城市非常規(guī)水資源利用研究

摘 要：在城市常規(guī)水資源供給不足或者短缺的情況下，有效地開發(fā)利用城市非常規(guī)水資源是很有必要的。文章主要分析研究城市的再生水和雨水兩種非常規(guī)水資源的利用。通過城市雨污水資源系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和合理建設(shè)，充分利用城市的非常規(guī)水資源，緩解城市水資源供需，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：非常規(guī)水資源；再生水；雨水資源化

1 再生水合理利用研究

1.1 再生水定義及用戶分類

再生水俗稱“中水”，指受到污染后的水體（如居民生活污水、工業(yè)生產(chǎn)廢水等）通過處理、凈化后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)滿足某些使用要求，可以重新被利用的水。

國內(nèi)外實踐經(jīng)驗表明[1]，城市污水處理再利用能提高水資源利用率，也能減輕污水排放所造成的水體污染。再生水作為城市的一種非常規(guī)水資源，能促進(jìn)水資源的循環(huán)利用，減少城市日常生活、生產(chǎn)對有限自然水的依賴。與海水淡化、雨水利用相比，污水處理再利用在技術(shù)方面具有顯著優(yōu)勢，與跨流域調(diào)水相比更具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。綜上，污水資源化不僅具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，還具有巨大的社會和生態(tài)效益。

目前，我國城市污水回用按照用途不一樣其主要用戶為：工業(yè)用戶、市政用戶和生活雜用用戶、生態(tài)環(huán)境用水用戶、農(nóng)業(yè)用水用戶等。

1.2 再生水的合理利用方式

城市污水經(jīng)處理后回用主要分為直接回用和間接回用兩種。其中，直接回用是指污水處理廠將處理后的污水經(jīng)輸水管道、輸水設(shè)施等直接運送到用戶進(jìn)行利用；間接回用則是將處理后的中水排入水體，用戶再從水體中利用抽水、引水等措施進(jìn)行使用。伴隨著生態(tài)城市的建設(shè)，目前的發(fā)展趨勢是由農(nóng)田灌溉逐漸轉(zhuǎn)向城市環(huán)境用水（補充城市河流及湖泊）。

按照再生水利用工程規(guī)模的不同，還可以分為市政再生水利用和建筑再生水利用兩類。市政再生水利用一般是指按照一定的水質(zhì)指標(biāo)要求，經(jīng)城市污水處理廠進(jìn)行綜合處理后的中水，可以用于工業(yè)生產(chǎn)用水、城市生態(tài)用水、生活雜用誰用等用水環(huán)節(jié)；建筑再生水利用是指建筑物中的生產(chǎn)生活污水經(jīng)處理后，再次利用到生產(chǎn)生活作用雜用水的一部分，如：回用于沖洗公廁、洗車、澆灑道路、綠化灌溉等。不管是市政再生水利用還是建筑再生水利用根據(jù)回用方式分類，都屬于直接回用。

2 城市雨水資源化

2.1 城市雨水資源化

降水是水文循環(huán)的一個重要環(huán)節(jié)，是陸地水資源主要補給來源，降水最主要的表現(xiàn)形式就是降雨。天然流域中，降雨一部分通過產(chǎn)匯流形成地表水，一部分下滲形成地下水，使水資源處于不斷的循環(huán)過程中。城市城區(qū)和天然流域不同，首先，城市的地表主要是水泥、瀝青馬路，降雨通過下滲補給地下水的水量減少；其次，城市當(dāng)中土壤與植被對雨水的滯蓄作用不明顯，加大城市發(fā)生水害的危險率；最后，城市雨水?dāng)y帶著大量的污染物，不僅會污染城市河流，同時還大大增加城市污水處理量。

2.2 城市雨水資源化現(xiàn)狀

城市作為一個獨特的小流域，和天然流域有顯著的差異，城市中不透水面積占的比重很大，城市中流域的蓄滲作用不顯著，由此導(dǎo)致大量城市雨水流失，城市水循環(huán)系統(tǒng)平衡基本上遭到破壞，城市面臨著一系列的生態(tài)環(huán)境問題。當(dāng)前城市雨水資源的利用面臨著諸多的問題。

