国外雨水收集利用

国外雨水收集利用

【篇一：美国雨水利用及景观设计案例分析】

美国雨水利用及景观设计案例分析

摘要雨水利用是缓解城市水资源危机、维护水生态系统健康的重

要战略和措施。雨水的处置是我国当前城市化进程中亟需解决的问

题之一，然而由于起步比较晚，目前我国在这一领域发展水平还比

较低，因此需要学习其他国家在这方面的成功经验。本文对美国部

分城市地区的雨水规划利用情况进行了介绍分析，以期能对我国的

雨水利用领域的研究应用及政策的制定提供参考和启发。

关键词：雨水利用、景观设计、美国

一、引言

随着城市化程度的不断提高，高强度人类活动改变了城市地表环境

的结构与功能，使得相当比例的软性透水性下垫面被不透水表面(路面、屋面、地面)所覆盖，改变了地表生态环境的结构和功能，影响

了雨水截留、下渗和蒸发等环节，导致水的自然循环规律发生变化，加剧了流域洪涝灾害发生的频率和强度。因此，传统的雨水管理模

式显现出城市洪灾风险加大、雨水径流污染严重、雨水资源大量流失、生态环境破坏等主要问题。雨水利用尤其是城市雨水的收集利

用就不仅是指狭义的利用雨水资源和节约用水，其意义更广泛、更

深刻。

城市雨水是长期被忽视的一种水资源。雨水收集利用是针对因建筑

屋顶、路面硬化导致区域内径流量增加而采取的对雨水进行就地收集、人渗、储存、处理、利用等措施。主要包括收集、储存和净化

后的直接利用；利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对

雨水径流实施调蓄、净化和利用，改善城市水环境和生态环境；通

过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下，补充地下水资源。

目前国际雨水资源利用管理体系理念以德国、美国、日本等为代表，强调雨水资源的多角度调控与多重利用，以减少进入城市排水系统

的雨水径流量、减轻城市排水负担、保持城市水文生态过程良性循

环为目的，以法律法规、经济、技术等手段构建完善的雨水资源利

用管理体系，充分发挥雨水的资源功能，促进雨水资源的可持续利用，维护区域水文循环过程。

二、雨水利用的发展及理念

雨水资源的利用有悠久的历史。早在4000年前，古代中东的纳巴

特人在涅杰夫沙漠，把从岗丘汇集的径流由渠道分配到各个田块，

或把径流储存到窑里，以供农作物利用，获得了较好的收成。阿富

汗等干旱半干旱地区的国家也推广使用了纳巴特人的利用雨水资源

的方法。自20世纪70年代以来，美国、前苏联、突尼斯、巴基斯坦、印度、澳大利亚等国对集水面进行了大量研究，如墨西哥利用

天然不透水的岩石表层为集水面；美国利用化学材料处理集水面以

增加集水效率；美国、墨西哥、索马里在集水面上铺设塑料薄膜、

沥青纸、金属板等，集流效果很好，但费用高。目前，德国、日本、加拿大等许多发达国家采用铁皮屋顶集流，将汇集径流贮存在蓄水

池中，再通过输水管道灌溉庭院的花草树木和卫生间用水。

雨水资源管理是对雨水径流资源的利用，通过屋顶绿化、低洼绿地、渗透性辅面等措施强化雨水的储蓄和下渗以减少雨水径流，通过景

观水体的调蓄削减外

排雨水量，通过地下雨水调蓄池以减少雨水污染等技术措施的实施，实现将雨水资源利用、预防洪涝、城市景观、环境改善等功能融为

一体的目的，也是环境保护与生态建设的实际需求。如今，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为国际雨水管理的重要内容。美国、德国和

日本是雨水资源利用和管理开展较早的国家，从20世纪70年代至

今经过几十年的发展，取得了较为丰富的实践经验。

当前国际上雨水资源利用方面比较成熟的国家都特别重视雨水的多

重利用以及多角度调控，通过各种技术手段加强雨水下渗回灌和进

行回用，最大限度地减少进入城市排水系统的雨水量，在技术、法规、经济等方面形成了相对较完善的雨水资源利用管理体系，尤其

强调雨水的资源性，促进雨水资源的可持续利用，保持城市水文生

态过程良性循环，维护区域水文循环过程。

此外，美国还注重将雨水利用与景观设计、城市公园相结合，所有

雨水径流量计算、蓄水设施的设计等“场地工程学”(site engineering)的主要内容都是注册风景园林师的必修课程。在2007

年4月，美国风景园林师协会(asla)公布了他们评选的2007年度专

业设计奖项，其中“波特兰mount tabor中学雨水花园”和”波特兰nesiskiyou绿色街道”荣获殊荣，堪称风景园林设计中雨洪控制利用的典范。绿屋顶、植被浅沟、下凹式绿地、雨水花园等雨洪控制利

