浅谈城市雨水利用技术及方向
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摘要：随着我国经济的高速发展和城镇化建设进程的加快，城市水资源短缺问题日益严峻。雨水资源化已成为缓解城市水资源供需压力和实现水资源可持续发展的一种重要途径。本文阐述了城市雨水利用在经济和生态方面的意义，总结了城市雨水收集利用系统及处理技术，提出了雨水资源化方向。
关键词：雨水 利用 资源化 方向
一． 城市雨水利用的意义
雨水属轻污染水，简单处理后可用于市政杂用水、工业用水等。它比回用生活污水更便宜，且公众可接受性强，是重要的开源措施，雨水利用具有较强的经济和生态意义：
1．缓解水资源的匮乏、短缺，促进城市经济的可持续发展。
2．随着城市建设的发展，大量建筑物和道路使城市不透水地面面积快速增长，所需雨水管道、雨水泵站等设施的规模随之增大；同时日益增长的雨水径流增大汛期的出境水量，给城市防洪设施建设带来沉重的负担；雨水的排放还使城市地下水源因补给不足而枯竭，加重水危机。雨水收集处理后回灌地下，不但削减雨季洪峰流量，还能补充地下水。
3．对合流制城市排水系统，雨水利用可减少雨季溢流水量，减轻污水厂处理负荷，改善水体环境。
4．有利于自然界水循环，保护地下水储备，防止地面沉降。
5．雨水的储留可以加大地面水体的蒸发量，创造湿润的气候条件，改善城市水环境。
因此，将雨水这种宝贵资源作为一种优质的水源进行开发并有效、合理地利用势在必行。
二． 城市雨水收集利用及处理技术
1．城市雨水的收集利用
(1)小区雨水收集利用系统
屋面雨水一般占城市雨水资源量的65%左右，易于收集且水质较好，是城区雨水利用的主要对象。屋面雨水经雨落管进入初期弃流装置，初期弃流量约为2mm降水，防止初期雨水大量的污染物如COD、重金属、挥发酚等对环境的污染。弃流雨水就近排入城市污水管道，并进入城市污水处理厂处理利用。
(2)城市硬化地面雨水收集系统
城市雨水可利用城市硬化道路、广场、停车场等进行收集，硬化地面雨水收集工程宜选在前方具有较大汇水面积，地面具有一定坡度的地区。
(3)城市绿地、花坛、园林雨水积蓄
在城市绿地规划设计和建设时，根据周边雨水流动特点，确定绿地的高低、坡度和集蓄水池的位置、大小与结构，以充分收集和蓄存雨水，为就地利用雨水创造条件。周边雨水径流进入绿地，经绿地蓄渗、补充消耗的土壤水分后，多余的雨水流入雨水贮水池。
(4)雨水渗透收集系统
雨水渗透设施采用渗透管、井或透水地面，使地面的雨水能直接渗入地下。主要有散水法(渗水浅井、渗水管、渗水沟、渗水地面、渗水池)、深井法(干式渗井、湿式渗井)。
(5)雨水含水层储存及回收
主要是收集城市暴雨径流及经处理的废水，然后将其回注到适当的含水层，以待日后回收再用。回灌前可用人工湿地截留处理暴雨径流。该工艺不但可以改进水质，而且可提高水资源的持续性。
2．雨水的输送
雨水的输送系统主要是指雨水的输水管道。在整个城市的雨水利用系统中，输水系统还包括城市原有的雨水沟、渠等。收集屋面雨水用雨水斗或天沟；收集路面雨水用雨水口；绿地雨水可用埋设穿孔管或挖雨水沟的方法；地面雨水经雨水口流入街坊、厂区或街道的雨水管渠系统，雨水管渠系统应设有检查井等附属构筑物。
3．雨水的处理
雨水属轻度污染水，经过简单处理即可达到杂用水水质标准。
一般系统设过滤池，还不能达标时，投加混凝剂或增加活性炭吸附等处理单元；或者在雨水回收路径上设初级过滤和终极过滤网、在入蓄水池前设小型沉淀池等。
条件允许时，可进行生物处理。雨水收集后先被集中到第一级人工池里过滤、沉淀；然后到第二个种有类似芦苇的水生植物丰富的湿地，经过这道工序后，雨水含氧量增加，可循环利用。
4．雨水的存贮
