雨廢水回收對海綿城市建設(shè)及環(huán)境保護的貢獻

【摘要】針對目前海綿城市建設(shè)中雨廢水回收與環(huán)境保護工作開展過程存在的問題，文章從實踐角度出發(fā)，分析了雨廢水回收現(xiàn)狀，并提出了海綿城市環(huán)境保護措施的運用建議。結(jié)果表明，只有從問題角度出發(fā)，才能使雨廢水回收等環(huán)境保護工作開展達到預(yù)期。

【關(guān)鍵詞】水危機;環(huán)境保護;海綿城市;雨廢水回收

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.013

引言：

隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)水平的不斷提升，使得城市化發(fā)展進入深水區(qū)階段。如，城市道路與建筑群等設(shè)施的不透水面積擴大，會大幅增加雨水資源流失與雨水徑流污染。此外，還使城市內(nèi)澇災(zāi)害風(fēng)險加大，城市發(fā)展與水資源緊缺、自然災(zāi)害、環(huán)境保護之間的矛盾愈發(fā)凸現(xiàn)。

建筑工程雨廢水回收作為“海綿城市建設(shè)”的重要部分，在代表城市環(huán)境文化的同時，還為城市水資源的科學(xué)利用與低碳城市的整體建設(shè)提供了重要助力。海綿城市建設(shè)中，雨廢水回收，是有效提升水資源利用效率、解決水資源短缺問題的關(guān)鍵，其會產(chǎn)生社會方面、環(huán)境保護方面以及經(jīng)濟等方面的效益價值。本文將從我國面臨的水危機、水資源保護利用政策規(guī)劃、雨水回收系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及意義等角度，闡述建筑工程雨廢水回收對海綿城市建設(shè)及環(huán)境保護的貢獻和可行性。

1、我國面臨的水危機

水資源短缺。據(jù)水利部統(tǒng)計，全國669座城市中有400座供水不足，110座嚴(yán)重缺水;在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個長期受缺水困擾。在46個重點城市中，45.6%水質(zhì)較差，14個沿海開放城市中有9個嚴(yán)重缺水。目前，我國年缺水總量約為300億立方～400億立方，城市的年缺水量已遠遠超過60億立方。根據(jù)水利部《21世紀(jì)中國水供求》分析，中國作為發(fā)展中國家，正處在工業(yè)化與城鎮(zhèn)化發(fā)展的過程中，隨著這一進程的推進，到2030年時，預(yù)計我國工業(yè)用水將增加1500億立方，城鎮(zhèn)用水將至少增加250億立方。水利部預(yù)測，到2030年時，中國人口將達到16億，屆時人均水資源量將下降到1700立方，這已接近國際公認(rèn)的警戒線。城市內(nèi)澇嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國發(fā)生過城市內(nèi)澇的城市高達300多個，不僅嚴(yán)重影響了城市的正常生活秩序，也造成了嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失。

2、雨水回收系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀

2.1國外城市雨水利用情況

以英國建設(shè)使用的可持續(xù)城市排水系統(tǒng)為例，據(jù)其政府環(huán)保部門規(guī)定，可持續(xù)排水系統(tǒng)包含涉及地下水與地表水可持續(xù)式管理的技術(shù)內(nèi)容。如，環(huán)境條件允許情況下，建筑屋頂種植花草來攔截雨水。庭院內(nèi)設(shè)置雨水收集設(shè)備，將收集的雨水澆花或是沖洗廁所。城市路面鋪設(shè)能夠滲透雨水的混凝土塊、滲水瀝青與碎石等，以此來緩解傳統(tǒng)下水道與排水溝的運行使用壓力。路邊開挖溝渠，經(jīng)填滿瓦礫石子，來減緩暴雨條件下水流的速度與流量。

對于城市范圍內(nèi)的工業(yè)用地，可采用與傳統(tǒng)溝渠相比，更寬、更淺的綠色洼地來對雨水進行暫時的過濾與儲存。而后，就可通過導(dǎo)入下水管道，來避免工業(yè)污染物對周邊河道流域造成影響。對于空曠部位，采用了挖掘池塘方式，強降雨天氣，就可儲存雨水，且起到美化環(huán)境作用。從上述內(nèi)容可以看出，英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)建設(shè)，主要遵循排水渠道多樣化、排水設(shè)施兼顧過濾功能以及重復(fù)利用降雨或是地表水等原則，在解決傳統(tǒng)下水道排水出口單一問題的同時，還對污染物排入河道進行了有效控制。這與相關(guān)建設(shè)者開展排水系統(tǒng)建設(shè)按照過程，按照所處的地理條件與實際情況，結(jié)合使用多種排水技術(shù)密切相關(guān)。

傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的核心理念是將雨水盡快從落地點引至排放點（如水道或滲水坑），英國環(huán)保局認(rèn)為，這會帶來一些負面效果。首先，導(dǎo)致水道水位和水流速度急劇上升，增加下流發(fā)生洪水的風(fēng)險;其次，地表水流通常夾雜的油質(zhì)、有機物、有毒金屬等污染物質(zhì)，會毫無阻攔地經(jīng)下水管道進入河流，長此以往會導(dǎo)致河流和地下水的水質(zhì)下降;第三，降雨直接引入傳統(tǒng)下水管道，干旱時便減少了增加地下水儲量和河道水流的機會。針對傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的這些弊端，英國政府決定大規(guī)模推廣“可持續(xù)排水系統(tǒng)”。后者不僅能夠減少城市在極端暴雨天氣時發(fā)生內(nèi)澇的可能性，還有其他多種好處，包括將污染擴散最小化、維持或恢復(fù)自然水流、改善水資源以及美化市容市貌等。

2.2國內(nèi)城市雨水回用現(xiàn)狀

當(dāng)前我國雨水回用的成功案例越來越多，使得我國城市雨水資源的利用效率呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢。如，2008年，鳥巢與水立方雨水回收利用系統(tǒng)的啟動，這表明我國城市雨水資源化利用達到了一定水平。2015年完工的揚州體育公園體育場是國內(nèi)屋面雨水收集利用工程的典范。體育館采用分層屋面設(shè)置方式來收集雨水，并用作灌溉綠化[1]。

絕大多數(shù)建筑工地沒有雨廢水。雨水是優(yōu)質(zhì)水源，雨水的主要污染物是顆粒物和少量的有機物，與其他污、廢水相比，水質(zhì)較干凈，是非常優(yōu)質(zhì)的再生水來源。雨水容易收集，且混合狀態(tài)的雨水無需在集水管道方面增加投入，可將原有雨水排水系統(tǒng)利用起來，在末端設(shè)置雨水調(diào)蓄構(gòu)筑物即可達到目的。處理工藝角度來看，雨水水質(zhì)會受到地面污染程度、屋面材料、降雨量等因素影響。如，初期雨水中 CODcr 有時可達 1000 mg/L 左右，水中的有機物與微生物含量較低。雨水排放后，水質(zhì)指標(biāo) CODcr 在 50 mg/L～100 mg/L， 適宜于物化為主的處理工藝。經(jīng)處理后的雨水水質(zhì)指標(biāo)，則滿足“城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”要求，能夠廣泛運用于景觀、綠化、洗車、沖廁以及澆灑道路等場所環(huán)境。

雨水收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠按照需求對雨水進行收集，并通過處理來，滿足達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，系統(tǒng)多由蓄水系統(tǒng)、氣流過濾系統(tǒng)以及凈化系統(tǒng)組成。此外，系統(tǒng)還能按照雨水源頭差異分為兩類，即屋頂雨水與地面雨水。其中屋頂雨水較為干凈，泥沙、雜質(zhì)以及其他污染物較少，可采用棄流與簡單過濾方式直接排入蓄水系統(tǒng)。經(jīng)處理后投入使用。而地面雨水，具有雨水雜質(zhì)較多、污染物源頭復(fù)雜特點，經(jīng)棄流域過濾處理后，還要通過沉淀處理再排入蓄水系統(tǒng)。

城市雨水收集利用方法主要有三種：

（1）屋面雨水集蓄系統(tǒng)。此類雨水主要用在公共場所、家庭生活以及企業(yè)非飲用水。如圖1所示，為屋面集蓄雨水利用示意圖。

（2）雨水截污與滲透系統(tǒng)。城市道路雨水應(yīng)設(shè)置沿途下水道的蓄水池，或是通過地下水滲透來完成系統(tǒng)補充。

（3）生態(tài)小區(qū)的雨水利用系統(tǒng)。住宅小區(qū)沿著排水道設(shè)置滲透淺溝。表面應(yīng)種植草皮，為雨水徑流過程下滲使用。如小區(qū)雨水超出滲透能力，則應(yīng)進入人工濕地或是雨水池，作用于水景與繼續(xù)下滲過程。如圖2所示，為某生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)建設(shè)情況。

伴隨我國在綠色建筑、環(huán)境保護以及能源再利用等方面取得越來越多的成果，雨水收集利用系統(tǒng)設(shè)備的安裝、生產(chǎn)以及銷售等行業(yè)內(nèi)容，將轉(zhuǎn)入國內(nèi)市場，為中國的綠色、環(huán)保、節(jié)能事業(yè)做出重大貢獻[2]。