（1）雨水資源利用率較低。國內(nèi)眾多城市在城市化進(jìn)程中都面臨著水資源供需不平衡的問題，然而大量的雨水資源流失，沒有被利用起來，目前國內(nèi)雨水資源利用率不足10%。

（2）隨著人口的增長，城市化進(jìn)程的加快，城市的不透水面積逐步增加，以前的天然地面由瀝青馬路、水泥地、屋頂、大型游樂場等不透水表面所覆蓋，這導(dǎo)致城市雨水蓄滲作用不明顯，洼地蓄水量減少，而雨水則直接進(jìn)入城市下水系統(tǒng)流失。

（3）降雨徑流污染嚴(yán)重。瀝青混泥土路面磨損輪胎、生活垃圾、工業(yè)廢氣排放、建筑工地灰塵等都能致使地面形成的降雨徑流中含有大量的有機物、重金屬、油污等。

2.3 城市雨水資源化合理利用途徑

城市雨水利用的途徑包括：利用滲透設(shè)施集雨；對收集的雨水就近利用；對城市雨水和污水進(jìn)行分流，建立單獨的城市雨水系統(tǒng)；將雨水轉(zhuǎn)化為城市生態(tài)環(huán)境用水。

2.4 城市雨水資源化潛力分析計算

雨水資源化潛力可分為3個層次：一是理論潛力，二是可實現(xiàn)潛力，三是現(xiàn)實潛力[2]。

2.4.1 理論潛力分析

一個流域或區(qū)域的雨水資源的理論潛力，可以簡單認(rèn)為是該區(qū)域的降水總量，即：W=1000×P×A。式中，W為該區(qū)域雨水資源的理論潛力，m3；P為區(qū)域降水量，mm；A為該區(qū)域的總面積，km2。

2.4.2 可實現(xiàn)潛力

參考聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）提出的有效降水概念，將雨水資源化可實現(xiàn)潛力定義為：在一定自然和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，通過已有的方式和技術(shù)，雨水資源中可以開發(fā)利用的最大量[3]。其一般公式表達(dá)式為：Wa=1000×？姿w×P×A。式中，Wa為區(qū)域雨水資源可實現(xiàn)潛力，m3； ？姿w為降雨調(diào)控系數(shù)，與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)水平、工程措施等有關(guān)。

2.4.3 現(xiàn)實潛力分析

現(xiàn)實潛力是指當(dāng)前的利用方式和技術(shù)水平已經(jīng)實現(xiàn)的雨水資源利用量。現(xiàn)實潛力的表達(dá)公式為：Wr=1000×？姿r×P×A。式中，Wr為區(qū)域降雨水資源現(xiàn)實潛力，萬立方米；？姿r為當(dāng)前區(qū)域降雨調(diào)控能力的現(xiàn)實水平。

根據(jù)雨水資源化潛力的概念和降雨徑流量的分析計算，對于一個城市而言，只要調(diào)蓄降雨徑流的蓄水池達(dá)到調(diào)蓄計算法設(shè)計的蓄水池有效容積，可以保證全部可集蓄的降雨徑流得以利用。

3 結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，我國水資源短缺問題日益凸顯，政府對此高度重視，隨著城市化的發(fā)展，解決城市的常規(guī)水資源短缺問題是當(dāng)務(wù)之急，而再生水和雨水作為非常規(guī)水源具有開發(fā)的潛力。文章旨在研究城市非常規(guī)水源，即再生水和雨水資源化。通過城市雨污水資源化系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和合理建設(shè)，充分利用城市中含有巨大節(jié)水潛力的非常規(guī)水資源，可以有效緩解城市水資源供需矛盾，促進(jìn)城市可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]A.N.Angelakis，L.BonToux.Wastewater reclamation and reuse in Eureau countries. Water policy .3（2001）：47-59.

[2]趙然杭.城市水資源利用的關(guān)鍵問題研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2008.

[3]王鵬飛.深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市用水健康循環(huán)與污水資源化研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2003.

作者簡介：馮建棟，男，漢，碩士，助教，主要從事水文教學(xué)工作。