一、從雨水回收利用的現(xiàn)狀看我國(guó)城市化存在的問題

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展，制約城市可持續(xù)發(fā)展的干旱缺水、洪澇災(zāi)害和水環(huán)境惡化三大問題日益凸顯，使得城市原先的水文循環(huán)路徑發(fā)生改變，給城市水生態(tài)帶來一系列影響，改變了原有城市水體自然循環(huán)路徑，給城市帶來一系列的問題。如導(dǎo)致大部分城市的市區(qū)氣溫比郊區(qū)高出 1℃～3℃，形成“熱島效應(yīng)”，造成局部天氣異常，并且這一現(xiàn)象有逐年增高的趨勢(shì)。城市的發(fā)展不可避免地造成了不透水地面面積的增加，地表雨水徑流系數(shù)和徑流量的提高，地下水入滲量的減少，使得地下水得不到充分涵養(yǎng)。還有部分城市為滿足用水量需要而大量超采地下水，造成了地下水枯竭、地下水位不斷下降和海水入侵等環(huán)境問題，有些地方甚至出現(xiàn)了地面塌陷和沉降等情況，雨水利用能減少地下水開采量，有效補(bǔ)充地下水，防止地下漏斗擴(kuò)大和地面下沉。雨水利用減少了城市雨水的外排量，直接減少了雨水徑流挾帶的污染物數(shù)量，使得進(jìn)入城市水體的面源污染大為減少，促進(jìn)了城市水環(huán)境的改善。另外，隨著城市規(guī)模擴(kuò)大發(fā)展，城市空間的立體開發(fā)得到發(fā)展，當(dāng)蘊(yùn)藏著巨大自然力的暴雨天氣作用于城市，而城市所具有的排水抗災(zāi)能力不能與之抗衡時(shí)，就造成瀝澇災(zāi)害。汛期一遇暴雨就積水成災(zāi)，影響城市生活，堵塞交通，甚至淹沒設(shè)施，經(jīng)濟(jì)損失巨大。同時(shí)，雨洪的肆虐，污水泛濫，加大了城市治污難度，環(huán)境惡化。因此，我們急需在城市建立蓄、滯、排相結(jié)合的排澇及雨水利用體系。

現(xiàn)代城市雨水利用已經(jīng)從上個(gè)世紀(jì)八十年代開始引起世界各國(guó)的重視。我國(guó)是一個(gè)缺水的，許多城市水資源缺乏。目前，雨水利用在我國(guó)處于剛剛起步階段，其技術(shù)還不夠完善。從整個(gè)雨水利用的基本建設(shè)成本，以及以后的雨水處理成本來看，有可能雨水利用的價(jià)格要高于自來水的價(jià)格，而且絕大部分的市民還沒有用過雨水，對(duì)雨水的可靠性和安全性不放心。由于下雨頻率的不均勻性，以及從整體上雜用水量和景觀補(bǔ)充水量遠(yuǎn)大于可收集的雨水量，單獨(dú)使用雨水實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行存在困難。一方面，雨水沒有被廣泛收集，也沒有人為地進(jìn)行雨水土地入滲，而是直接流入下水管道，還有一些沒有經(jīng)過處理就排入了自然水體。另一方面，綠化、景觀用水的主要問題為用水成本，很多居住區(qū)都規(guī)劃設(shè)計(jì)了水景，但一般只在節(jié)假日使用，平時(shí)不開，主要原因是用水費(fèi)用太高，使水景達(dá)不到規(guī)劃設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。應(yīng)該說雨水利用還沒有引起足夠的重視。把雨水作為重要水資源加以收集利用，實(shí)行綜合治理已經(jīng)成為一個(gè)重要的新興課題。政府應(yīng)加緊制定一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)，盡快出臺(tái)雨水利用方面的規(guī)范，以方便設(shè)計(jì)人員。如大型公用設(shè)施區(qū)以及居住小區(qū)應(yīng)建立雨洪處理設(shè)施和中水利用系統(tǒng)，否則不予批準(zhǔn)。節(jié)約用水是當(dāng)今社會(huì)所關(guān)注的重要問題，增強(qiáng)節(jié)水意識(shí)尤為重要。為了節(jié)約用水和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，要提高全民回收利用雨水意識(shí)。來自屋頂上的降水徑流除初期受到輕度污染外，后期釋流一般水質(zhì)良好，對(duì)其稍加處理就可以予以利用，如果全民都參加到雨水回收利用這一活動(dòng)中來，每年就可以節(jié)省大量水資源。雨水回收利用雖然資金投入多，收集難度大，但卻是非常必要的。雨水利用不僅僅是一種資源的開發(fā)和節(jié)約，也可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、水資源涵養(yǎng)與保護(hù)、減輕城市排水和處理系統(tǒng)的負(fù)荷、減少水污染和改善城市生態(tài)環(huán)境等，同時(shí)還能節(jié)省市政和居民用水開支。

