摘  要：分析我國城市排水系統現存的主要問題，介紹國內外雨水收集利用情況，從城市雨水收集、調蓄、處理、利用方面介紹技術特點及方法，并對該技術在我國的發展進行展望。

 

　　關鍵詞：城市雨水；收集處理；調蓄；利用技術

 

　　Abstract: The analysis of the existing urban drainage systems, introduces the domestic and international rainwater harvesting from urban stormwater collection, regulation and storage, processing, and introduces the technical characteristics and methods, and prospects of the technology development in China.

 

　　Key Words: urban stormwater; collection and processing; regulation and storage; technology

 

　　中圖分類號：  TU991          文獻標識碼：A                  文章編號：

 

　　1 我國城市排水系統存在的問題

 

　?。?）城市不透水地面面積增加，從而使雨水下滲成為土壤水、地下水的機會大大減少，絕大部分雨水都直接匯集成為地表徑流。

 

　?。?）只重視污水管網和污水處理廠的建設，忽視雨水管網和雨水（徑流）處理設施的建設，結果造成嚴重的后果。

 

　　（3）由于設計和建造的雨水管道太小，不能及時排放暴雨徑流，導致城市街道、廣場等場所淹沒成災，一次暴雨曾造巨大的生命、財產損失。

 

　　（4）國外的城市水體污染的調研證明，普及了污水二級處理的城市，其水體的污染負荷有40％-80%來自雨水徑流[1]。我國城市河流水質沒有改善的主要原因就是沒有對污染的雨水徑流進行處理而直接排入附近水體所致。

 

　?。?）我國盡管缺水嚴重，卻忽視雨水這一重要的和優質的水資源的收集、處理、凈化和利用。

 

　　2 國內外雨水收集利用情況

 

　　2.1 國外雨水收集利用情況

 

　　國外現代意義上的雨水利用尤其是城市雨水的利用，是從20世紀80年代到90年刊發展起來的，不僅少雨的國家(如以色列等)發展較快，而且一些多雨的國家(如東南亞國家)也得到發展。一些工業發達的國家(如德國、日本、澳大利亞和美國等)都在積極開發利用雨水，并且已開展了相關的研究并建成一批不同規模的示范工程，如日本結合已有的中水道工程，在城市屋頂修建用作雨水澆灌的"空中花園"，在樓房中設置雨水收集、凈化與儲存裝置，用以沖廁和澆灑綠地。

 

　　2.2國內雨水收集利用情況

 

　　自二十世紀90年代以來，我國的北京、上海、大連、哈爾濱、西安等城市相繼開展了雨水處理利用的研究與應用示范。我國現行的相關技術規范主要有：《建筑與小區雨水利用工程技術規范》（GB50400-2006），該規范主要針對建筑與小區的建設應用；《雨水集蓄利用工程技術規范》（GB/T50596-2010），該規范主要針對農村及缺水地區應用。總的來說，我國的雨水利用主要限于農村、農業、水利工程，范圍比較窄，技術也比較單一；城市雨水的管理與利用相對落后，與發達國家的差距較大。

 

　　3 城市雨水收集利用技術

 

　　3.1 城市雨水收集

 

　　雨水收集系統包括屋面的雨水收集系統和地面的雨水收集系統。由于屋面受到人類活動的影響小一些，所以屋面對雨水的污染程度比路面要輕的多。而且地面要考慮到相當一部分的雨水途徑綠地回補地下含水系統，因此兩種收集系統在設計上有所差異。

 

　　3.1.1屋面雨水的收集

 

　　屋面雨水一般占城區雨水資源量 65%左右，易于收集，且水質相對較好，是城區雨水利用的主要對象[2]。屋面雨水由于受污染少，水質較好，稍加處理或不經處理即可直接用于沖洗廁所、澆灌綠地或用作水景，也可直接進入滲透管溝或通過土壤經初步滲透后再進入滲透管系。對屋面雨水典型的收集方式為：屋面雨水經雨水立管進入初期棄流裝置，通過初期棄流裝置將初期較臟的雨水排至小區污水管道，進入城市污水處理廠處理后排放。經過初期棄流的雨水經獨立設置的雨水管道流入貯水池。

 

　　3.1.2地面雨水的收集

 

　　由于地面的雨水水質較差，對其進行收集處理可有效減少排入城市河道、湖泊中污染物含量。對于采取合流制排水區域，合理選取截流倍數較為重要。地面雨水收集方式包括下凹式綠地蓄水下滲回補地下含水系統的老城區，如果將地面雨水就近收集并回灌地下，不僅可以減少對環境的污染，還可提高城市污水廠的處理效果，降低處理成本。采取分流制的地區，地面雨水徑流從集水口流入雨水管道，直接匯入雨水貯水池，相對比較簡單。

 

　　3.2城市雨水調蓄

 

