雨水利用适用条件分析.doc

我国“雨水利用工程”的适用条件分析 任冰倩 随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，水资源短缺和水污染日趋严重。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理，控制水资源污染，从根本上解决我国水资源短缺问题，越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。 我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。水资源年内年际变化大，降水及径流的年内分配集中在夏季的几个月中；连丰、连枯年份交替出现，造成一些地区干旱灾害出现频繁和水资源供需矛盾突出等问题。我国水资源总量28000多亿m3，居世界第6位，但人均水资源占有量只有2300m3，约为世界人均水平的1/4。全国669座城市中有400座供水不足，110座严重缺水；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水困扰14个沿海开放城市中有9个严重缺水 缺水已经成为制约我国城市经济社会发展的一个瓶颈因素。为了缓解城市水资源供给极度紧张的状况，我们一方面采用调水措施或尝试农用水资源向城市用水的转换，以求增加城市水资源的供给总量，另一方面则积极鼓励城市居民和企事业单位节约用水，所有这些，都在实践中发挥了非常重要的作用。但是，就在我们努力找水、节水的同时，几乎每个城市都大量拥有的一种水资源——雨水，却普遍性地没有得到很好的利用，而是直接进入城市地下管网，与城市污水混在一起，雨污同流，白白地流走了，有的时候还要花费巨大费用人工排水。对于一个严重缺水的国家来说，城市雨水的资源化利用问题应该引起重视。 所谓城市雨水资源化利用就是将城市中的闲弃（径流）雨水转化为可利用水资源并加以实际利用的过程。单纯从量的角度看，城市雨水总量可观、开发利用潜力巨大。以北京市为例，市区面积770平方公里天津460平方公里济南市城区面积133平方公里，年降雨量平均为654毫米，全市年雨8000多万。 雨水利用方式的选择 雨水利用规定了三种方式:土壤入渗、收集回用和调蓄排放。其中调蓄排放系统的功能主要是减轻城市洪涝,符合“规范”总则的要求,因此推荐了其适用场所:为削减城市洪峰或要求场地的雨水迅速排干时,宜采用调蓄排放系统。三种方式都已在国际上应用多年,属成熟技术。 雨水利用方式选择的基本思路是:地面雨水采用入渗,屋面雨水采用入渗还是收集回用由技术经济比较决定。地面雨水采用入渗而不收集回用的主要理由如下:第一,地面特别是路面雨水污染较重,COD 和SS 等主要指标比屋面雨水成倍增高[ 2 ] ;第二,地面特别是绿地雨水收集效率(径流系数) 低,仅约为屋面雨水的1/ 4 或1/ 5 。 雨水利用工程的适用条件重点考虑了三个方面:入渗设施的适用条件,收集回用设施的适用条件,雨水利用工程的适用城市 。入渗设施和收集回用设施的适用条件:雨水入渗时土壤渗透系数宜为10 - 6～10 - 3 m/ s ,渗透系数太大会污染地下水,太小不经济。渗透面距地下水位大于1 m ,主要考虑防地下水污染;收集回用系统宜用于年均降雨量大于400 mm 的地区,雨量小集水效率太低,不经济,这主要参考了农业集雨的经验,集雨灌溉工程适用于年降雨量大于300 mm 的地区 。雨水利用技术适用的城市没有列入正文,而是放在了条文说明中:在水文循环环境受损较为突出或具有经济实力的城市,应优先开展雨水利用,其中包括水资源缺乏的城市,地下水位呈现下降趋势的城市,洪涝和排洪负担加剧的城市,新建经济开发区或厂区。不放入正文的主要理由是交由当地政府决策雨水利用技术是否适用。 雨水人工渗蓄系统 在雨水利用系统或措施中,雨水渗蓄利用可同时起到减少雨水径流总量、缓解洪峰流量、补充地下水、减轻径流污染、改善环境等多重作用同时适用范围较广、形式多样,既可进行大规模集中回灌,也可通过小型雨水渗蓄装置进行分散式就地渗透。雨水渗蓄利用设施包括下凹式绿地 、带有渗透功能的雨水滞留塘等自然渗蓄设施及人工渗蓄设施,在雨水人工渗蓄利用系统中,雨水径流经地表漫流或管渠进入有一定储水空间的渗蓄设施,由于受土壤下渗能力限制而不能很快下渗的雨水可暂时存储于渗蓄设施孔隙率较大的蓄水填料中,在降雨过程及降雨停止后的一段时间里,再通过设施底面和侧壁逐渐渗入下层土壤,可适当提高雨水入渗涵养地下水的效率。因此,开发并应用雨水人工渗蓄利用系统及设施具有重要的现实意义。 要实现雨水人工渗蓄利用系统的成功设计和运行,需对当地的降雨条件、服务汇水面面积、土地利用状况、地质条件、土壤的质地及渗透性能、地下水位、周边建筑物和基础设施的分布现状及规划等条件进行全面分析及综合考虑。 雨水人工渗蓄利用系统的服务汇水面积(A )不宜过大,以A ≤4. 0 hm2 为宜,最好控制A ≤2. 0 hm2。 从地质条件考虑,雨水人工渗蓄利用系统宜建在中等质