二、雨水的收集、儲(chǔ)存及凈化技術(shù)

對(duì)于雨水的回收利用工程可分為三個(gè)部分：雨水的收集、雨水的處理和雨水的供應(yīng)。一般模式是將屋頂雨水通過雨漏管收集，通過分散或集中過濾，除去徑流中顆粒物質(zhì)，然后將水引入蓄水池貯蓄，再通過水泵輸送至用水單元，一般用于沖洗廁所或灌溉綠地等。在廣義的范圍內(nèi)，雨水的收集利用包括了大型水庫(kù)的建設(shè)、河川徑流的取用等。雨水收集有許多種方式，例如屋頂集水、地面徑流集水或截水網(wǎng)等。其收集效率會(huì)隨著收集面材質(zhì)、氣象條件(日照、溫濕度等)以及降雨時(shí)間的長(zhǎng)短等因素而有所差異。雨水的收集后的處理過程，與一般的水處理過程相似，不同的是雨水的水質(zhì)明顯比一般回收水好，依據(jù)試驗(yàn)研究顯示，雨水除了 pH 值較低(平均約在 5.6)以外，初期降雨所帶入的收集面污染物或泥砂，是大的問題。雨水的使用，在未經(jīng)過妥善處理前(如消毒等)，一般建議用于替代不與人體接觸的用水(如衛(wèi)生用水、澆灌花木等)為主。也可將所收集下來的雨水，經(jīng)處理與儲(chǔ)存的過程后，用水泵將雨水提升至頂樓的水塔，供廁所的沖洗使用。另外，如與人接觸的用水，仍以自來水供應(yīng)。

　　一般來說，對(duì)于城區(qū)雨水主要有屋面、道路、綠地三種匯流介質(zhì)。在這三種匯流介質(zhì)中，地面徑流雨水水質(zhì)較好，綠地徑流雨水基本以滲透為主，可收集的雨量有限。相比較而言，屋面雨水水質(zhì)較好，徑流量大，便于收集利用，其利用價(jià)值高，應(yīng)優(yōu)先收集利用。其中架空板、剛性屋面水質(zhì)優(yōu)于卷材屋面。建設(shè)屋面雨水集蓄與回用系統(tǒng)，如機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館、會(huì)展中心等場(chǎng)所，屋面積水面積大，雨水收集系統(tǒng)完善，適宜建屋面雨水利用系統(tǒng)。將屋面的雨水集入可滲漏的淺水池和蓄水池，或者直接把平屋面做成蓄水屋面，包括淋水屋面、噴霧屋面、蓄水種植屋面(在上面種植水生植物，既能起到綠化作用又可降低室內(nèi)溫度)，不僅可以養(yǎng)魚，而且在夏季可以降低室內(nèi)溫度。通常利用雨水貯留滲透的場(chǎng)所一般為公園、綠地、庭院、停車場(chǎng)、建筑物、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和道路等。可在學(xué)校、企業(yè)、小區(qū)和大型公共場(chǎng)所等單位里面和道路兩側(cè)修建蓄水池，減少地面積水總量，并將積蓄的雨水用于沖廁、洗車、消防、綠化和景觀用水等。若小區(qū)內(nèi)有景觀水體，則景觀水體可首先考慮作為雨水儲(chǔ)存設(shè)施。這樣就不用另外建造調(diào)蓄池，可節(jié)省大量土建費(fèi)用，且不會(huì)對(duì)住宅建筑造成損害。另外，營(yíng)造人工濕地，開發(fā)成生態(tài)公園，有利于調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)的氣候、生態(tài)環(huán)境、改善城市熱島效應(yīng)。在新建、改建或擴(kuò)建的道路中，鋪設(shè)雨水管道一律采用下滲管道，人行道路面采用透水磚鋪設(shè)，既可以下滲補(bǔ)充地下水，又可以減少泄洪徑流、減輕管道壓力，可謂一舉多得。透水性地面可采用碎石、草坪、臺(tái)格路、細(xì)碎石路和透水性混凝土等多種形式。也可將道路兩旁及其他一些建筑區(qū)的綠化區(qū)綠化設(shè)施建成低于路面，這樣一方面可以補(bǔ)給地下水，另一方面還可以減輕污水處理場(chǎng)的負(fù)擔(dān)。