　　雨水調蓄是雨水調節和雨水儲存的總稱。雨水調節的主要目的是削減洪峰流量。雨水儲存的主要目的是為了滿足雨水利用的要求而設置的雨水暫存空間，待暴雨過后將其中的雨水加以凈化，慢慢使用。

 

　　雨水調蓄池從功能上可以分為 3 大類： 一是利用低凹地、池塘、濕地、人工池塘等收集調蓄雨水。雨水匯入調蓄池之前應該進行必要的截污處理，進而集蓄的雨水進行凈化處理，防止水質惡化，保持良好的生態景觀效果。二是將其建成與市民生活相關的設施，如利用凹地建成城市小公園、綠地、停車場、網球場、兒童游樂場和市民休閑鍛煉場所等，這些場所的底部一般都采用滲水的材料，當暴雨來臨時可以暫時將高峰流量貯存在其中，并作為一種滲透塘，暴雨過后，雨水繼續下滲或外排，并且設計在一定時間內完全放空，這種雨水調蓄設施多數時間處于無水狀態，可以用作多功能場所。三是在地下建設大口徑的雨水調蓄管或地下式雨水調蓄池，由于雨水調蓄池占地面積大，一般可建造于城市廣場、綠地、停車場等公共區域的下方。

 

　　3.3城市雨水處理

 

　　實驗研究結果表明屋面和道路雨水水質可生化性較差，宜采用物化處理[3]。雨水凈化工藝視水質和使用目的確定，若出水作為雜用水，則處理工藝的選擇應以簡便、實用為原則，優先考慮混凝、沉淀、過濾等物化處理方案。

 

　　3.3.1 屋面雨水處理工藝

 

　　屋面雨水集蓄利用系統主要用于家庭、公共場所和企事業單位的非飲用水，如澆灌、沖廁、洗衣洗車、冷卻循環等中水系統。參考屋面雨水徑流自然沉淀和混凝沉淀試驗的結果，當自然沉淀時間超過 90 min 時，COD去除率達到 30%以上[3]?；炷恋韺OD及SS的去除率明顯高于自然沉淀，但混凝沉淀工藝增加了投藥設備，成本較高，如果有足夠的停留時間，自然沉淀是一種簡單而有效的處理方法。

 

　　3.3.2 地面雨水處理工藝

 

　　地面雨水水質污染程度大，水質復雜，應先除去初期徑流，再進行混凝、沉淀、除油和過濾等工藝處理，必要時增加生物活性炭工藝，然后再回用或回灌地下水。在道路和庭院雨水徑流中通常有許多大顆粒雜物和油污，使用濾柵除去徑流中的樹葉、紙張、塑料廢棄物及其他大顆粒雜物，如果濾柵被堵塞, 采用溢流裝置將水溢至沉淀池。

 

　　對于雨水中的油污，采用彎管法攔截。例如：在雨水由沉淀池進入過濾池的管道上安裝彎頭，使正常水位在彎頭的進水口上，漂浮在水面上的油污就被攔截在沉淀池內了。機動車道徑流由于污染程度太高，處理難度與成本非常大，故不主張對其處理與回用，可直接排入市政管道進污水處理廠。

 

　　3.4城市雨水利用

 

　　雨水的利用，在未經過妥善處理前（如消毒等），一般建議用于替代不與人體接觸的用水（如衛生用水、澆灌花木等）為主。也可將所收集下來的雨水，經處理與儲存的過程后，用水泵將雨水提升至頂樓的雜用水塔，供廁所的沖洗使用。

 

　　通常利用雨水貯留滲透的場所一般為公園、綠地、運動場等。雨水回收利用的主要措施是結合降水特點及地形、地質條件，采用雨水滲透利用方案，設計出一種從"高花壇"、"低綠地"到"淺溝滲渠滲透"逐級下滲雨水的利用模式。采用的滲透設施有滲透管、滲透井、透水性鋪蓋、調節池和綠地等。還可直接在城市一些的建筑物上設計收集雨水的設施，將收集到的雨水用于消防、綠化、洗車、沖洗廁所和冷卻水補給等。

 

　　4 我國雨水收集利用展望

 

　　城市雨水收集利用是解決我國城市水資源短缺、減少城市雨洪災害和改善城市環境的有效途徑。應大力實施城市雨水綜合利用工程，對雨水資源進行合理的配置和科學管理，增加水資源的有效供給，借鑒國內外經驗并結合當地情況，充分利用雨水資源，提高雨水利用的社會效益和經濟效益，維系良好的水生態環境。

 

　　參考文獻：

 

　　[1]AWWA. Modeling the Possible Utilization of Stormwater and W astewater within an Urban Catchment. AWWA.17th Federal Convertion. 1997，65~72.

 

　　[2]曹秀芹，車武.城市屋面雨水收集利用系統方案設計分析[J]. 給水排水，2002，28(1)：13-15.

 

　　[3]廖日紅，顧斌杰等.城市雨水處理工藝與技術[J]. 北京水務，2006， (4)：46-48.