2.3海綿城市雨廢水回收問題

（1）資金緊張

資金投入不足，是導(dǎo)致海綿城市地區(qū)發(fā)展集雨工程受阻的主要因素。相關(guān)單位應(yīng)從國家、集體與個人等多渠道方法進行資金籌集。現(xiàn)階段，每年發(fā)生的雨水集蓄利用面積沒到20萬公頃，并沒有滿足發(fā)展建設(shè)需求。加大資金方面投入，是提升雨水利用效率的關(guān)鍵。相關(guān)管理部門應(yīng)負起責(zé)任，增加財政投資比例，盡可能的給予專項資金支持。在農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)與扶貧等項目資料上，可向雨水利用方面傾斜。個人資金的籌集，可通過獎勵制度，鼓勵私營企業(yè)與社會各界為雨水集蓄利用系統(tǒng)的建設(shè)貢獻力量。

（2）雨水集蓄利用工程規(guī)劃設(shè)計缺乏規(guī)范

一些雨水集蓄利用工程建設(shè)因規(guī)劃布局合理性不高，導(dǎo)致蓄水達不到要求，以及蓄不上的問題出現(xiàn)。站在全局角度，工程建設(shè)形式，應(yīng)在深入地區(qū)對不同地區(qū)社會、經(jīng)濟以及自然條件進行調(diào)查，以為遵循因地制宜規(guī)劃控制原則提供實現(xiàn)基礎(chǔ)。如此，工程就可從全局入手分析水資源現(xiàn)狀、開發(fā)利用空間、可建設(shè)潛能以及規(guī)劃布局等工作。此外，為保證工程形式的合理性，應(yīng)嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范要求，分步驟開展工程建設(shè)控制。換句話說，就是不僅要將雨水的作用效果充分利用起來，還要結(jié)合現(xiàn)有的建設(shè)條件，實現(xiàn)集蓄利用工作開展的可持續(xù)性與實用價值。

（3）基礎(chǔ)設(shè)施不足

城市基礎(chǔ)設(shè)施不足主要集中在兩個方面，一方面，城市排水管網(wǎng)覆蓋率不夠，導(dǎo)致管網(wǎng)雨污分流改造工程進展緩慢，嚴(yán)重影響了城市排澇，甚至無法合理利用雨水資源。另一方面，雨水利用設(shè)施建設(shè)規(guī)模較小，無法作用于超出管網(wǎng)排水能力的降雨，導(dǎo)致內(nèi)澇防控設(shè)施失效。

（4）調(diào)度管理難度較大

城市雨水資源的調(diào)度管理工作，需運用下墊層與原有雨水設(shè)施構(gòu)造來建設(shè)信息系統(tǒng)。此過程，還要基于數(shù)值模型對城市內(nèi)外部河流降雨徑流過程進行模擬。然而，現(xiàn)階段，雨水設(shè)施與地下空間等信息數(shù)據(jù)收集不全。導(dǎo)致信息獲取困難、數(shù)據(jù)資源共享力度不夠以及沒有權(quán)威性的模擬軟件技術(shù)等問題存在。

（5）政策法規(guī)和制度建設(shè)不健全

現(xiàn)階段，相關(guān)部門雖出臺了政策與法律法規(guī)，但針對雨洪資源利用建議停留在指導(dǎo)性、宏觀性意見上，并未充針對性、強制性以及可操作性入手。再加上，沒有形成與雨水資源利用工程建設(shè)相關(guān)的監(jiān)管體制、投融資機制，阻礙了工程建設(shè)水平快速發(fā)展[3]。

（6）推廣應(yīng)用社會化程度低

城市雨水資源利用工程建設(shè)存在屋頂雨水滯留、流量水位監(jiān)測不到位等問題，這與缺乏定型產(chǎn)品、設(shè)備，從事相關(guān)產(chǎn)品與設(shè)備研發(fā)運維的企業(yè)較少密切相關(guān)。當(dāng)雨水資源利用處在沒有形成緊密關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌霏h(huán)境下，設(shè)施建設(shè)、社會化分工以及模塊化管理就難以施行。究其原因，與未將社會力量充分運用起來有關(guān)，推廣應(yīng)用程度較低，無法形成體系。