用措施在这些作品中都有体现。美国希望通过对这些设计予以嘉奖，使更多的风景园林师可以关注雨水利用的问题。

三、基于雨水利用的案例分析

第一个案例发生在美国圣路易斯市，它是密苏里州最大的城市，中

西部的水陆交通枢纽，拥有全国最大的内陆河港和28km的码头岸线。该市位于密苏里东部，与伊利诺伊州接壤，坐落在河岸阶地上，地势向东低落，平均海拔138m。从19世纪50年代起，城市工商

业兴起，随后城市不断扩大。市中心的新建摩天大楼与法式古典建

筑交错，与宽阔的街道衬托起一座高达192m的不锈钢拱门的壮观

宏伟，这座拱门象征着美国的历史文化，为城市的主要标志。圣路

易斯城市花园项目的场地就是处在拱门附近，不仅突出了圣路易斯

的历史文化、社会关系，还从城市的滨水位置来考虑，着重了在雨

水处理方面的设计，既保证了该市的水质标准，也确保了美丽的码

头景观。

案例中的设计场地是圣路易斯市购物中心旁边的雕塑公园，占地约12140m2。这个公园由私人基金会发起，在城市中承担着复兴商业

的任务，扮演着引人注目的角色。设计不仅结合了当地的地理、水

文现状和植物配置，还创新了雨水管理策略，提供了一个可以吸引

了众多国内外观光客的别样空间。

城市花园的设计融入了多种可持续发展的策略，将乡土植物，健康

生长，经济与社会的复兴，雨水的管理结合在一起，花园中2/3场地的雨水排放系统由雨水花园组成，将近一半的地表使用了透水铺装，465m2的雨水花园截留、渗透着地表径流。公园中两座屋顶花园，

一座是在咖啡厅上，一座是维护建筑的屋顶，加在一起130m2的绿

屋顶为雨水滞留提供了保证。三种不同的土壤混合而成的新型土壤，替代了原有的碎石填充和大力夯实的做法。这些土壤提供更健康的

基质，更快速的渗透能力，也为植物群落提供了优良的生活环境。

另一个案例是纽约布鲁克林的郭瓦纳斯运河，曾经是布鲁克林到纽

约市区最重要的交通要道。但因多年向其排放工业垃圾，已经受到

了严重的污染，水中有大量包括多氯联苯、煤焦油废料、重金属在

内的污染物，其水质已经达到sd级别，sd水体被认为是严重的污

染区域，游泳养鱼等活动都是不可以实现的。恶劣的水质，再加上

缺乏有效的维护，已经导致85%的堤岸受到腐蚀，产生了高昂的清

洁费用。2010年3月2日，环保机构将郭瓦纳斯运河列为国家优先

项目名单，同时也是污染黑名单，这使它成为美国环保局希望找到

解决措施的重点对象之一。

郭瓦纳斯运河海绵公园是一多功能开放式公共空间，可以减缓、吸收、渗透地表径流，治理污染的雨水，促进其与周边环境的友好发展。通过机构与个人的合作，采纳居民、社区、市州联邦政府机构

的设计意愿，借助于景观设计手段，表达出对城市问题的关注，并

提出了应对之法。

纽约市多使用雨污合流下水道，在暴雨期间，降雨与城市污水一同

流入排水设施中，但是在大暴雨期间，雨水与污水就会溢流到郭瓦

纳斯运河，每年排入运河的水量超过了1100000m3。改建的海绵公

园设计将雨水转移到水管理中心、户外空间、与植物缓冲带，这些

地区可以滞留，渗透部分雨水，减小进入合流下水道的雨水。

海绵公园提出了意象城市缝合计划，通过将公共空间与私人土地相连，为沿着运河2400m的娱乐空间设计一条连续的步道，而将现有

的街道作为入口，连接步道与滨水区，为居民提供各种各样的开放

性空间，包括社区花园、公共展示空间和临时性市集等。这个项目

计划占地4.6hm2，其中约3.2hm2的步道与游憩空间，约1.4hm2

的湿地。案例中选用的植物可适应恶劣的环境，降解污水中的重金属。此外，周围的湿地也可以吸附有毒物质、重金属、细菌等。

场地的研究和资料的收集多关于城市水处理系统，项目研究了现存

的城市排水系统，流域边界、水生植物群落、水中污染物、水体修

复策略、透水材料、土壤渗透性和与水相关的一些公共项目。此外

还深入了解了现有的城市雨水径流状况和排水原理，制定了直接吸

收雨水径流的策略，确定了通过植物修复净化径流的手段，最终维

持湿地的生态环境。

在这个案例中，海绵公园的雨水管理设计是基于对下水道与雨水系

统的重新组合，减少了对昂贵的工程的依赖。除了经济获益之外，

海绵公园还将雨洪管理与重要的历史古迹、游憩区和社区服务设施

等文脉整合到了一起，不仅营造了城市开放性空间，还保护了环境。值得一提的是，这个方式适宜应用在市政税收按龄收费的成熟城市，以及工业发展落后的污染区域。在设计中，海绵公园的环境已经成

