趙廷紅1，牛爭鳴2
(1.西安理工大學(xué)水力學(xué)所，陜西西安 710048；2.西安理工大學(xué)科研處，陜西西安 710048)

　　摘　要： 在城市水利學(xué)的基礎(chǔ)上，分析了國內(nèi)外雨水資源利用的現(xiàn)狀，并簡述了城市雨水資源化的提出及其內(nèi)涵，提出了實現(xiàn)城市雨水資源化的基本途徑，為城市進(jìn)行雨水的高效利用提供了依據(jù)。?
　　關(guān)鍵詞：城市雨水資源化；汛期雨水；防洪排澇?
　　中圖分類號：TU991.11
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號 ：1000-4602(2001)10-0056-03

1　雨水資源利用的現(xiàn)狀

　　近幾十年來，隨著世界人口的增長、城市化進(jìn)程的加快，以及眾多城市水資源問題的接踵而至，人們對于雨水資源利用的興趣又逐漸增加。從1970年以來，雨水資源利用技術(shù)從孤立小塊地區(qū)迅速傳播到世界各地。20世紀(jì)80年代初期，國際雨水收集系統(tǒng)協(xié)會 (IRCSA)應(yīng)運而生；德國從80年代后期開始，修建了大量的雨水調(diào)節(jié)池來處理和利用雨水；日本在雨水利用、防災(zāi)等方面也作了不少的研究并卓有成效。我國在雨水資源利用方面也取得了一些成績，如北京1988年以來修建了50多座橡膠壩攔截雨水，甘肅水利部門利用雨水集流水窖抗旱效果明顯，南方有些地區(qū)進(jìn)行有效雨水?dāng)r截以減少水稻灌溉，舟山群島、南海諸群島的雨水集流，湖南、江西、浙江等地區(qū)雨水蓄積，湖北、安徽等地的埂塘田生態(tài)系統(tǒng)，黃、淮海的節(jié)水農(nóng)業(yè)等都是我國雨水資源化和有效利用的成果。

2　城市雨水資源化的內(nèi)涵

2.1　問題的提出
　　目前，由于許多大中型城市排澇設(shè)施不足，或年久失修，導(dǎo)致城市雨水排泄不暢和洪澇災(zāi)害的發(fā)生，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。而另一方面，因缺乏對城市雨水收集及綜合利用系統(tǒng)的研究，缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和工程設(shè)施，使雨季徑流白白流走，而到了旱季卻缺水嚴(yán)重，這使得許多城市不僅面臨著防洪排澇的艱巨任務(wù)，同時又不得不想方設(shè)法解決水資源短缺的問題。?
　　為此，城市雨水資源化作為防洪和緩解水資源危機的一種措施被提了出來。所謂城市雨水資源化就是通過規(guī)劃和設(shè)計，采取相應(yīng)的工程措施，將汛期雨水蓄積起來并作為一種可用水源的過程。它不僅可以增加城市水源，在一定程度上緩解水資源的供需矛盾，同時還可以有效地減小城市徑流量，延滯匯流時間，減輕城市排洪設(shè)施的壓力，減少防洪投資和洪災(zāi)損失。?
2.2　城市雨水資源化的內(nèi)涵
　　城市雨水資源化作為水資源化的一種特殊方式，其概念具有以下幾個內(nèi)涵：①強調(diào)合理的規(guī)劃和設(shè)計，而不可盲目地進(jìn)行；②強調(diào)通過工程設(shè)施對大氣降水加以充分利用；③ 突出通過人工方式將雨水資源向其他形態(tài)水資源的轉(zhuǎn)化與調(diào)蓄；④強調(diào)以最大、最優(yōu)利用雨水資源為主，同時兼顧雨洪控制；⑤在區(qū)域上，城市雨水資源化最重要的地區(qū)是那些缺乏地表水和地下水的城市，例如缺乏淡水的沿海城市；⑥降雨較多的地區(qū)，非常適合開展城市雨 水資源化。由于降雨量大，對于蓄水工程設(shè)施的容積、儲存時間等都要求不高，這樣的工程設(shè)施容易建成，并且投資少，而對于少雨地區(qū)，更應(yīng)該進(jìn)行城市雨水資源化，對來之不易的汛期雨水盡可能多地進(jìn)行蓄積，以補充可用水源。?

