城市雨水的收集利用現(xiàn)狀分析及海綿城市的開發(fā)建設(shè)

崔也，高飛

（1.北京森淼天成環(huán)?？萍加邢薰?，北京100081；2.甘肅省耕地質(zhì)量建設(shè)管理總站，甘肅蘭州730020）

城市雨水的收集利用現(xiàn)狀分析及海綿城市的開發(fā)建設(shè)

崔也1，高飛2

（1.北京森淼天成環(huán)?？萍加邢薰荆本?00081；2.甘肅省耕地質(zhì)量建設(shè)管理總站，甘肅蘭州730020）

介紹了國內(nèi)外雨水資源利用的基本狀況，提出當(dāng)前城區(qū)具體解決用水短缺問題的主要途徑，展望了在城區(qū)進行海綿城市的建設(shè)開發(fā)帶來的經(jīng)濟、社會以及生態(tài)效益，并論述了海綿城市建設(shè)的現(xiàn)實意義。筆者認為在前期周密規(guī)劃和反復(fù)論證的基礎(chǔ)上，海綿城市的建設(shè)開發(fā)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，將是提高水資源利用效率及走出城區(qū)用水困境的有效途徑。

雨水收集；現(xiàn)狀；海綿城市

隨著人口的不斷增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進程的加速，城市面積不斷擴張，城市用水量不斷增加，水的供需矛盾已成為制約城市發(fā)展的瓶頸。自20世紀(jì)80年代開始，西方各國已經(jīng)開始探索雨水收集利用的技術(shù)。憑著先進的技術(shù)和完善的制度體系走在了世界雨水收集利用的前列，并且取得了一定的成績。如早在1989年德國就發(fā)布了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，對商業(yè)、住宅等領(lǐng)域在雨水收集利用的各個環(huán)節(jié)制定了標(biāo)準(zhǔn)，涉及雨水利用設(shè)施的建設(shè)和運行管理，以及雨水的水質(zhì)控制和監(jiān)測等方面德國的雨水利用技術(shù)已發(fā)展到第三代[1]，成套設(shè)備技術(shù)成熟、安裝方便、效果運行好等這些積極因素，使該國的雨水收集利用得到廣泛地推廣。對于同樣面臨嚴(yán)重缺水問題的我國多數(shù)地區(qū)，特別是西北干旱半干旱地區(qū)，雖在雨水收集利用方面做了一些努力，如甘肅省的“121雨水集流工程”、內(nèi)蒙古的“112集雨節(jié)水灌溉工程”、寧夏的“水窖工程”、陜西“甘露工程”等[2]。隨著城市水資源短缺和洪澇災(zāi)害的不斷發(fā)生，北京、上海、青島、西安等城市相繼開展了城市雨水資源利用的研究[2]。但是雨水收集利用的力度還很不夠，總體上來講發(fā)展相對滯后，在各方面都與發(fā)達國家有很大差距。2013年12月，習(xí)總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上提出了建設(shè)海綿型城市的發(fā)展理念。2015年，全國16座城市入選海綿城市建設(shè)試點名單，由此可見，雨水的綜合利用將是一項長期的研究課題。本文在對城區(qū)雨水資源利用現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，提出以建設(shè)海綿型城市為目標(biāo)，進行城市城區(qū)雨水收集利用的辦法，建設(shè)新型城市水文循環(huán)來有效解決城市發(fā)展中的水資源短缺問題。

一、雨水利用現(xiàn)狀

（一）雨水收集利用的必要性

近年來，隨著城鎮(zhèn)化進程的加快、城市人口的增加、城市硬化面積迅速擴展，導(dǎo)致城市不透水面積也隨之?dāng)U大，水資源供需矛盾日益突出，如何最大效率利用水資源是城市發(fā)展中的首要問題。相比于其他循環(huán)再生水源，雨水有著不可替代的優(yōu)勢，如處理簡單、就地收集、硬度低、含有營養(yǎng)成分和不易造成土壤板結(jié)與地下水污染等，因此，有效地收集利用雨水對于切實解決城市內(nèi)澇、地下水過度開采而致使地面下陷、城市惡性水循環(huán)等系列問題是一條切實有效的途徑。雨水科學(xué)高效地收集利用有利于修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)水資源，增強城市防澇能力，促進人與自然和諧發(fā)展