为雨水处理的系统之一，针对破败的基础设施，提出了切实可行的

修复策

略，兑现了一个更加清洁的未来。

四、结论与展望

发达国家对于雨水的收集利用经历了多年的技术研究与实践，不仅

将传统的水处理工艺用于雨水的处理与回用，而且不断的将景观设

计与雨水处理相结合，使得对于雨水的处理高效化、节能化、模块化，使得用地面积和投资都有所降低，这也应该成为我们未来的研

究方向。虽然国外雨水资源利用的技术比较先进，可以学习和借鉴，但是鉴于我国自身特殊的自然条件，不可能完全照搬照抄，所以国

内的城市雨水利用的理论和技术还处于不断摸索的阶段，相关专著

非常少，在一些方面还有待进一步深入研究。例如城市可利用雨水

资源量的计算及其合理调配，水力计算及其设计参数的合理确定，

雨水水质对地表水、地下水的影响机理，雨水利用工程对生态环境

影响评价体系的建立，雨水利用区划与适宜的利用模式，雨水利用

与城市最佳水面率的关系等。

此外，我国雨水利用相关法规与政策还不够完善，尚需要借鉴国外

先进的雨水利用理念，同时先进的理念推广需要加大国家在政策方

面的支持力度。就如在雨水综合利用与城市排水、城市内涝、污染

防治的相关政策；雨水综合利用与水资源、城市供水、生态环境建设、城市规划、建筑、小区的相关政策等等。

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【篇二：国内外雨水利用技术的发展和应用】

国内外雨水利用技术的发展和应用

吴正刚

摘要：雨水是一种宝贵的资源，针对水资源短缺和水资源污染日益

严重的事实，就国内外雨水利用现状、雨水综合利用等方面做了详

细介绍。关键词：雨水、资源、节水、可持续利用

引言

水是人类赖以生存不可或缺的资源，但随着人口的日益增加，地表

水和地下水受到污染。全世界的水资源已日益短缺，目前世界上许

多城市供水不足，不少城市因超采地下水造成地表水下降。水资源

短缺已成为21 世纪人类面临的重大难题，也成了影响中国经济能否

持续发展的制约瓶颈。为了缓解水资源危机，只有采用各种有效方

法节约用水和大力促进水资源的二次利用，而开发利用雨水资源已

成为许多国家和地区解决水危机的又一途径，受到普遍关注。

1 国内雨水资源利用发展简况

雨水利用是一项古老而又有巨大潜力的技术，在我国有悠久的历史。早在2700年前春秋时期，黄土高原地区已有引洪漫地技术，在600多年前出现水窑。2500年前，安徽寿县修建了平原水库来拦截径流，灌溉作物。在汉水流域的丘陵地区修建了串联式塘群。古人对雨养

农业和集雨农业已有朴素的认识。20世纪60年代，水窖集蓄雨水(集雨节灌技术)发展粮食生产在北方普遍应用，当时仅建在地头，用

以拦蓄地面径流和发展粮食作物，但由于当时集流系统研究条件的

限制和管理体制的问题，常常是有窖无水，以后逐年被雨水泥土淤积，最终报废。进入90年代，因近年干旱加剧，利用雨水资源的热

潮在我国的西北部悄然兴起，人们将古老传统的窑窖用现代化技术

与物质条件予以改善并与节水技术、高效种养及庭院经济结合，成

为旱区具有抗旱增产功能的新型农业类型---窑窖农业。其集流效率

可达67%～73%。尔后窑窖农业逐渐在北方地区大规模推开，成为

我国农业生产力提高的新突破口。一批集雨示范区陆续建立起来，

甘肃“122”工程，宁夏“窑窖工程”，内蒙“122”工程和陕西“甘露工程”等在雨水利用上都有一定实践效果，仅建水窑就

达100余万眼。虽然我国利用雨水的历史很悠久,

但我国对集雨农业的系统研究相对较晚:20世纪60年代,我国科学家

在黄土高原进行水土保持研究时曾涉及到鱼鳞坑和水平沟雨水集流

技术;20世纪70年代山西昔阳采用集雨梯田发展雨养农业。在我国

半干旱区逐步建立了初具规模的庭院经济集雨农业模式,收集的雨水

除供人畜饮用外,还结合点灌和微灌措施发展果园、蔬菜及花卉和小

规模的大田作物生产。在生产中形成了一定区域特色，但仍有一系

列应用基础和技术问题需要研究，特别是对集雨存贮和高效利用等

方面的一系列问题[3]。

自古以来，雨养农业（雨水农业）一直是农业生产最主要的方式：

雨水集流作为家庭用水、农业用水水源，在我国黄土高原等干旱、

半干旱地区都具有悠久的历史。时至今日，在许多边远地区，尤其

是边远的干旱、半干旱地区，它仍是唯一的供水方式。本世纪70年

代以前，雨水集流系统主要应用在没有任何其它替代供水方式的地区，如缺乏合适地表淡水资源的珊瑚岛和边远的干旱、半干旱地区；70年代以来这一技术世界许多地区和国家流行开来，如新加坡、肯

