淺析雨洪利用

摘 要：由于全球范圍水資源緊缺和暴雨洪水災(zāi)害頻繁，近二十年來，許多發(fā)達國家開展了雨水利用的研究和實踐。我國對此的研究比較滯后，同時又是非常需要此方面技術(shù)的國家。一方面，我國的水資源總數(shù)雖然大，但人均占有少，城市缺水問題十分嚴重；另一方面，我國降水的時間和空間分布不均，且近年來暴雨強度增大、頻率增加，雨洪資源在缺水城市沒有得到合理的滯留和利用，反而形成城市內(nèi)澇危害發(fā)展。由此，雨洪利用已經(jīng)成為我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容之一。文章結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展情況，對雨洪利用做了部分分析。

關(guān)鍵詞：水資源緊缺；城市內(nèi)澇；雨洪利用；循環(huán)經(jīng)濟

中國雨水資源的總量相對豐富，全年的降雨量大約有6萬億m3。其中有3.2萬億m3 滲透到土壤里，大部分被植物吸收后蒸發(fā)掉，小部分補充到地下水；而另外的2.8萬億m3的雨水形成地面徑流中，有2.7萬億m3匯集成河流、湖泊等地表水，還有少量雨水成為地下水。目前，我國主要開展農(nóng)村雨水利用的研究應(yīng)用較多，對城市雨洪利用的研究相對較少。雨水回收途徑包括路面徑流、屋面徑流。

1 路面雨水控制

隨著城市人口的增長，城市現(xiàn)代化建設(shè)加快，大量建筑物拔地而起，道路建設(shè)需求越多，由此城市不透水面積也逐年速增。自然水文循環(huán)中，降到地面的水，一部分被植物截留，一部分蒸發(fā)到大氣，其余水，一部分滲入地下，一部分沿地面流動形成地面徑流進入江河湖泊等。而現(xiàn)在的城市降雨量90%形成了徑流，地下滲透水量下降導(dǎo)致地下水位下降，而地面雨水匯集、排出時間縮短，高峰流量增大，隨之而來的是洪水風(fēng)險增加。開發(fā)種植植物對雨水進行控制是必要的，但是在處于發(fā)展中的中國，大批植樹造林仍不現(xiàn)實。我們從道路本身出發(fā)，既然不得不修路，那么我們將道路設(shè)計研究創(chuàng)新，爭取最大限度使雨水能夠下滲。

1.1 國外技術(shù)發(fā)展

國外多用設(shè)集水溝和管渠的透水基層排水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在道路兩側(cè)連續(xù)鋪設(shè)多孔排，收集下滲的雨水，構(gòu)造如下圖所示。排水管與集水管連接，集水管的兩端再與滲透管溝、滲透池（塘）等連接，將收集的雨水送去處理進行二次利用，或者回填地下水。

圖1 透水性道路排水結(jié)構(gòu)示意圖

德國是世界上雨水收集利用技術(shù)最先進的國家之一，德國漢諾威康斯柏格城區(qū)的雨洪利用與生態(tài)設(shè)計是歐洲的典范。該系統(tǒng)結(jié)合地形與土壤條件設(shè)計，盡可能地將雨水就地滯留并下滲，最大限度地減少地表徑流。系統(tǒng)由雨水滲濾溝、坡地雨水綠道、雨水滯留區(qū)、蓄水湖和輸水溝五個部分構(gòu)成。在此系統(tǒng)中，地面徑流進入路邊設(shè)置的“雨水滲濾溝”中，水慢慢下滲，當(dāng)水位上升到特定高度時，溢出的雨水進入坡地雨水綠道和場地邊緣最低洼處的雨水滯留區(qū)中，更多的水流順應(yīng)地勢流入蓄水湖中，如此便有跟廣區(qū)域讓雨水下滲或者蒸發(fā)。