3　城市雨水資源化的基本途徑

3.1　加大雨水就地入滲量
　　在進(jìn)行城區(qū)建設(shè)規(guī)劃時，一般要求城市綠化覆蓋面積應(yīng)大于市區(qū)用地的30%。研究表明，隨著植物覆蓋率的增加，不同時段的累計入滲量呈指數(shù)增加，從而可知綠地一般具有較好的入 滲性。若將城區(qū)內(nèi)的公園、苗圃、草坪等現(xiàn)有綠地，改造成良好的入滲場地來接納居民區(qū)和 道路上的雨水徑流，即可加大入滲量。由于規(guī)劃的綠地一般高于路面，并且邊坎很低，有些幾乎沒有邊坎，這不僅不能接納路面雨水，減少對其灌溉量，而且由于過低的邊坎，使得其 中降落的雨水也往外流失，遇到干旱時，又不得不大量地使用可供居民生活飲用的潔凈自來水進(jìn)行灌溉，人為地加劇了本已十分緊張的居民生活用水供需矛盾。北京市科學(xué)研究所和園林所曾聯(lián)合開展過高、平、低于路面不同形式草坪的蓄雨入滲試驗和常用觀賞草種的耐淹試驗，結(jié)果表明：城區(qū)土質(zhì)入滲能力一般較好，遇雨強超過150 mm的暴雨時，基本上不積水或積水時間很短。所以，可以接納一些路面雨水，加大入滲，提高抗旱能力，同時允許短期淹沒植物，提倡較為耐淹的早熟禾、野牛草等10多個草種。由此可知，合理降低綠地高程，加大坎高，選種較耐淹的草種，就可以使綠地盡可能多地滯蓄汛期雨水。?
　　在城區(qū)內(nèi)，可以將有些不透水地面改換成透水地面。譬如，許多城市都在人行道上鋪設(shè)了透水方磚，步道以下設(shè)置回填砂石、礫料的滲溝、滲井等，可增加入滲量，同時可減低暴雨徑 流的流速、流量，延長滯時。公路建設(shè)方面，如美國加利福尼亞、內(nèi)華達(dá)、新墨西哥等地采 用透水性路面技術(shù)(透水性瀝青路面、混凝土透水路面)，通過滲透增大地下水補充量，并且減少暴雨期間流量和高峰流速，延長滯時，防止河堤被沖刷。采用該項技術(shù)鋪設(shè)的路面，物理性能好，并且由于不需再建雨水管溝，還具有成本低的好處。因此，道路經(jīng)過改造，在城 區(qū)內(nèi)將增加可觀的地下水資源。?
3.2　加大雨水的貯留量
　　市區(qū)內(nèi)一般都分布有一定面積的低洼地，有些是其下墊面入滲性較好的坑、塘之類的設(shè)施，而有些則是其下墊面已被“水泥化”了的停車場等大型場所。在以往的排洪過程中，這些低 洼地僅僅起到暫時積水的作用，當(dāng)洪水減少時，就將其中的積水排泄掉，而若將低洼地作為 一種向地下蓄水池或是地下水回灌的一個水源，不僅可以減輕排洪負(fù)擔(dān)，而且可以增加水源。對低洼地進(jìn)行優(yōu)化改造，并配以適當(dāng)?shù)囊O(shè)施，譬如對具有入滲性的低洼地可將其表層 敷設(shè)土層更換成透水性較強的土層，就可以直接引滲地下，補充地下水；而對于“水泥化”的低洼地，則可以在其與地下蓄水池之間修建輸水溝、渠或輸水管，將水直接引入地下蓄水池。為了能使這些低洼地盡可能多地貯留汛期雨水，在規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)盡可能進(jìn)行綜合考慮，使這些場所在雨期與無雨期的功用發(fā)揮到最優(yōu)，而避免發(fā)生利用功能上的沖突。?
3.3　興建攔截和蓄存雨水的新設(shè)施