（二）雨水收集利用現(xiàn)狀

1.我國城市雨水利用現(xiàn)狀。我國城市雨水利用研究開始于20世紀(jì)90年代，2000年北京市啟動了“城市雨洪控制與利用”工程。2001年國家出臺了《雨水集蓄利用工程技術(shù)規(guī)范》的政策法規(guī)。北京市的雨水收集利用一直走在全國各個城市的前列，在雨水收集利用方面取得一定成效。2003年市政府頒布《關(guān)于加強建筑工程內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定》[3,4]。2008年北京市以奧運會為契機，大力推廣透水磚的利用。到2009年，北京市累積應(yīng)用透水路面達300萬平方米，包括奧運場館、人行道、廣場、庭院、步行街等場所，至2011年，北京市利用雨水收集利用工程利用雨水超過8000萬立方米，收集的雨水經(jīng)過處理后，可以用來洗車、沖廁所、路面灑水等。除

但總體而言，我國城市中雨水利用效率還比較低，對城市雨水處理和綜合利用方面還很不完善，大中城市的雨水利用基本處于研究示范階段。近些年來，當(dāng)短時間內(nèi)有大量降水時，雨水造成的城市內(nèi)澇新聞還時有報道。

2.國外雨水利用現(xiàn)狀。西方國家早在上世紀(jì)70年代就開始了城市雨水資源的研究開發(fā)和利用[5、7]。德國在20世紀(jì)80年代開始逐步建立和完善雨洪調(diào)蓄技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與管理條例。1989年《雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)志著第一代雨水利用技術(shù)的成熟。各州法規(guī)都規(guī)定除特定情況外降水不能直接排放到公共管網(wǎng)中，城市開發(fā)要實現(xiàn)“排放量零增長”[6]；美國對于雨水的收集利用主要體現(xiàn)在提高雨水的直接入滲能力。在美國很多的大中城市都建立了地表回灌系統(tǒng)。美國政府還頒布了雨水利用相關(guān)的法律法規(guī)。在停車場采用嵌草路面，在道路沿線兩側(cè)設(shè)置地下蓄水層[8]；澳大利亞的水敏性城市設(shè)計強調(diào)將下暴雨時形成的徑流和天然的河道充分利用，收集吸納雨水資源，而不是將其盡快排走。措施包括：管理優(yōu)化城市中天然形成的各種水系，使其發(fā)揮作用；將城市中具有不同功能的用地整合進行系統(tǒng)利用[9]。

二、雨水利用可行性分析

城市雨水收集利用過程具體包括下雨時雨水的收集、凈化、貯存，需水時雨水的高效利用等。由于雨水具有硬度低、收集處理簡單、污染物少等特點，因此它在解決城市水資源供需矛盾方面成為重要的關(guān)注對象。雨水既可以解決城市水資源供需緊張的問題，又可以利用城市本身中的各種人工或自然水體，來改善城市中的水循環(huán)，減少城市內(nèi)澇發(fā)生，使城市生態(tài)系統(tǒng)向好的方向發(fā)展[10]。以蘭州市為例，年平均降水量為325毫米，7、8、9三個月的降雨量占全年降雨量的70%左右。蘭州市自產(chǎn)地表水資源僅2.23億立方米，低于全國和全省平均水平，地下水資源總量為2.74億立方米，無法滿足城市快速發(fā)展對于水資源的需要[11]。2015年，蘭州市城區(qū)面積212.1km2，城區(qū)每年承接的雨水量達6712.6萬立方米。若按海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)收集利用雨水，完全可以解決城市綠地澆灌用水，但目前蘭州市大部分城區(qū)都沒有收集利用雨水相關(guān)設(shè)施，所以雨水的收集利用擁有巨大潛力可挖。

三、海綿城市

（一）海綿城市概念的提出

2012年4月我國首次提出“海綿城市”這個概念；2013年習(xí)總書記在一次講話中也強調(diào)要建設(shè)自然滲透、存積、凈化的海綿城市。顧名思義，海綿城市是指城市能夠在有降雨的時候可以發(fā)揮蓄水、凈水作用，在需水時再將儲存的雨水調(diào)出加以利用；海綿城市在應(yīng)對城市內(nèi)澇災(zāi)害，適應(yīng)環(huán)境變化等方面具有良好調(diào)節(jié)功能，提升了城市生態(tài)系統(tǒng)功能。

