大連市雨水利用的歷史回顧與展望

高永敏

(大連市水務局 116001)

孫持平

(大連市自來水集團有限公司 116011)

1 前言

大連市是一個資源性缺水城市，多年平均降水量682.0mm，人均水資源占有量679m3，僅為全國人均水資源占有量的1/4，缺水成為制約大連經濟發(fā)展的重要因素，為了解決城市的生產和生活用水問題，建設了170km的碧流河水庫引水工程和200km的英那河水庫引水工程，現在正在進行大伙房水庫引水工程，這些工程建設投資大、線路長、管理難度大、運行成本高，因此，利用雨水顯得尤為重要。

2 大連市雨水利用的歷史回顧

大連市地處遼東半島最南端，多年平均降雨量較小、河流匯流面積小、河短等自然條件決定了大連地區(qū)歷來水源條件不佳的客觀事實。隨著經濟社會的發(fā)展，水資源利用量不斷增加，雨水利用成為一種水源選擇。近100年來的不同時期，大連市雨水利用的方式也產生了與時俱進的變化。

2.1 城鎮(zhèn)雨水利用

2.1.1 老鐵山燈塔對雨水的利用

大連市雨水利用可追溯到1893年，至今已有118年歷史。1893年建成的遼東半島最南端的老鐵山燈塔，距旅順港約12km，燈塔三面環(huán)海，由北向南的海面恰為涇渭分明的黃海、渤海分界線。老鐵山燈塔所在位置沒有淡水資源，在建塔的同時就建設了供管理人員生活用水的集雨工程，在管理房的房檐上安裝集雨槽，通過豎管和地下管道將雨水收集到蓄水池(容量約120m3)供管理人員使用，這是大連最早的集雨工程。

2.1.2 中心城區(qū)雨水資源利用示范工程

實施雨水資源利用是開發(fā)水資源的重要舉措，采取各種措施蓄滲雨水，可以非常有效地涵養(yǎng)地下水，改造城市排水系統體系、提高城市防洪能力、減輕低洼地受淹幾率、改善城市水環(huán)境，是一舉多得的好事，是經濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然選擇?，F在雨水利用被大連市列為生態(tài)城市建設的重要內容。首先，市排水專業(yè)部門與日本日中都市開發(fā)株式會社合作編制《大連市雨水資源利用工程規(guī)劃》;其次，實施了中心城區(qū)雨水資源利用示范工程。2009年5月結合勝利路、太原街道路拓寬改造，市政府投資230萬元，分別在勝利路和太原街鋪設鋼筋混凝土滲透側溝總計6059m，將天然雨水通過滲透側溝滲入地下，改變了過去天然降雨排入污水管道的做法，補充和涵養(yǎng)了地下水，目前該工程已竣工并發(fā)揮作用。

2.1.3 金州區(qū)日發(fā)光明家具廠集雨工程

該工程在地下建750m3的集雨窯1座，留有自動泄水口，利用家具車間廠房拱型屋面和排水口，在車間內安裝集雨主管道500多m，將800m2的拱型屋面的雨水經排水管和集雨主管匯集到地下蓄水窯中。窯旁建有泵房，分別安裝專用消防水泵和生活用水泵，雨水經過濾和凈化后，用于消防、生產和衛(wèi)生用水。該工程投資30萬元，每年可集蓄雨水4800m3，基本上滿足了工廠的雜用水需求。

2.1.4 住宅小區(qū)的雨水利用

近十幾年以來，在新開發(fā)的生活小區(qū)的建設中，采用了雨水利用或中水利用措施，使雨水利用技術發(fā)揮了較好的社會效益和生態(tài)環(huán)境效益，也體現了雨水利用技術的現代特色。

2.1.4.1 大有恬園住宅小區(qū)

大有恬園住宅小區(qū)位于大連西郊，占地15.56hm2，始建于2001年，建筑面積18.5萬m2，一期工程建設住宅1688戶。2005年被遼寧省和大連市建委批準為節(jié)能省地示范工程，2006年獲國家環(huán)境保護總局頒發(fā)的首屆“國家環(huán)境友好工程”稱號。

大有恬園對雨水的利用情況:在建設之初就對淺層地下徑流進行勘探，并在淺層地下徑流出口點設置大井收集和儲存淺層地下水，小區(qū)多種樹少種草的綠色植被形成了淺層地下水涵養(yǎng)水庫，使雨水、山澗溪水在出口點得以使用，能滿足5萬m2公建的用水需求。

對中水的利用情況:自籌資金建設中水站，日處理1000t，市政污水通過生物氧化的再生處理，達到可利用的中水標準，然后送到自建的可蓄水4萬m3的地面水庫，可周轉儲存中水40天。水庫是中水利用系統循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)，通過水庫自然凈化，再經過二次處理達標后通過管網進入用戶家中沖廁。沖廁用水占家庭總用水量的1/3，大有恬園每個用戶的座便器都安裝有自來水和中水兩根管，用戶基本上都使用中水。中水還可以作為澆花草、澆樹、消防及洗車用水。僅使用中水一項，就使小區(qū)節(jié)省自來水30%以上。

