設置滲透淺溝。表面應種植草皮，為雨水徑流過程下滲使用。如小區雨水超出滲透能力，則應進入人工濕地或是雨水池，作用于水景與繼續下滲過程。如圖2所示，為某生態小區雨水利用系統建設情況。

伴隨我國在綠色建筑、環境保護以及能源再利用等方面取得越來越多的成果，雨水收集利用系統設備的安裝、生產以及銷售等行業內容，將轉入國內市場，為中國的綠色、環保、節能事業做出重大貢獻[2]。

2.3海綿城市雨廢水回收問題

（1）資金緊張

資金投入不足，是導致海綿城市地區發展集雨工程受阻的主要因素。相關單位應從國家、集體與個人等多渠道方法進行資金籌集?，F階段，每年發生的雨水集蓄利用面積沒到20萬公頃，并沒有滿足發展建設需求。加大資金方面投入，是提升雨水利用效率的關鍵。相關管理部門應負起責任，增加財政投資比例，盡可能的給予專項資金支持。在農業綜合開發與扶貧等項目資料上，可向雨水利用方面傾斜。個人資金的籌集，可通過獎勵制度，鼓勵私營企業與社會各界為雨水集蓄利用系統的建設貢獻力量。

（2）雨水集蓄利用工程規劃設計缺乏規范

一些雨水集蓄利用工程建設因規劃布局合理性不高，導致蓄水達不到要求，以及蓄不上的問題出現。站在全局角度，工程建設形式，應在深入地區對不同地區社會、經濟以及自然條件進行調查，以為遵循因地制宜規劃控制原則提供實現基礎。如此，工程就可從全局入手分析水資源現狀、開發利用空間、可建設潛能以及規劃布局等工作。此外，為保證工程形式的合理性，應嚴格遵循技術規范要求，分步驟開展工程建設控制。換句話說，就是不僅要將雨水的作用效果充分利用起來，還要結合現有的建設條件，實現集蓄利用工作開展的可持續性與實用價值。

（3）基礎設施不足

城市基礎設施不足主要集中在兩個方面，一方面，城市排水管網覆蓋率不夠，導致管網雨污分流改造工程進展緩慢，嚴重影響了城市排澇，甚至無法合理利用雨水資源。另一方面，雨水利用設施建設規模較小，無法作用于超出管網排水能力的降雨，導致內澇防控設施失效。

（4）調度管理難度較大

城市雨水資源的調度管理工作，需運用下墊層與原有雨水設施構造來建設信息系統。此過程，還要基于數值模型對城市內外部河流降雨徑流過程進行模擬。然而，現階段，雨水設施與地下空間等信息數據收集不全。導致信息獲取困難、數據資源共享力度不夠以及沒有權威性的模擬軟件技術等問題存在。

（5）政策法規和制度建設不健全

現階段，相關部門雖出臺了政策與法律法規，但針對雨洪資源利用建議停留在指導性、宏觀性意見上，并未充針對性、強制性以及可操作性入手。再加上，沒有形成與雨水資源利用工程建設相關的監管體制、投融資機制，阻礙了工程建設水平快速發展[3]。

（6）推廣應用社會化程度低

城市雨水資源利用工程建設存在屋頂雨水滯留、流量水位監測不到位等問題，這與缺乏定型產品、設備，從事相關產品與設備研發運維的企業較少密切相關。當雨水資源利用處在沒有形成緊密關聯的產業鏈市場環境下，設施建設、社會化分工以及模塊化管理就難以施行。究其原因，與未將社會力量充分運用起來有關，推廣應用程度較低，無法形成體系。

3、海綿城市環境保護中雨廢水回收建議

3.1制定財政補助政策

確定政府與市場環境設置邊界要求的基礎上，應加大從事雨水資源綜合利用設施建設與相關產品研發企業的資金扶持力度。如，通過財政補貼、稅收優惠以及貸款貼息等方式，來擴大產品與設施的市場份額。此外，還要對盈利能力強、發展前景好的雨水資源綜合利用企業增加支持，具體通過拓寬融資渠道創設經營發展條件?；蚴?，采用銀團貸款等間接融資方式，通過優化城市投融資平臺建設來優化防洪治澇等基礎設施發展環境[4]。