（二）海綿城市主要建設(shè)內(nèi)容

海綿城市建設(shè)的實質(zhì)是構(gòu)建一個先進的城市雨水系統(tǒng)。而世界先進的城市雨水系統(tǒng)為低影響雨水開發(fā)系統(tǒng)（LowImpactDevelopment，簡稱LID）是由美國在20世紀(jì)90年代提出并運用的雨水管理思想。在場地開發(fā)過程中，采用源頭分散式措施，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等不同功能的設(shè)施，使土地盡量保持開發(fā)前的水文下墊面特征。城市里發(fā)揮像“海綿體”一樣功能的設(shè)施，包括城市中自然存在的天然渠道和池塘以及人造湖等，花園、草地、可滲透材料鋪就的廣場、路面等設(shè)施也屬于城市海綿體范疇。海綿城市建設(shè)主要包括三部分，一是雨水的收集設(shè)施包括：綠色屋頂、植草溝、滲濾溝、道路廣場的滲透性鋪裝、生物滯留、景觀水體、雨水濕地以及下沉式綠地等；二是雨水的儲存設(shè)施：蓄水池、集雨罐、調(diào)節(jié)池塘、生態(tài)型水渠等；三是雨水的過濾設(shè)施：植被緩沖帶、初期雨水棄流系統(tǒng)、土壤滲透過濾系統(tǒng)等。

（三）海綿城市開發(fā)建設(shè)意義

海綿城市的開發(fā)建設(shè)具有巨大的現(xiàn)實意義。海綿城市以“綠色”措施來組織排水，以“慢排緩釋”和“源頭分散”控制為主要建設(shè)理念重新定位了雨水管理與生態(tài)環(huán)境、城市建設(shè)及社會發(fā)展之間的關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟效益的最大化。其次海綿城市能夠?qū)崿F(xiàn)降水集蓄再利用，解決城市水資源供需矛盾、減少城市內(nèi)澇和進行城市的生態(tài)修復(fù)；海綿城市的開發(fā)建設(shè)也是進入“十三五”，拉動經(jīng)濟，替代房地產(chǎn)成為新興的產(chǎn)業(yè)支柱之一。

四、海綿城市發(fā)展前景

2014年，中央財政開始對海綿城市建設(shè)試點城市進行專項資金支持，持續(xù)三年，具體補助數(shù)額安城市規(guī)模分檔確定。2015年10月，中央又提出具體建設(shè)海綿城市的指導(dǎo)意見，指出要在2020年至少20%的城鎮(zhèn)建成區(qū)實現(xiàn)70%的雨水消納?！笆濉逼陂g，海綿城市的開發(fā)建設(shè)涉及低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)、超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)三大領(lǐng)域，涵蓋多個產(chǎn)業(yè)，從地上的園林建設(shè)，到地表的硬化地面及透水鋪裝，再到地下的排水管網(wǎng)收集和處理，可以預(yù)見未來海綿城市的開發(fā)建設(shè)將成為國家經(jīng)濟增長的新產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。

五、結(jié)語

雨水對于調(diào)節(jié)、補充城市水資源和補給地下水有重要作用。城市雨水收集利用是一項涉及多學(xué)科的系統(tǒng)工程，在選擇雨水利用系統(tǒng)方案時，要因地制宜。我們必須根據(jù)城市的特點、類型來設(shè)計方案。海綿城市的開發(fā)建設(shè)對解決城市水資源短缺、防治水環(huán)境污染和防洪減災(zāi)等，具有重大的社會效益和環(huán)境效益，是城市水資源可持續(xù)利用的有效途徑。政府部門要在雨水收集高效利用研究上加大科研投入力度，提供專項資金支持，使研究成果盡快轉(zhuǎn)化，提高雨水綜合利用率。

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（編輯：張瓊瓊）

TU992

A

1673-9019(2016)13-0051-02

2016-04-27

崔也（1990-），男，陜西華陰市人，主要從事環(huán)境管理方面的研究。北京外，杭州、青島、煙臺、上海、南京等多個城市都在進行雨水收集利用方面的探索，發(fā)展勢頭良好。