2.1.4.2 海昌·楓橋園

海昌·楓橋園是位于大連市綠山湖畔的高檔別墅小區(qū)，建有120棟別墅和一棟會所及一處高爾夫球練習場，占地面積10萬m2，建筑面積9萬m2，綠化面積5.5萬m2。該小區(qū)為了利用雨水，建設了雨水收集系統兼排洪系統，包括1800m的暗渠、260m的截洪溝、280m的明渠，6個集雨井、1個22.8m×11.4m×4.0m的蓄水池，雨水經過截洪溝、明渠、暗渠、集水井到達蓄水池供小區(qū)綠化、清潔使用，多余水量排入綠山湖。小區(qū)還建設了污水處理工程，設計日處理能力250m3，將小區(qū)居民生活污水經過處理達到中水回用水質標準，再通過自流進入蓄水池，與雨水混合用于澆樹、澆花草和清潔。

2.1.4.3 農村的雨水利用

大連市農村的雨水利用主要是將路面、屋頂、溫室大棚的雨水收集到所建方塘、水池等儲水設施中，作為農田灌溉及飲用水水源。

近幾年在農田基本建設“大禹杯”競賽的推動下，加大了農村小型水源的建設力度，據統計，僅就自然坡面、路面、屋檐、溫室大棚集雨所建設的各種蓄水設施就達800多處，年調節(jié)水量3881萬m3，可澆灌蔬菜、果樹、花卉等農作物1.37萬 hm2，有效地利用了雨水資源。

a.屋檐接水，解決飲水困難。長海縣島嶼較多，淡水資源匱乏，居民飲水困難，為了解決這個問題，1985年，市縣兩級水行政主管部門在海島的部分居民住戶進行屋檐接水試點工作，取得成功后進行了推廣。屋檐接水是以居民住宅為單位，利用屋頂的集雨面積，在屋檐下安裝直徑150mm的匯流雨槽，由豎管輸送到過濾池，經消毒處理送入蓄水池中，供居民飲用，每戶蓄水池容積為20～30m3，投資1.5萬～2.2萬元。此種雨水收集的特點是:投資少、見效快、操作簡單易行，為此深得海島居民的歡迎。到目前為止，長?？h利用屋檐收集雨水已發(fā)展到2345戶，解決了8210人生活飲用水問題。

旅順口區(qū)位于遼東半島最南端，水資源匱乏，雨水資源的利用顯得非常迫切，據統計，利用屋檐接水的有300多戶，可解決1000多人的飲水問題，每戶的蓄水池容積為30～50m3。現在城市供水管網已實現了全部覆蓋，但屋檐接水設施還在繼續(xù)使用，群眾用收集的雨水澆灌蔬菜、果樹等。

b.利用溫室大棚的頂部收集雨水。把溫室大棚面上的雨水通過大棚周邊的U型槽及集雨渠道輸送到平塘中蓄存起來，用來澆灌農作物。全市已經利用197萬m2的溫室大棚收集雨水，最典型的屬金州區(qū)向應街道城西村菊蘭園。該園區(qū)由150座溫室大棚組成，占地面積33.35萬m2，在大棚兩側建有水泥U形槽30000多延長m，將U形槽的雨水通過2600m集雨渠道輸送到所建的方塘(90m×70m×9.0m)中，可蓄水5.0萬 m3，用于灌溉大棚內的花卉及農作物53.33hm2。

c.利用路面收集雨水。為了充分利用雨水資源，瓦房店市水利局工程技術人員利用沈大高速公路路面收集雨水。選擇經過炮臺鎮(zhèn)和土城鄉(xiāng)的高速公路，在地勢比較低的地方建設平塘，通過高速公路兩側的排水溝，將雨水匯集到平塘中。據測算，利用沈大高速公路32萬m2路面，年收集雨水約10萬m3，可澆灌農田及果樹33.33hm2。

3 雨水利用存在的問題

3.1 雨水未能滯蓄，加大了排水系統的壓力

大連市城區(qū)座落在丘陵地帶，土層薄，下滲量小，降雨匯流速度快，將大量的污染物帶入雨污混合排水管道，使管道堵塞和淤積，城市低洼區(qū)的雨水不能及時排除，局部受淹災害時常發(fā)生，按多年平均降雨量的35%可利用計算，市區(qū)有效集雨面積按356km2計算，每年汛期約有8500萬m3的可利用雨水流入大海，使雨水資源大量浪費。