3、海綿城市環(huán)境保護中雨廢水回收建議

3.1制定財政補助政策

確定政府與市場環(huán)境設(shè)置邊界要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)加大從事雨水資源綜合利用設(shè)施建設(shè)與相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)的資金扶持力度。如，通過財政補貼、稅收優(yōu)惠以及貸款貼息等方式，來擴大產(chǎn)品與設(shè)施的市場份額。此外，還要對盈利能力強、發(fā)展前景好的雨水資源綜合利用企業(yè)增加支持，具體通過拓寬融資渠道創(chuàng)設(shè)經(jīng)營發(fā)展條件?；蚴牵捎勉y團貸款等間接融資方式，通過優(yōu)化城市投融資平臺建設(shè)來優(yōu)化防洪治澇等基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展環(huán)境[4]。

3.2創(chuàng)造良好的雨水利用運行機制環(huán)境

地區(qū)各級政府部門應(yīng)深化產(chǎn)權(quán)制度改革工作內(nèi)容。如戶建工程，應(yīng)遵循“誰建設(shè)，誰所有，誰受益”原則，由政府頒發(fā)產(chǎn)權(quán)證;對于聯(lián)戶興建工程，則應(yīng)奉行由受益戶共同制定管理公約形式，將管理工作交由技術(shù)水平高、責(zé)任心強以及管理效率突出的受益戶。各級管理部門，應(yīng)通過制定規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對新建小區(qū)、工業(yè)與商業(yè)建筑，提出設(shè)置雨水利用設(shè)施的要求，以優(yōu)化雨廢水利用系統(tǒng)建設(shè)的環(huán)境條件[5]。

3.3提高雨水的利用率

系統(tǒng)運行不能只涵蓋雨水收集系統(tǒng)，還要設(shè)置相應(yīng)的雨水處理與回用系統(tǒng)。否則，無法提高雨水資源利用的科學(xué)合理性。具體，應(yīng)結(jié)合雨水集蓄利用工程、水土保持、節(jié)水灌溉以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)等內(nèi)容，實現(xiàn)一水多用目標(biāo)。如此，就可大幅提升水資源利用效率，進而將現(xiàn)有水資源的價值充分利用起來[6]。此外，工程系統(tǒng)建設(shè)者應(yīng)結(jié)合地區(qū)實際情況，采用相應(yīng)的雨水集蓄技術(shù)，做到能蓄則蓄、能攔則攔的工作目標(biāo)。對于小微型水利工程，應(yīng)充分利用雨水資源，將收集到的雨水作用于洗車、消防、地下水回灌以及澆綠地等工作。

3.4開展示范試點，推廣雨水資源綜合利用技術(shù)與發(fā)展模式

對于具有較大潛力的地區(qū)城市，應(yīng)從綜合角度出發(fā)來建設(shè)雨洪資源工程。主要結(jié)合城市河湖、住宅小區(qū)以及雨水管網(wǎng)等設(shè)施，通過構(gòu)建具有示范作用的河湖整治與雨水調(diào)蓄工程，來強化其帶頭作用[7]。同時，優(yōu)先選擇條件成熟、具有代表性以及建設(shè)愿望強烈的城市，開展雨水資源綜合利用試點工程建設(shè)，通過投資補助與財政補貼等手段，來優(yōu)化雨水資源綜合利用模式，進而提高利用技術(shù)價值。

3.5加強過程監(jiān)管

海綿城市建設(shè)的相關(guān)部門應(yīng)對制度與技術(shù)進行不斷的完善與優(yōu)化，通過強化雨水資源利用與防洪防澇、給排水幾個方面協(xié)調(diào)管理水平，來提高各類榆樹資源調(diào)度管理效率。這里的部門多指：城市規(guī)劃、安監(jiān)等部門，需與水行政單位加強合作，通過加大安全監(jiān)督管理力度，來為雨水資源利用系統(tǒng)建設(shè)的安全性提供重要支撐[8]。

3.6注重宣傳培訓(xùn)

通過舉辦講座與展覽的形式，加大相關(guān)管理部門人員對城市雨水資源利用價值的認(rèn)識?；蚴峭ㄟ^廣播、電視以及平面廣告等形式，來對海綿城市水資源綜合利用知識進行普及與宣傳。當(dāng)海綿城市雨廢水利用系統(tǒng)建設(shè)在良好的社會環(huán)境氛圍下，就可從源頭入手，將水資源充分的利用起來。

結(jié)語：

綜上所述，建筑工程雨水回用系統(tǒng)不僅可以解決部分城市的水資源短缺問題，也為水資源的長期可持續(xù)發(fā)展提供了一個有效途徑，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益。隨著全國人民環(huán)保意識的增強，深入貫徹十九大指導(dǎo)思想，落實“十三五規(guī)劃”，全面建成小康社會，相信城市雨水利用會逐步發(fā)展起來。

參考文獻：

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作者簡介：

張新明（1976.12-），男，漢族，湖南長寧人，本科，工程師，主要工作方向：建筑行業(yè)監(jiān)督。