雨水被收集后，要進(jìn)行一定的處理，其水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(G B /T18920)、《城市污水再生昨用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(G B/T18921)、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(G B 3838)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，才能應(yīng)用。根據(jù)用途確定雨水處理應(yīng)該達(dá)到的水質(zhì)。當(dāng)同時(shí)用于多種用途時(shí)，其水質(zhì)應(yīng)按高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定。研究表明，城市雨水徑流因徑流表面材料、氣溫、降雨量、降雨強(qiáng)度和降雨間隔時(shí)間等條件不同而變化。不同的用途也要求不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水量，故應(yīng)根據(jù)收集雨水水質(zhì)和用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來確定凈化工藝和規(guī)模，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定。雨水儲(chǔ)存和凈化系統(tǒng)含調(diào)節(jié)池和水凈化系統(tǒng)兩部分。調(diào)節(jié)池用于儲(chǔ)存雨水和循環(huán)景觀水，水凈化系統(tǒng)用于凈化所收集的初期雨水和景觀循環(huán)水。一般雨水在收集處理之前，需要進(jìn)行初期棄流。對(duì)于初期棄流的雨水將其排放回到下游市政雨水管網(wǎng)。經(jīng)過初期棄流后收集的雨水，還要考慮到初雨之后，承雨面積內(nèi)仍然存在著的可能帶來污染以及偶然突發(fā)事件可能帶來的嚴(yán)重污染，故可以選擇采取隔油池、斜板沉淀池、砂濾池等幾種手段進(jìn)行綜合處理。雨水的污染主要是由屋面污染和地面污染造成的，控制好屋面及地面的污染狀況可大幅減輕雨水的污染程度。屋面雨水收集系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置，不得與室內(nèi)污廢水系統(tǒng)連接。如陽臺(tái)排出的廢水(如洗衣廢水)不能進(jìn)入雨水立管。立管的底部應(yīng)設(shè)檢查口。雨水進(jìn)入收集系統(tǒng)前應(yīng)有隔柵或?yàn)V網(wǎng)截污。也可在屋面建立花園雨水利用系統(tǒng)，利用屋頂花壇中的土壤較強(qiáng)的凈化水體能力對(duì)雨水進(jìn)行預(yù)處理可減輕雨水的污染程度。當(dāng)對(duì)水質(zhì)要求較高時(shí)，可采用常用水處理工藝，如混凝、過濾、沉淀、膜技術(shù)等都能將雨水水質(zhì)大幅提升的。

三、雨水利用設(shè)計(jì)方案的確定

雨水利用包括雨水集蓄凈化回用和雨水滲透補(bǔ)充地下水兩個(gè)方面。前者稱為直接利用，后者稱為間接利用。雨水綜合利用是指根據(jù)具體條件，將雨水直接利用和間接利用結(jié)合，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)上大限度地利用雨水。成熟的雨水利用技術(shù)從雨水的收集、截污、儲(chǔ)存、過濾、滲透、提升、回用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。

1、直接利用

根據(jù)雨水匯集區(qū)的不同，可將雨水直拉利用系統(tǒng)分成屋頂雨水利用、路面雨水利用和綠地雨水利用等方式。

(1) 屋面雨水。屋面雨水利用是指將建筑物(構(gòu)筑物)的屋頂(天臺(tái))作為集雨面的雨水收集利用系統(tǒng)。屋面雨水水質(zhì)受大氣質(zhì)量、屋面材料、降雨量、降雨間隔等因素的影響。屋面雨水的污染程度與屋面材料有直接關(guān)系，瀝青油氈是一種主要污染源。因此，在屋面雨水利用規(guī)劃設(shè)計(jì)中必須考慮屋面材料的影響，通過采用鋁塑板等新型屋面防水材料，可有效地減少雨水中雜質(zhì)。