1.2 雨洪水質(zhì)管理

在減少地表徑流的同時，還要對路面與水水質(zhì)進行控制。我國路面徑流水質(zhì)復(fù)雜，收集回用效率不高。徑流雨水水質(zhì)與城市地理位置、下墊面性質(zhì)材料、下墊面管理水平、降雨強度、氣溫、日照等諸多因素有關(guān)，水質(zhì)波動性較大。除了需要控制現(xiàn)今城市常出現(xiàn)的“熱島效應(yīng)”、改善環(huán)境問題以外，改善路面污染狀況也是控制路面雨水污染源的最有效方法之一?？稍谳斔芫€途中或者末端設(shè)置雨水滯留工藝，入穩(wěn)定塘和人工濕地等。還可以設(shè)置路面雨水截污裝置，防止樹葉、垃圾等污染物混入雨水回收系統(tǒng)。除此之外政府還應(yīng)當(dāng)頒布政策實施，如禁止將雨水口當(dāng)做垃圾筒，加強環(huán)境監(jiān)督管理，加強城市內(nèi)澇災(zāi)害原因及減災(zāi)方法宣傳，增強群眾防災(zāi)減災(zāi)意識。也可以學(xué)習(xí)發(fā)達國家，制定一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)。如美國制定了《雨水利用條例》，該條例規(guī)定了新開發(fā)區(qū)的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發(fā)前的水平，所有新開發(fā)區(qū)必須實行強制的“就地滯洪蓄水”。1996年德國聯(lián)邦水法新增條款中補充了關(guān)于“避免雨水徑流量增加”和“水的可持續(xù)利用”的規(guī)定：除特定情況外，降水不能排放到公共管網(wǎng)中，新建項目的開發(fā)商必須對場地雨水進行有效滯留和利用。這樣在暴雨時期就減輕了市政雨水管道的負擔(dān)，從而更有效排出洪水避免內(nèi)澇。

2 屋面集水系統(tǒng)

當(dāng)前屋面雨水收集利用在美、歐、日等發(fā)達國家已是非常重視的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)形成了完善的體系。這些國家制定了一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)，建立了完善的屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng)。收集的雨水主要用于洗車、澆庭院、洗衣服、沖廁和回灌地下水。

屋面雨水收集系統(tǒng)流程：屋面雨水經(jīng)雨落管流入過濾器，過濾后的水流入滲透式儲水池。儲水池上方接納土壤滲透下的水，下方將水慢慢滲透到更深含水層。當(dāng)水位超過一定位置，水溢流出去進入雨水收集管渠。很顯然，屋面集水系統(tǒng)更適用于矮層樓房。由于中國人口多，特別是大城市人口密度大，建筑密集，樓層高，若采用屋面集水系統(tǒng)，首先成本高，管理困難；其次未必能達到西方國家處理的效果。因此這種方式適合在我國農(nóng)村普及。在農(nóng)村進行雨洪利用，能創(chuàng)建自身優(yōu)美環(huán)境，向新型農(nóng)村模式跨進；同時也能緩解周圍城市水資源緊缺困難，成為服務(wù)都市型農(nóng)村。

3 雨洪利用

根據(jù)城市雨水利用的途徑不同，雨水利用可以分為雨水直接利用、雨水間接利用。

3.1 雨水直接利用

降雨前期20min內(nèi)的雨水水質(zhì)較差，可通過修建截流井將初期雨水截流，后期雨進行回收利用。雨水徑流收集利用技術(shù)是將來自屋頂、道路等的降水收集，稍加處理或不經(jīng)處理直接用于從洗廁所、澆灑綠地等。城市雨水利用目前成熟的技術(shù)有兩種：屋頂集流和馬路分流。屋頂集流，就是利用建筑物屋頂攔蓄雨水，然后在地下存儲，過濾和反滲透過濾，再用水管輸送供用戶使用。馬路分流，即分設(shè)城市排污管道和雨水集流管道。雨水集流管道分散設(shè)置，雨天集存，晴天利用，無需處理。關(guān)于這方面，日本已有成熟經(jīng)驗，我國可以借鑒。在城市規(guī)劃過程中，不妨根據(jù)城市生態(tài)特點設(shè)計河湖相通的生態(tài)水網(wǎng)，把城區(qū)雨洪資源通過雨水管網(wǎng)匯集排入河流，經(jīng)閘門、攔河壩調(diào)蓄后補給湖泊及城區(qū)內(nèi)公園景觀。

3.2 雨水間接利用

城市雨水間接利用是采用各種措施將雨水就地滲入，如利用坑塘、洼地、舊河道、砂石坑、溝渠及井等將地下水直接引入地下含水層。這種做法能減小管道負擔(dān)，同時補充地下水、涵養(yǎng)地下水。同時有利于增加淺層土壤含水量、遏制城市熱島效應(yīng)、改善生態(tài)環(huán)境。另一方面，土壤滲透有一定凈化功能，從經(jīng)濟效益上來講對城市面源污染的控制有重要意義。

4 結(jié)束語

對于我國，進行可持續(xù)的雨洪利用和生態(tài)設(shè)計尤為重要，它對于補償城市生態(tài)環(huán)境、緩解水資源危機和解決城市快速發(fā)展帶來的排水設(shè)施的不足以及防洪減災(zāi)等方面具有重大的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]郭溪，曹倍.淺析城市雨洪的防治與利用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，4.

作者簡介：段丹丹（1992-），女，漢族，四川德陽人，西華大學(xué)2011級給水排水工程專業(yè)本科在讀，研究方向：市政管網(wǎng)設(shè)計。