尼亚、印度尼西亚、泰国和菲律宾等[2]。

2 国外雨水资源利用发展简况

世界其他国家的雨水利用也是经历了大规模使用-冷落-再度兴起的过程。早在4000年之前的中东、南阿拉伯以及北非就出现了用于灌溉、生活、公共卫生等的雨水收集系统。古代中东的纳巴特人(n abateans) 在涅杰夫沙漠, 把从岗丘汇集的径流由渠道分配到各个田块, 或把径流贮存到窖里, 以供农作物利用, 获得了较好的收成。阿富

汗等干旱半干旱地区的国家也推广使用了纳巴特人的利用雨水资源

的方法[31]

。阿拉伯人汇集雨水以保障农业，曾以罗马帝国的粮仓著称。内盖

夫沙漠(地处地中海和里海间，终年为副热带高压所控制，它占到整

个以

色列面积的60%)中，雨水是唯一的水源，年降雨量仅100mm，以

色列却种出庄稼并建立了一系列城市，成就了灿烂一时的沙漠文明。印度和斯里兰卡，为了发展农业，早在公元前就建立了一系列小型

阶式池塘在丰雨季节蓄水，供缺水季节使用。随着人口、耕地的增

加和水资源过度开发，较少污染的雨水利用技术又日益被人重视，

20世纪80年代雨水集流系统得到迅速的发展，主要是提供农村生活、牲畜用水，灌溉庭院作物和部分农田以及有些地区补充城市用水。

各国根据自身的社会、经济和科技发展情况，因地制宜地发展集雨

存水罐，肯尼亚的存水罐容量很大，一般每罐贮水10～100m3;伊朗

建立微集水、广泛集水、洪水收集3种集水类型及永久灌、补灌和

污水灌溉等类型灌水方法。美国、日本作为雨水利用比较成功的国家，已经开始制定雨水收集系统的标准和规划指南以及系统的优化

设计等，而多数发展中国家包括中国在内还处在以民间方式初步利

用阶段[3]。

国际上最早的集雨农业科学试验是由一位名叫asknyon的澳大利亚

工程师于1929年所做的,他用26000平方英尺(合2415.4m2)的白铁

皮收集雨水并把它输送贮存到一个90000加仑(合409.1m3)的带盖

的蓄水池中,并分析了当地1878～1928年的降水记录(当地平均年降

水量为12英寸,合304.8mm)。研究表明,既使在降水量最低的年份,

该系统也能为6个人、10匹马、2头牛和150只羊提供足够的用水。但此后随着第二次世界大战的爆发和国际政治形势的动荡,这项技术

逐步被忽视。从20世纪50年代开始,随着二战结束和世界经济的复苏,集雨农业技术重新受到人们的重视,试验研究大量增加,特别是进入20世纪80年代后,随着首届国际雨水集流系统会议的召开和国际雨

水集流系统协会的成立,国际上掀起了集雨农业理论和技术研究的热潮,研究内容涉及集雨面处理、集雨系统设计、集雨模型和收集雨水

的高效利用等。到2003年,国际上共召开了11届雨水集流系统会议,收集的雨水已成为许多国家农业、畜牧、家庭用水等的主要补充来源。

（1）日本的雨水利用

日本是个水资源较缺乏的国家，政府除了采取开源节流措施、提高

水的有效利用率、鼓励全社会利用循环水外，还十分重视对雨水的

收集和

利用。日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水

的蓄水池，许多城市在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”，在减少

城市地表径流的同时，减少自来水的消耗，增加了城市的绿地面积，美化了城市环境，净化了城市空气，吸收了城市噪音，还能够降低

城市的热岛效应。有些大型建筑物如相扑馆、大会场、机关大楼，

建有数千立方米容积的地下水池来储存雨水，并充分利用了地下空

间[8]。早在1980年日本建设省就开始推行雨水贮留渗透计划，来涵养地下水源、复活泉水、恢复河川基流，改善生态环境，并在1988

年成立了有清水、住友、日产、三菱等著名公司在内的84家公司参

加的“日本雨水贮留渗透技术协会”，利用公园、绿地、庭院、停车

场、运动场、道路以及建筑物等场所，设置渗透井、管、池和渗透

性覆盖等收集雨水的设施，将收集到的雨水用于消防、洗车、冲厕所、冷却用水，也可以经过处理后供居民饮用。近年来，各种雨水

入渗设施在日本得到迅速发展，包括渗井、渗沟、渗池等。现在已

拥有利用雨水设施的建筑物一百多座、屋顶集水面积二十多万平方米，如东京汇东区文化中心修建的收集雨水设施集雨面积5600 m2，雨水池容积为400 m3，每年作饮用水和杂用的雨水占其年用水量的45%；东京的一座相扑馆每天一百多立方米冲洗用水大部分来自屋