(2) 路面雨水。路面雨水利用是指將道路、廣場(chǎng)作為集雨面的雨水收集利用系統(tǒng)。路面雨水水質(zhì)受交通量、路面衛(wèi)生、路面材料、降雨量和降雨間隔等因素的影響。道路和屋頂?shù)奈廴?/p>

　　程度不同，雨水徑流水質(zhì)也有所差異，通常路面雨水水質(zhì)比屋面雨水要差。由于機(jī)動(dòng)車道的交通量較大、路面污染較重，機(jī)動(dòng)車道的雨水水質(zhì)相對(duì)較差。因此，在路面雨水規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮收集自行車道、人行道和小區(qū)道路的雨水。

2、間接利用

雨水間接利用可分為屋頂花園、下凹綠地、透水路面和滲透管溝(井)等方式。

(1) 屋頂花園。屋頂花園是指各種建筑物、構(gòu)筑物的屋頂(天臺(tái))上進(jìn)行綠化、種植花草的統(tǒng)稱，一般由防護(hù)層、排水層、過濾層、種植層和植被組成。種植層和植被的選擇是屋頂花園的關(guān)鍵，種植層土壤必須有一定滲透性并能滿足植被生長(zhǎng)的需要，植被必須適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件并與種植層土壤性質(zhì)相匹配。通過植被截留和種植層吸納雨水，屋頂花園雨水徑流量較綠化前大幅降低，僅在遇到暴雨時(shí)形成雨水徑流。屋頂花園是美化城市、減少面源污染和消減城市雨水徑流的重要途徑之一。

(2) 下凹綠地。下凹綠地是指低于周圍地面適當(dāng)深度，能夠接受周邊地面雨水徑流的綠地。綠地表層土壤中根系發(fā)達(dá)、相對(duì)疏松，其降雨入滲能力較無草皮的裸地大，具有便于雨水引入、透水性好和投資少的特點(diǎn)，而且植物根系還能對(duì)雨水徑流中的懸浮物、雜質(zhì)等起到一定的過濾、凈化作用。通過將普通綠地設(shè)計(jì)或改造成下凹綠地，適當(dāng)降低綠地高程，合理處理路面高程、綠地高程和雨水口的關(guān)系，不僅可以減少綠化用水，而且增加了雨水滲透量、強(qiáng)化了地下水補(bǔ)給。

(3) 透水路面。透水路面是指以透水混凝土、透水瀝青、透水磚、草皮磚等透水性建材替代普通混凝土、瀝青、釉面磚等傳統(tǒng)建材鋪裝硬化路面、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等。透水路面能很快將雨水滲透至路基下，甚至到達(dá)地下含水層，不會(huì)產(chǎn)生路面積水。路面可廣泛應(yīng)用于人行道、小區(qū)道路、公園、廣場(chǎng)和停車場(chǎng)等輕型路面。

(4) 滲透管溝(井)。滲透管溝(井)是指在雨水排放系統(tǒng)中，將傳統(tǒng)雨水管改為滲透管(穿孔管)或設(shè)置滲水井。匯集的雨水通過滲透管溝(井)進(jìn)入四周的碎石層，再進(jìn)一步向四周土壤滲透，多余雨水溢透進(jìn)入市政排水管道。滲透管溝和滲水井可單獨(dú)使用，也可同時(shí)使用。滲透管溝(井)滲透量大、占地面積小、投資較少，但是對(duì)水質(zhì)有要求，不能含有過多的懸浮物，通常需進(jìn)行預(yù)處理。滲透管溝(井)適用于一些地下水位不高、雨水水質(zhì)較好的地區(qū)。

雨水收集利用技術(shù)是節(jié)水、節(jié)能技術(shù)的重要組成部分。目前，我國(guó)城市化的發(fā)展規(guī)模已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)飛速發(fā)展的階段，這必然面臨著將有更多的土地變成建筑用地。在這個(gè)過程中，一定要將雨水回收利用作為城市規(guī)劃的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和建造，爭(zhēng)取使雨水這一巨大的財(cái)富發(fā)揮效益。要結(jié)合實(shí)際情況來考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃作出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的對(duì)比，后選擇的方案進(jìn)行建設(shè)，盡量降低建設(shè)費(fèi)用。并且回用雨水應(yīng)該是政府支持、群眾參與共同完成的。總之，推動(dòng)水資源的可持續(xù)發(fā)展，還有許多工作要做，其任重而道遠(yuǎn)!