我国降雨时间分布极不平衡，特别是在北方，6~9月份汛期多集中全年降雨的70%~80%，且多以暴雨的形式出现。要想利用雨水必须设一定体积的调节池存贮雨水，其体积应根据具体的集雨量和用水量具体确定。
5．加压系统
雨水贮水池一般设在地下，可以减少占地面积及蒸发量。这样一来，用水器具高于贮水池水位，需要加压系统。单幢建筑雨水利用系统用水量变化大，为节省能源可采用变频调速泵，在城市或小区雨水利用系统中，用水量相对稳定，普通加压泵即可。
三．雨水资源化方向
所谓雨水资源化就是通过规划和设计，采取相应的技术及工程措施，将雨水蓄积起来并作为一种可用水源的过程。
1．加大城区雨水就地渗入量
绿地具有较好的渗水性，可以考虑将城区内的公园、苗圃、草坪等现有绿地改造成良好的渗水场地来接纳居民区和道路上的雨水径流，也可将现有的一些不透水的地面换成透水地面，如可在人行道上铺设透水方砖，步行道下面设置回填砂石，径流的低洼处铺设砾料渗沟、渗井等，增加渗水量。
2．加大城市雨水的储存和蓄集量
建造城市雨水储存设施，汇集和储存城市雨水并将其处理后作为城市饮用水或非饮用水的水源，在一定程度上可以缓解城市供水的压力。
3．利用雨水回灌补充地下水
地下水一般利用雨水、自来水或中水进行回灌。其中利用雨水补充地下水资源是最经济的方法，它不仅可以提高地下水位、阻止或延缓地面沉降，还可以改善生态环境。
4．利用雨水强化建筑屋顶绿化
大城市建筑密集区域，利用雨水资源进行建筑屋顶绿化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、吸纳城市噪声、降低城市热岛效应、逐步改善城市生态环境的目的。
5．利用雨水改善城市区域水环境质量
我国城市区域内水环境质量普遍较差，地表水污染严重，绝大多数河段的水质已不能满足其功能的要求。如果能开挖一定容积的湖泊或加深加宽原有河流，截留大量的优质雨水，既起到防洪的作用，又能对原有水体起到一定的稀释任用，提高整个水系的自净能力，从而改善地表水水质。
四．太原市雨水利用现状
太原市对于雨水利用还处于探索阶段，缺乏系统的规划研究，城市规模的工程措施基本处于空白。
2007年，太原市在东山龙观天下别墅区内进行了新型雨水收集利用试点项目建设，现已基本完成，是太原市居住小区首次尝试雨水收集回用。太原市年平均降雨量约为456.8毫米，但随着市区硬化面积的不断增加，每年全市有5500万m3的雨水白白流失。太原市首次在东山新建的龙观天下别墅区内尝试建立收集雨水回用系统，对该小区的屋顶及路面雨水进行收集，将雨水汇集在小区最低点，同时在收集点新建了一个容积为150m3的储水池，还新增了雨水收集后的过滤加压设备，不仅可以使雨水得到更有效的收集，还可以使回收的雨水洁净程度明显提高。这些水都可以直接用于绿化、洒扫、洗车以及景观用水等，不仅有效补充了自来水的不足，还减少了污水处理的费用和过程。
此外，对于独栋别墅，采用单独收集，单独利用的雨水利用方式，采用0.5 m3~5m3不同体积储水罐，在每个雨水立管上设置重力过滤弃流装置，起到截污和弃流的作用。收集后的雨水可用于附近绿地的浇灌，家庭洗车用等。
在别墅区部分路面和绿地还建立了雨水入渗回灌技术试点，即渗透铺装地面雨水入渗和雨水渗透井渗透管入渗系统。
五．结语
总之，城市雨水利用是一种新型的多目标综合性技术，可实现目标有节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、减少水污染和改善城市生态环境等。城市雨水利用是适应现代化城市对水资源保护与可持续利用的要求，和城市水生态环境保护及可持续发展的要求的必由有之路。
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