顶收集的雨水[6]。

在日本，雨水利用最有特色的工程之一是1984年11月竣工的国技馆。国技馆约有8360m2屋顶面积和2000m2的水泥地面，每年使

用约90天，利用屋顶收集雨水，贮存的雨水水质较好，可以满足厕

所冲洗水、冷却塔补给水和其它用水

[5]

要求。国技馆采用降雨强度计，连续监测降雨

水位时，由雨水储存槽补充，从而确保一定量的储存水供消防或灾

害时饮用水的使用，储存槽内的水位由数字电极和投入式水位计算

机两种仪器控制。

日本也注重修建蓄积雨水的工程设施，既控制了汛期多余的雨水径流，又减少了排水设施，同时也缓解了城市水资源的供需矛盾。如

日本名古屋的若宫大通调节池，建在城市街道下面（与地面仅有一

层混凝土板相隔），长约316m,宽度为47～50m，最大贮流量约为100m3。日本政府于1992年颁布了”第二代城市排水总体规划”,正

式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分,要求

新建、改建的大型公共建筑物必须设置雨水下渗设施[5]。

（2）美国的雨水利用

美国的雨水利用以提高天然入渗能力为目的，兴建地下隧道蓄水系统，建立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，让洪水迂回滞留于曾经被堤防保护的土地中，既利用了洪

水的生态环境功能，同时减低了其他重要地区的防汛压力[8]。

美国的科罗拉多州(1974年)、佛罗里达州(1974年)和宾西法尼亚州(1978年)分别制定了《雨水管理条例》。这些条例规定新开发区的

暴雨雨水洪峰流量不能超过开发前的水平。所有新开发区（不包括

独户住家）必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。例如在1972年，芝加

哥城市卫生

街区开始在没有下水道和设置分流式下水道的

新土地开发区，强制性地实施雨水贮留设施，以应付因城市化增长

而增大的雨水径流，其贮留设施的蓄水方式是各种各样的，有蓄水湖、池子，地下蓄水设施等。为解决集水面积971km2的合流制下

水道地区的供水和水质问题，在上游建造了3个大型雨水贮留池

（总贮留量1.57亿m3）,街区下的一条大型地下河似的雨水贮留管，整个卫生街区的全部贮留设施的贮留高（贮留水量与流域面积的比，相当于降雨形成的径流深度）是172mm，贮留量很大。同时各州普

遍推广地表回灌系统,其中加州富雷斯诺市年回灌量占该市年用水量

的1/5[7]。

（3）以色列的雨水利用

以色列雨水资源利用率达98%。从1956年至1968

年,evenari,shanan和tadmor等一批科学家(包括植物、考古、生态、水文和水利工程的专家)为了揭开古代以色列negev地区农业繁荣文

明之谜,在negev荒漠区进行了长达10年之多的专题研究,得出了如

下结论:第一,古代negev人采用下列三项雨水收集利用技术:①小流

域径流开发，集雨面积在100h m2以下,径流系数在15%～20%之间;②大流域径流开发,集雨面积在100~10000h m2之间,径流系数在3%～6%之间;③坎儿井，如图1。第二,集水区和耕作区面积之比在1∶1和30∶1之间(平均为20∶1)时,效果比较好[7]。

