城市雨水收集利用研究现状与进展_梁文逵

梁文逵

（广东省建筑设计研究院，广州510010）

城市雨水收集利用研究现状与进展

随着城市化建设的快速发展和城市人口的不断增加，一方面使得城市用水量需求增加，另一方面城市不透水面积扩大，导致雨水资源流失增加和水循环系统的平衡遭到破坏［1］。寻求雨水的收集利用已成为一种必然的趋势，城市雨水的收集利用不仅是指狭义的利用雨水资源和节约用水，它还具有减缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义［2］，是一种新型的多目标综合性技术。

国外对城市雨水利用的实践及研究起步较早，从20世纪60年代开始，国外发达国家已经开始探索城市雨水资源化，并长期致力于雨水管理技术的研发，已形成了相对成熟的雨水利用技术，开发了多种水文模型，建立了较为完善的保障体系［3］。我国作为世界上严重缺水国家之一，水资源日趋紧张的现状越来越受到重视。在城市雨水利用方面，尽管我国取得了一定成果，但相比发达国家总体上起步晚、发展相对滞后。

1国内外雨水收集利用现状

1．1国外雨水收集利用现状

雨水作为一种很有价值的水资源，污染轻，对调节补充城市水资源、改善城市自然生态系统具有重要作用。20世纪60年代初发达国家已开始重视雨水的利用和资源化研究，并已逐步进入到标准化和产业化的阶段。

美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的，建造渗滤田补充地下水层，并制定相应的法规限制雨水的直接排放，比如在科罗拉多州等地实施的《雨水利用条例》［4］。日本早在20世纪60年代就开始收集和利用路面雨水，70年代修筑了集流面收集雨水，并开始研究雨水回灌地下水技术［5］，比如在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”［6］，修建蓄积雨水的工程设施等，并于1992年颁布了《第二代城市下水总体规划》，正式将雨水渗沟、渗塘及

摘要：当前国内许多城市都面临着水污染严重和水资源短缺的问题，雨水的收集利用已成为一种必然的趋势。对国内外雨水收集利用的法律法规建设、发展现状进行了综述，总结了雨水收集利用技术、现行的回用雨水的水质标准，以及雨水处理工艺。

关键词：雨水收集利用；水质标准；雨水处理；发展现状

中图分类号：TU991.11+4文献标识码：A文章编号：%1009－2455（2014）03－0006－04

Current status and research progress of urban rainwater

collection and utilization

LIANG Wen-kui

（Architectural Design and Research Institute of Guangdong Province,Guangzhou510010,China）Abstract：As lots of cities in China are faced with serious water pollution and resource shortage at present, rainwater collection and utilization has become an inevitable trend.The laws,regulations and development progress of rainwater collection and utilization in China and abroad were elaborated,beside,the rainwater collec-tion techniques,current rainwater recycling quality standards and treatment processes were also summarized.

Keywords：rainwater collection and utilization;rainwater quality standard;rainwater treatment;develop-ment status

透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。和日本相似，德国、英国等发达国家不仅也制定了一系列有关雨水利用的法律法规，而且已建设了完善的雨水收集、利用设施，将收集到的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院及回灌地下水等［3］。

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、贮存、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［7］，而且在法律法规方面，要求针对新建的小区（无论是工业、商业、居住区）均要设计雨水利用设施，否则，政府将征收雨洪排放设施费和雨水排放费［8］。在英国，主要以泰晤士河水公司所设计的伦敦世纪圆顶雨水收集利用系统示范工程为代表［9］。在丹麦，城市地区将从屋顶收集雨水，并经过滤设备进入储存池储存，待使用时，利用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［10］。1．2国内雨水收集利用现状

相比国外发达国家成熟的雨水收集利用技术，国内总体上起步较晚、发展相对滞后。我国城市雨水利用研究始于20世纪90年代，较有标志意义的事件是1996年在兰州召开的第一届全国雨水利用学术讨论会［11］，这期间西北地区雨水利用发展迅猛，取得了很好的效益，其中甘肃开展的“121”工程与“雨水集流节灌”工程、陕西省的“甘露”工程、宁夏南部的“窑窖农业”是雨水利用的代表和典型。城市雨水利用较早的典型范例有山东长岛县、大连獐子岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程［12］。

近年来，大中城市的雨水利用发展较快，北京、天津、青岛、大连、南京、哈尔滨、西安、郑州等许多城市也结合自身的具体情况陆续开展了雨水利用的研究和应用，比如在上海浦东新区，利用屋面收集系统和储水构筑物收集雨水，收集的雨水经过预处理后用于小区绿化灌溉和道路浇洒已经开始普及推广［13］；天津滨海新区的住宅设计采用良性水循环模式，将雨水利用、中水回用和景观水体相结合，使景观水体具有防洪、输水、储水、调蓄等功能［14］。在法律法规、技术及相关政策方面，国家在2001年颁布了SL267—2001《雨水集蓄利用工程技术规范》［15］，同时国内一些城市也作了相应规定，比如北京市在2003年4月开始施行的《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》，要求凡在本市行政区域内，新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设，雨水利用工程应与主体建设工程同时设计、同时施工、同时投入使用。2雨水收集利用技术

2．1雨水收集

2.2.1地面雨水收集

城市地表大多为水泥、沥青等不透水地面，雨水无法下渗，可以在建筑物附近地面采用“可蓄水地面”，或利用人行道、车道、停车场等，加以改造，从而贮存、滞留雨水［16］。Miklas［17］曾设计出集雨面积小于100m2，底面积为4．95m2，周长为10 m的蓄水容器，计算了不同规模的降雨所能收集的雨水量。

2.1.2屋面雨水收集

屋面雨水一般占城区雨水资源量65％左右，易于收集，且水质相对较好，是城区雨水利用的主要对象［18］。屋面雨水稍加处理或不经处理即可直接用于冲洗厕所、浇灌绿地或用作水景，也可直接进入渗透管沟或通过土壤经初步渗透后再进入渗透管系。丹麦利用屋顶收集的雨水经过滤后，用于冲洗厕所和洗衣服，每年能从居民屋顶收集645万m3的雨水，占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的68％，占居民用水总量的22％。典型的屋面雨水收集方式为：屋面雨水经雨水立管进入初期弃流装置，通过初期弃流装置将初期较脏的雨水排至小区污水管道，进入城市污水处理厂处理后排放。经过初期弃流的雨水经独立设置的雨水管道流入贮水池，雨水在池中经过过滤、沉淀、再过滤、消毒处理后，出水进入专为冲洗用水、洗涤用水和庭院浇灌用水设置的管网，用作家庭、公共和工业等3方面的非饮用水。

屋面雨水收集量受当地气候和环境、屋面建筑材料、降雨量、降雨强度等因素的影响。屋面雨水收集回用系统可以采用设置在各个单体建筑物上的分散式系统，也可以设置在生活小区中的集中式系统。有些雨水回用系统通过建筑群中占地面积较大的塔楼收集屋面雨水，通过重力流排水这种节能的形式排入预处理设备中，再供给裙楼屋面上的绿化和景观用水。有些建筑或小区要求在较短时间内排走大量雨水，则利用屋顶的重力势能，通过压力流（虹吸式）雨水收集系统使雨水在管道内呈负压状态