浅析雨洪利用

浅析雨洪利用

由于全球范围水资源紧缺和暴雨洪水灾害频繁，近二十年来，许多发达国家开展了雨水利用的研究和实践。我国对此的研究比较滞后，同时又是非常需要此方面技术的国家。一方面，我国的水资源总数虽然大，但人均占有少，城市缺水问题十分严重；另一方面，我国降水的时间和空间分布不均，且近年来暴雨强度增大、频率增加，雨洪资源在缺水城市没有得到合理的滞留和利用，反而形成城市内涝危害发展。由此，雨洪利用已经成为我国发展循环经济的重要内容之一。文章结合国内外发展情况，对雨洪利用做了部分分析。

标签：水资源紧缺；城市内涝；雨洪利用；循环经济

中国雨水资源的总量相对丰富，全年的降雨量大约有6万亿m3。其中有3.2万亿m3 渗透到土壤里，大部分被植物吸收后蒸发掉，小部分补充到地下水；而另外的2.8万亿m3的雨水形成地面径流中，有2.7万亿m3汇集成河流、湖泊等地表水，还有少量雨水成为地下水。目前，我国主要开展农村雨水利用的研究应用较多，对城市雨洪利用的研究相对较少。雨水回收途径包括路面径流、屋面径流。

1 路面雨水控制

随着城市人口的增长，城市现代化建设加快，大量建筑物拔地而起，道路建设需求越多，由此城市不透水面积也逐年速增。自然水文循环中，降到地面的水，一部分被植物截留，一部分蒸发到大气，其余水，一部分渗入地下，一部分沿地面流动形成地面径流进入江河湖泊等。而现在的城市降雨量90%形成了径流，地下渗透水量下降导致地下水位下降，而地面雨水汇集、排出时间缩短，高峰流量增大，随之而来的是洪水风险增加。开发种植植物对雨水进行控制是必要的，但是在处于发展中的中国，大批植树造林仍不现实。我们从道路本身出发，既然不得不修路，那么我们将道路设计研究创新，争取最大限度使雨水能够下渗。

1.1 国外技术发展

国外多用设集水沟和管渠的透水基层排水系统，这种系统在道路两侧连续铺设多孔排，收集下渗的雨水，构造如下图所示。排水管与集水管连接，集水管的两端再与渗透管沟、渗透池（塘）等连接，将收集的雨水送去处理进行二次利用，或者回填地下水。

图1 透水性道路排水结构示意图

德国是世界上雨水收集利用技术最先进的国家之一，德国汉诺威康斯柏格城区的雨洪利用与生态设计是欧洲的典范。该系统结合地形与土壤条件设计，尽可能地将雨水就地滞留并下渗，最大限度地减少地表径流。系统由雨水渗滤沟、坡地雨水绿道、雨水滞留区、蓄水湖和输水沟五个部分构成。在此系统中，地面径

流进入路边设置的“雨水渗滤沟”中，水慢慢下渗，当水位上升到特定高度时，溢出的雨水进入坡地雨水绿道和场地边缘最低洼处的雨水滞留区中，更多的水流顺应地势流入蓄水湖中，如此便有跟广区域让雨水下渗或者蒸发。

1.2 雨洪水质管理

在减少地表径流的同时，还要对路面与水水质进行控制。我国路面径流水质复杂，收集回用效率不高。径流雨水水质与城市地理位置、下垫面性质材料、下垫面管理水平、降雨强度、气温、日照等诸多因素有关，水质波动性较大。除了需要控制现今城市常出现的“热岛效应”、改善环境问题以外，改善路面污染状况也是控制路面雨水污染源的最有效方法之一。可在输水管线途中或者末端设置雨水滞留工艺，入稳定塘和人工湿地等。还可以设置路面雨水截污装置，防止树叶、垃圾等污染物混入雨水回收系统。除此之外政府还应当颁布政策实施，如禁止将雨水口当做垃圾筒，加强环境监督管理，加强城市内涝灾害原因及减灾方法宣传，增强群众防灾减灾意识。也可以学习发达国家，制定一系列有关雨水利用的法律法规。如美国制定了《雨水利用条例》，该条例规定了新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。1996年德国联邦水法新增条款中补充了关于“避免雨水径流量增加”和“水的可持续利用”的规定：除特定情况外，降水不能排放到公共管网中，新建项目的开发商必须对场地雨水进行有效滞留和利用。这样在暴雨时期就减轻了市政雨水管道的负担，从而更有效排出洪水避免内涝。

2 屋面集水系统

当前屋面雨水收集利用在美、欧、日等发达国家已是非常重视的产业，已经形成了完善的体系。这些国家制定了一系列有关雨水利用的法律法规，建立了完善的屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。收集的雨水主要用于洗车、浇庭院、洗衣服、冲厕和回灌地下水。

屋面雨水收集系统流程：屋面雨水经雨落管流入过滤器，过滤后的水流入渗透式储水池。储水池上方接纳土壤渗透下的水，下方将水慢慢渗透到更深含水层。当水位超过一定位置，水溢流出去进入雨水收集管渠。很显然，屋面集水系统更适用于矮层楼房。由于中国人口多，特别是大城市人口密度大，建筑密集，楼层高，若采用屋面集水系統，首先成本高，管理困难；其次未必能达到西方国家处理的效果。因此这种方式适合在我国农村普及。在农村进行雨洪利用，能创建自身优美环境，向新型农村模式跨进；同时也能缓解周围城市水资源紧缺困难，成为服务都市型农村。

3 雨洪利用

根据城市雨水利用的途径不同，雨水利用可以分为雨水直接利用、雨水间接利用。

3.1 雨水直接利用

降雨前期20min内的雨水水质较差，可通过修建截流井将初期雨水截流，后期雨进行回收利用。雨水径流收集利用技术是将来自屋顶、道路等的降水收集，稍加处理或不经处理直接用于从洗厕所、浇洒绿地等。城市雨水利用目前成熟的技术有两种：屋顶集流和马路分流。屋顶集流，就是利用建筑物屋顶拦蓄雨水，然后在地下存储，过滤和反渗透过滤，再用水管输送供用户使用。马路分流，即分设城市排污管道和雨水集流管道。雨水集流管道分散设置，雨天集存，晴天利用，无需处理。关于这方面，日本已有成熟经验，我国可以借鉴。在城市规划过程中，不妨根据城市生态特点设计河湖相通的生态水网，把城区雨洪资源通过雨水管网汇集排入河流，经闸门、拦河坝调蓄后补给湖泊及城区内公园景观。

3.2 雨水间接利用

城市雨水间接利用是采用各种措施将雨水就地渗入，如利用坑塘、洼地、旧河道、砂石坑、沟渠及井等将地下水直接引入地下含水层。这种做法能减小管道负担，同时补充地下水、涵养地下水。同时有利于增加浅层土壤含水量、遏制城市热岛效应、改善生态环境。另一方面，土壤渗透有一定净化功能，从经济效益上来讲对城市面源污染的控制有重要意义。

4 结束语

对于我国，进行可持续的雨洪利用和生态设计尤为重要，它对于补偿城市生态环境、缓解水资源危机和解决城市快速发展带来的排水设施的不足以及防洪减灾等方面具有重大的环境效益、社会效益和经济效益。

参考文献

[1]郭溪，曹倍.浅析城市雨洪的防治与利用[J].企业技术开发，2011，4.

作者简介：段丹丹（1992-），女，汉族，四川德阳人，西华大学2011级给水排水工程专业本科在读，研究方向：市政管网设计。