3.2 地下水位下降，導致海水入侵

隨著城市化進程的加快，城市不透水地面增加，人為地阻斷了地表水補充地下水的通道，使天然降水很快流入排水系統匯入大海。而另一方面，人們還在不斷取用地下水，使地下水水位連年下降，海水大面積侵入。海水的大量倒灌，將引起地下水污染和土地鹽堿化，導致地面樹木鹽漬而亡。

2010年《大連市水資源公報》顯示:“2010年大連的海水入侵面積為638km2(不包括長海、交流島、長興島等沿海島嶼)，占大連行政區(qū)域面積12573.85km2的5%。目前，大連地區(qū)的海水入侵形勢仍比較嚴峻，海水入侵縱向最大入侵深度達7km，海水入侵面積最大的區(qū)域是‘旅順—甘井子—金州’沿海地帶，為295km2?！焙Ｋ肭置娣e雖比2009年有所減少，但仍不容樂觀。

4 雨水利用效益分析

如果大連市中心城區(qū)全面實施雨水資源利用，每年可有效利用雨水資源按8500萬m3計算，其經濟效益為:?增加財政收入。目前國家每缺水1m3造成的財政損失為5.48元，年均可收益4.65億元;?消除污染而減少的損失。據分析，消除污染的投入產出比為1∶3，通過雨水利用可減少降雨徑流帶來的水體污染。如以大連市現行的污水綜合排放費2.0元/m3作為消除污染投入的費用，則每年因雨水利用消除污染而減少的損失為3.4億元;?節(jié)省城市排水設施運行費用。通過雨水滲透利用，可削減地表徑流，減輕市政管網壓力，也減少了低洼區(qū)的受淹風險，更減少了維護費。據測算，大連市每輸送1m3污水的管網維護費大約為0.04元，每年可節(jié)省排水設施運行維護費340萬元;?節(jié)省自來水用量。按大連市中心公共綠地面積2911萬m2、每平方米綠地用水1m3/年、大連市現行綜合水價3.50元/m3計算，實施雨水資源利用工程后，將節(jié)約水費1億元;?防止地面沉降，減少海水侵蝕，回補地下水，改善地下水環(huán)境。

綜上分析，每年通過雨水利用可獲得收益約為9億元，效益非常可觀，而生態(tài)效益和社會效益是不可估量的。

5 雨水利用展望

大連市多年平均降雨量小，水資源占有量僅為全國人均占有量的1/4，而金州以南則是全國的1/16，是一個資源型缺水的城市，所以，大連市非常有必要充分利用雨水資源，把雨水留住。像新加坡那樣將雨水收集起來，用于洗車、澆樹、澆花草、沖廁，質量好的雨水可以送到凈水廠處理后作為生產和生活用水。另一方面，大連市的建成區(qū)在改革開放30年間擴大了數倍，填海造陸面積較大，在生態(tài)環(huán)境改善和綜合治水方面，也需要加強雨水的利用與管理。為此，提出如下建議:

a.借鑒國外的經驗，盡快制定和出臺地方性法規(guī)和經濟可行、生態(tài)環(huán)保的雨水利用技術規(guī)范及標準，像日本、新加坡那樣將雨水收集起來加以利用，使雨水利用落到實處。

b.在市政設施建設的同時將雨水利用工程考慮進去。如:地面停車場應建成透水性的，回補地下水;建設透水性道路、下凹式綠地、滲水池、滲水溝和井等，將相應面積內的5年一遇降雨量全部入滲或滯留，既可減輕城市防洪的壓力，又可回補地下水，使地下水環(huán)境得到改善。

在工程措施方面，應加強市政、建筑、水務、交通等部門之間的協調，在建設主體工程的同時將雨水收集工程考慮進去，這樣既可減少城市型洪水給城市防洪造成的壓力，又利用了雨水，保護了城市水環(huán)境，是一舉兩得的好事。

c.雨水利用試點。?在新建小區(qū)建設雨水與中水利用系統，積累經驗后再向全市推廣;?新建學校或校舍改建應建設雨水利用設施，并對學生進行雨水利用教育，使新一代從小樹立雨水資源化的觀念。

d.加強節(jié)水型農業(yè)的建設，大力推廣和發(fā)展噴滴灌技術;加大灌區(qū)改造力度，提高渠系利用系數;在淡水資源匱乏的地方采取民辦公助的辦法建設屋檐接水設施。

e.加強雨水收集技術的推廣，強化技術服務，普及雨水利用方面的知識，對從事雨水利用規(guī)劃、設計、施工和管理的工程技術人員進行培訓。

6 結語

大連市是全國節(jié)水型社會建設試點單位，節(jié)水工作任務很重，而利用雨水資源是節(jié)水措施之一，其生態(tài)效益、經濟效益非常顯著。把雨水留住，充分利用天然降水，節(jié)約有限的水資源，保護水環(huán)境即保護我們生存的自然環(huán)境，也是實踐科學發(fā)展觀的具體體現。