图1 坎儿井结构示意图（黑粗线为暗渠及竖井的输水道）

（4）澳大利亚的雨水利用

澳大利亚在许多城市内都设有两套集水系统，一套是生活污水集水

系统，另一套是雨水汇集系统。污水处理的成本较高，而集蓄的雨

水经简单处理后即可利用。加拿大、瑞典、印度、巴西和墨西哥等

国家采取修建小型水池、水仓和塘

坝等工程措施，拦截雨水进行灌溉，都取得了良

好的效果[8]。

以悉尼奥运会场区为例。悉尼奥组委将奥运会场区的雨水收集和处

理系统根据地形和地势分为3个收集系统和一个主体育场的雨水收

集处理利用系统。收集的雨水首先通过一系列的氧

求，再采用反渗透技术进行除盐处理。反渗透出

水加氯消毒后用于冲洗厕所，而反渗透剩余水则用于场馆绿地灌溉。回用水厂的处理能力为7000m3/d,同时处理污水处理厂出水和储存

塘中的雨水。

图2 悉尼奥运会雨水污水处理、利用和回用系统

（5）丹麦的雨水利用

丹麦98%以上的供水是地下水，但是开发利用率较低，含水层已被

过度开采。为此丹麦开始寻找可替代的水源，以减少地下水的消耗。在城市地区从屋顶收集雨水，收集后的雨水经过收集管底部的预过

滤设备，

进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的过滤器过滤后用于

冲洗厕所和洗衣服[8]。

（6）德国的雨水利用

德国是欧洲最早开展雨水资源综合利用的国家之一，对雨水的收集

利用已经基本形成了一套完整的理论技术体系。德国的城市雨水利

用方式主要有三种：一是屋面雨水集蓄系统，二是道路雨水截污与

渗透系统，三是生态小区雨水利用

系统。利用公共雨水管收集雨水，采用简单的处

理后，达到杂用水水质标准，便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院

浇洒，部分地区利用雨水可节约饮用水达50％[8]。屋面雨水集蓄利

用系统主要用于家庭、公共场所和企事业单位的非饮用水如浇灌、

冲厕、洗衣洗车、冷却循环等中水系统。系统由集雨区、输水系统、截污净化系统、储存系统以及配水系统等部分组成；有的还设有渗

透设施，并与贮水池溢流管相连，集雨量较大或降雨频繁时，部分

雨水可以进行渗透。如图3所示。道路雨水经下水道排入沿途大型

蓄水池或通过渗透补充地下水。德国的城市街道雨水口均设有截污

挂篮，用来拦截雨水径流携带的污染物。

图3 屋面雨水集蓄利用系统示意图

（7）英国的雨水利用

以英国世纪穹顶为例。世纪穹顶的雨水利用主要是依靠巨大的屋顶

面积收集雨水径流，收集

到的雨水通过24个专设的汇水斗引入地表水排

水系统，然后通过水泵将部分雨水抽送入雨水处理系统集中处理回用。由于储存空间的限制，水泵每天最多抽取100m3的水量，其余

的雨水排入泰晤士河。该雨水处理系统采用湿地预处理与膜深度处

理联用的处理工艺。收集的雨水依次通过三级湿地预处理系统：一

级芦苇床、泻湖及三级芦苇床。芦苇床的面积各为250 m2，泻湖的

容积为400m3；芦苇床身0.6m，坡度为0.5％；为防止冲刷，湖底

床铺河卵石，直径在5～10mm之间，同时种植当地高耐盐性的芦苇。

该系统利用自然的方式有效的预处理了雨水。经过预处理的雨水与

经过预处理的生活污水及地下水一同进入调节池混合，然后依次通

过膜深度处理系统(超滤膜和反渗透膜）以去除水中的病原菌和细小

颗粒并降低水的硬度，最后加氯消毒回用。回用水质超过了英国现

有的冲洗水水质标准[12]。

以英国的ＢａｒｃｌａｙｃａｒｄＨＱ为例。它是当代低能耗办公

建筑中的优秀作品之一，它在建筑中采用节能型雨水技术，降低了

雨水处理系统以及建筑能源消耗。如图4所示，该建筑利用大面积

的屋顶收集雨水，并集中储存到位于该建筑右侧的一个大面积人工湖。雨水在人工湖中通过自然方式得到处理，在建筑上设计成使人

工湖面潮湿的凉风得以不断进入建筑，通过湖中１５～１６℃的凉

水冷却热空气，经过冷却后的空气再循环进入建筑。该建筑利用了

雨水的多种特性，并配合建筑的恰当设计，使得该建筑有效降低了

能耗，同时也营造了良好的生态环境，成为可持续发展节能生态建

筑的典范，使人们看到了雨水利用的新方向[11]。

图4 英国的ＢａｒｃｌａｙｃａｒｄＨＱ雨水利用示意图

再以英国thamesmeaad地区的safeway超市为例，它的外观如同

一个金属甲板，分别安装了一层绝热层和一层膜，屋顶雨水收集面

积约2200 m3（占总屋顶面积的50%），屋面雨水首先通过汇水口、输水管收集后送入绝热蓄水池。为防止大颗粒进入系统，雨水必须

首先通过入流过滤器后才能进入水池。当雨水收集量超过需求量时，多余的雨水就从设在池顶下方230mm处的一根溢流管进入排水系统。通过恰当设计蓄水容

积，可确保蓄水池至少每年发生两次溢流，这种方式可以有效去除

蓄水池中的悬浮物。当蓄水池水位过低时，引入自来水保证供应。

雨水从蓄水池中抽送后送入liff公司的紫外线消毒、过滤系统后，最

终泵送至供水系统，此时水质已高于最终使用的要求。经处理的雨

水通过allen aquag公司生产的变压泵送至超市中的厕所。具体流

程如图[12]：

【篇三：城市雨水收集利用】