3.2創造良好的雨水利用運行機制環境

地區各級政府部門應深化產權制度改革工作內容。如戶建工程，應遵循“誰建設，誰所有，誰受益”原則，由政府頒發產權證;對于聯戶興建工程，則應奉行由受益戶共同制定管理公約形式，將管理工作交由技術水平高、責任心強以及管理效率突出的受益戶。各級管理部門，應通過制定規范標準，對新建小區、工業與商業建筑，提出設置雨水利用設施的要求，以優化雨廢水利用系統建設的環境條件[5]。

3.3提高雨水的利用率

系統運行不能只涵蓋雨水收集系統，還要設置相應的雨水處理與回用系統。否則，無法提高雨水資源利用的科學合理性。具體，應結合雨水集蓄利用工程、水土保持、節水灌溉以及生態環境建設等內容，實現一水多用目標。如此，就可大幅提升水資源利用效率，進而將現有水資源的價值充分利用起來[6]。此外，工程系統建設者應結合地區實際情況，采用相應的雨水集蓄技術，做到能蓄則蓄、能攔則攔的工作目標。對于小微型水利工程，應充分利用雨水資源，將收集到的雨水作用于洗車、消防、地下水回灌以及澆綠地等工作。

3.4開展示范試點，推廣雨水資源綜合利用技術與發展模式

對于具有較大潛力的地區城市，應從綜合角度出發來建設雨洪資源工程。主要結合城市河湖、住宅小區以及雨水管網等設施，通過構建具有示范作用的河湖整治與雨水調蓄工程，來強化其帶頭作用[7]。同時，優先選擇條件成熟、具有代表性以及建設愿望強烈的城市，開展雨水資源綜合利用試點工程建設，通過投資補助與財政補貼等手段，來優化雨水資源綜合利用模式，進而提高利用技術價值。

3.5加強過程監管

海綿城市建設的相關部門應對制度與技術進行不斷的完善與優化，通過強化雨水資源利用與防洪防澇、給排水幾個方面協調管理水平，來提高各類榆樹資源調度管理效率。這里的部門多指：城市規劃、安監等部門，需與水行政單位加強合作，通過加大安全監督管理力度，來為雨水資源利用系統建設的安全性提供重要支撐[8]。

3.6注重宣傳培訓

通過舉辦講座與展覽的形式，加大相關管理部門人員對城市雨水資源利用價值的認識?；蚴峭ㄟ^廣播、電視以及平面廣告等形式，來對海綿城市水資源綜合利用知識進行普及與宣傳。當海綿城市雨廢水利用系統建設在良好的社會環境氛圍下，就可從源頭入手，將水資源充分的利用起來。

結語：

綜上所述，建筑工程雨水回用系統不僅可以解決部分城市的水資源短缺問題，也為水資源的長期可持續發展提供了一個有效途徑，具有顯著的環境效益、社會效益、經濟效益。隨著全國人民環保意識的增強，深入貫徹十九大指導思想，落實“十三五規劃”，全面建成小康社會，相信城市雨水利用會逐步發展起來。

參考文獻：

[1]李宗偉.海綿庭院大面積雨水回收再利用系統施工工藝與管理研究[J].住宅產業，2021（12）：92-95.

[2]王慶愿.綠色施工中城市雨水回收與利用探究[J].現代鹽化工，2021，48（06）：88-89.

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[6]王潔瑜，楊黨鋒，劉曉東，等.基于水文水動力模型的海綿城市建設效果評價技術研究[J].陜西水利，2021（11）：10-14.

[7]楊旭亮，李炳陽，張振昌.海綿城市理念下的初期雨水治污技術研究[J].水利科技與經濟，2021，27（07）：82-85+110.

[8]王繼明.新建住宅工程海綿城市方案的優化設計與雨水資源的綜合利用[J].住宅產業，2021（05）：38-40.

作者簡介：

張新明（1976.12-），男，漢族，湖南長寧人，本科，工程師，主要工作方向：建筑行業監督。