　　一般而言，大氣降水水質(zhì)較好，不需要處理即可作為初級水源或補充水源加以利用。泰國的有關(guān)研究表明，雨水可能是最安全和最經(jīng)濟的飲用水源，雖然雨水集流系統(tǒng)提供的水源僅有40%符合世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，但調(diào)查水樣中細(xì)菌、病毒和重金屬等污染物質(zhì)很少，不僅可以作為噴灑路面、工業(yè)冷卻、綠地灌溉等城市雜用水，而且在發(fā)生水荒時，還可以進(jìn)一步處理后用于生活用水補充供水。城市在規(guī)劃建設(shè)蓄水設(shè)施時，應(yīng)盡量考慮將其建在容易集水，且水質(zhì)相對較好的地方，并且盡可能建在地下，既可以減少占地，又可以減少人為污染。在這方面，歐美和日本等發(fā)達(dá)國家已建了許多地下蓄水池，如名古屋的若宮大通調(diào)節(jié)池，建在城市的街道下面(與地面僅有一層混凝土板相隔)，長約316m，寬度為47 ～50 m，深約10 m，最大貯留量約為10×10⁴m³。此類攔截和蓄積雨水的工程設(shè)施，既控制了汛期多余的雨洪徑流，減少了城市排水設(shè)施的壓力，又為城市增加了新的供水水源，從而緩解了城市水資源的供需矛盾。?
3.4 利用雨水回灌
　　 在大多數(shù)城市，由于地下水過量開采，導(dǎo)致沉降漏斗范圍不斷擴大，不少地區(qū)甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的地面沉降和斷裂帶。如果地下水長期得不到補充，地面沉降和斷裂幅度將不斷增大，從而導(dǎo)致建筑物傾斜甚至倒塌，造成嚴(yán)重的損失。所以，采取有效措施，利用汛期雨水進(jìn)行合理的地下回灌，勢在必行。影響地下水人工回灌的因素很多，必須進(jìn)行綜合考慮，可以對現(xiàn)有的兩用井、滲井等加以充分利用，在地下水庫所在位置擴建回灌井、滲井等設(shè)施，從而可以有效地補充地下水，防止地質(zhì)環(huán)境的惡化。據(jù)資料顯示，國外人工補給地下水量占 地下水總開采量的比例西德為30%，瑞士為25%，美國為24%，荷蘭為22%，瑞典為15%，英國為12%。而在我國，雖說有部分地區(qū)推行這項技術(shù)，然而都是利用地表水來補充地下水，利用雨水進(jìn)行地下水人工回灌的很少。作為補充地下水的一個有效途徑，人工回灌是非常必要的，如果利用汛期雨水來進(jìn)行回灌，不僅可以增加地下水的存儲量，而且可以減少洪水徑流量，起到防洪排澇的作用。所以，利用汛期雨水進(jìn)行地下水人工回灌是一舉兩得的事情。?

4　結(jié)語

　　城市雨水資源化是一個復(fù)雜的過程，不是一朝一夕就能實現(xiàn)的，但其確實既能緩解水資源的供需矛盾，又能有效地減輕防洪排澇的負(fù)擔(dān)，并且是一項切實可行的措施。

參考文獻(xiàn)：

　　［1］陳衛(wèi)，孫文全，孫慧.城市雨水資源利用途徑及其生態(tài)保護［J］.中國給水 排水，2000，16(6)：26-27.

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　　收稿日期：2001-06-22