浅谈城市雨水收集与利用

摘要：本文论述了城市雨水收集与利用的必要性，分析了城市雨水

收集利用的国内外现状，提出了城市雨水资源收集的方式有建造贮

留设施、就地下渗、建立即时水库和绿地隐形蓄水系统四种，并指

出其利用途径有作为生活杂用水、工业用水、绿地灌溉、补充河湖

用水等，最后对未来城市雨水收集利用做了简单地分析。

关键词：水资源；城市雨水；收集利用；可持续发展

近年来，随着我国工业化水平的不断提高，工业经济和生态环境之

间的矛盾越来越复杂尖锐。其中在水资源利用方面，一方面，我国

是一个缺水的国家，许多城市水资源短缺；另一方面，雨水作为一

种潜在的水资源却没有引起足够的重视。我国是一个严重缺水的围家，人均水资源仅为世界平均水平的1/4，为世界上水资源占有量最

少的国家之一。我国600多个城市中，有300多个出现了资源性或

水质性缺水现象，100多个城市严重缺水。一般年份全国城市总的缺水超过60亿立方米。随着我国工业化水平的提高，大量水体受到严

重污染，可使用的水资源在现有水平上将急剧减少。而雨水作为一

种污染轻，水量口可观的水资源，往往只是简单的采取各种措施将

它快速的排放了。城市雨水收集利用是一种新型的多目标综合性技术，可实现节水、水资源涵养与保护、控制城市水土流失和水涝、

减少水污染和改善城市生态环境等功能，开发利用潜力巨大，充分

利用城市雨水可缓解我国目前严峻的水资源形势。

1. 城市雨水收集与利用的必要性

除自然蒸发和渗透外，城市雨水收集利用的潜力巨大。

城市的浇灌绿化、冲洗马路等公益用水及洗车等新兴的用水行业进

一步加重了自来水供应的负担。可是每年的暴雨季节，泛滥的雨水

又给城市排水造成了极大的困难。而雨水的收集和利用正好解决了

这一给城市建设带来的两大难题。雨水的收集和利用可以为我们带

来许多的好处，我们可以把收集来的雨水用于日常生活，如洗衣洗车、冲洗厕所。当然浇灌绿化、冲洗马路、消防灭火等等更是雨水

利用的大户。雨水的收集和利用还可以减少城市街道雨水径流量，

减轻城市排水的压力，同时有效降低雨污合流，减轻污水处理的压力。由此可见，我们有必要把雨水收集起来并加以利用。

2. 国内外城市雨水收集利用现状

2.1 我国城市雨水利用情况

我国雨水利用有悠久的历史，但是真正意义上的雨水资源利用研究

大约从2o 世纪80年代才开始。城市雨水利用在我国刚刚起步，只

有个别城市进入工程实施和推广阶段，主要是缺水地区的一些小型、局部的非标准性应用，比较典型的是山东长岛县、大连璋子岛和舟

山市葫芦岛等雨水集流利用工程。目前我国建筑小区雨水利用工程

中采用最普遍的是雨水入渗和雨水收集回用，北京、上海、天津、

深圳、大连、西安等许多城市正在结合自身的具体情况开展雨水收

集利用项目研究，显示出良好的发展势头。由于缺水形势严峻，北

京市开展的步伐较快。2004年8月，北京市第一个利用收集的雨水

进行绿地灌溉的蓄水装置在朝阳区双井街道双花园社区投入使用；

在2008奥林匹克场馆建设中也采纳了雨水利用技术。因此，北京市

的城市雨水利用已进入示范与实践阶段[2]。通过一批示范工程，带

动整个领域的发展，从而加快我国城市雨水利用的步伐，实现城市

雨水利用的标准化和产业化。

2.2 国外城市雨水利用现状

从上世纪8o年代起，欧美及日本等发达国家开展了对雨水进行收集利用的研究。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。目前，德国的雨水利用技术已发展到第三代，其特征是设备的集成化，尤

其对于屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用和

控制，形成了系列化的定型产品和组装式的成套设备。在英国，泰

晤士河水公司为了研究不同规模的水循环方案，设计了伦敦世

纪圆顶雨水收集利用系统示范工程。丹麦在城市地区从屋顶收集雨水，收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备，进入贮水池进行

储存。使用时利用水泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后，用于冲洗

厕所和洗衣服[3]。

3. 雨水收集

3.1 雨水就地下渗

雨水就地下渗主要是通过透水地、渗透沟、渗透管、渗透槽、渗透

池以及透水性铺装等多种渠道加大对雨水的就地下渗量。据国外资

料介绍，渗透地面成本比传统不透水地面高出10%左右，但综合考

虑因径流量减少、地面集流时间延长而导致雨水管道长度缩短及管

径减小，雨水系统的总投资可减少12%-38%，而且还可产生较大的

环境及社会效益[4]。对必须改造和新建的下水道工程，一次性采用

渗透设施，更能达到节省投资的目的。我国各大城市应该具有超前

意识，加快城市雨水渗透技术的应用研究。

3.2 建造城市雨水贮留设施

雨水贮留设施可分为地面蓄水和地下蓄水两种。城市路面、屋面、

庭院、停车场及大型建筑等使城市的非渗透水地面密集最高达90%，可将这些地方作为集水面，通过导流渠道将雨水收集输送到贮水设施。贮水设施可以是蓄水池、水库，也可以是塘坝。另一方面，充

分利用城市已建雨水排水管网体系，结合城市地形走向，规划、建

立综合性、系统化的蓄水工程设施，诸如在城区适宜地方营造大的

管道、水池、水库、塘坝等工程设施收集和蓄存雨水[5]。但当地面

土地紧缺时，就得考虑利用地下蓄水池，地下蓄水池种类多样，形

状各异，可以根据需要结合雨水下渗而设计。

3.3 建立城市即时水库防洪体系

即时水库指的是为了防御和减轻洪水灾害而修建的一种用于拦截和

调蓄因大暴雨形成的地表径流或由地表径流形成的洪水水库。即时

水库与传统水库的不同之处在于即时水库的主要功能是防御和减轻

洪水灾害，通过拦截和调蓄洪水达到防灾减灾的目的。即时水库一

般不要求具备长期蓄积雨水的功能，它可以是一片临时的湿地，允

许渗漏，在大暴雨时发挥拦截和调蓄功能，暴雨过后又恢复到雨前

状态。城市的即时水库有两类，一类是自然形成的及人工修建的河、湖、池等各种水体，这些水体有大有小，或深或浅，均能够蓄积一

定量的雨水。水体周

边尽可能不用硬质材料铺装，而是覆盖乡土地被植物固土，在土层

较深之处栽植速生树种使之尽快形成森林环境。另一类则结合城市

园林绿化，充分利用城市中的坡地，修建拦水坝，临时用于拦截地

表径流形成的超额洪水，通过延缓洪水下泄的时间来调蓄洪水。

3.4 城市绿地隐形蓄水系统

城市绿地隐形蓄水系统是指在城市绿地范围内，为了增加土壤和地

下水含量，结合微地形改造和园林给排水工程而修建的一个地下蓄

水系统，它是利用硬质材料，如废砖、水泥块和砂卵石等砌筑或堆

积于地下而建成的渗蓄坑和渗水盲沟，这些渗蓄坑和盲沟是相互连

通的，共同构成一个完整的地下蓄水系统。这个系统不是孤立存在的，它与现有或新建的城市地下排水和地表蓄水系统相连，构成城

市绿地的蓄排水系统，以达到最大限度蓄积城区范围内天然雨水的

目的。城市绿地隐形蓄水系统由洼地纳水口、地下渗蓄坑、渗水盲沟、低处出水口和高地蓄水池五部分组成。其蓄水原理是利用水易

于渗透、流动和被土壤吸收并保持的特性，设法使之进入能够渗透

的地下管坑系统而蓄积于管坑和土壤之中，并逐渐向地下深层土壤

渗透[6]。城市绿地隐形蓄水系统的生态服务功能有: 抑制环境污染、利用和节约水资源、改善植物生长条件、促进生物多样性形成和保

障城市水生态安全等。

4. 城市雨水利用

4.1 作为生活杂用水、工业用水

由于雨水污染并不严重，将城市雨水集蓄后，经过简单处理，用于

家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如冲厕、洗涤、冷却循环等

中水系统，具有节约饮用水，减轻城市排水和处理系统的负荷，减

少污染物排放量和改善生态环境等多种效益。

4.2 用于绿地灌溉

城市绿地、园林、花坛和一些湿地、河道、湖泊都是现代化城市基

础设施的重要组成部分，随着居民生活水平的提高和环保意识的加强，城市绿化建设不仅可为居民提供娱乐、休闲、游览和观光的场所，而且是改善和美化城市环境的重要措施。雨水用于城市园林绿地，既可收集起来之后集中灌溉，也可直接就地利用[7]。

4.3 补充河湖用水

如今，滨河、滨湖、滨海等滨水景观的开发建设愈来愈热，这其中

水的利用不可或缺，雨水对河、湖的补充也是十分重要的一部分。

因为降雨不仅在空间上分布是分散的，而且水质清洁，没有异味，

弥补了再生水的不足。

5. 结语

城市雨水利用不仅具有巨大的生态效益和社会效益，而且还有可观

的经济效益: 一是节省巨额市政投资。小区雨水利用工程可以降低城

市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷，减少市政收集污水

管线和扩建排洪设施的资金。二是节省市政和居民用水开支。城市

雨水利用，对解决水资源短缺、防治水环境污染和防洪减灾等方面，具有重大的社会效益和环境效益，是水资源可持续利用的有效途径。应大力实施城市雨水综合利用工程，对雨水资源进行合理的配置和

科学管理，增加水资源的有效供给，维系良好的水生态环境。造就

一个公平稳定、经济繁荣、有利于城市可持续发展和人与自然和谐

相处的文明城市。

参考文献：

[1] 吴普特, 土壤学, 黄占斌, 等. 人工汇集雨水利用技术研究[m]. 黄

河水利出版社,

2002.

[2] 刘平乐. 城市雨水利用研究[j]. 甘肃科技, 2010 (020): 61-63.

[3] 王浩, 杨爱民. 国内外城市雨水利用情况评述[j]. 北京科协, 2002,

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中国农业大学学报, 2000, 5(2): 5o-54.

[5] 张敦强, 龚孟建. 我国雨水集蓄利用的实践与探索[j]. 中国农村水利水电, 2001, 9:

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[6] 赵廷红, 牛争鸣. 实现城市雨水资源化的基本途径[j]. 中国给水排水, 2001, 17(10):

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[7] 陈威. 我国西南地区的雨水集蓄与利用[j]. 建筑, 2004, 30(1): 59-60.