分析城市雨水的收集和利用

1、分析城市雨水的收集和利用雨水的收集和利用并非是新鲜事，我国早在秦汉时期就有修建池塘拦蓄 雨水用于生活的记录，而西北地区水窖的修筑已有几百年的历史。国外收集利用 雨水的记录也不乏其例。而真正现代意义上的雨水收集利用尤其是城市雨水的收 集利用是从20世纪80年代到90年代约20年时间里发展起来。随着城市化的进 一步加速,城市缺水的矛盾也进一步加深，环境与生态问题也同步扩展。为了解决 缺水、环境、生态等一联串的矛盾，人们把注意力放到雨水的收集和利用。这一 课题正好是解决了缺水、环境、生态这一联串的问题。国外对这一课题的研究起 步较早，国内城市收集利用雨水起步较早的首推北京 ，而上海在收集利用雨水的

2、问题上并没有引起足够的重视，原因是上海尽管水的质量不好但并不缺水。然而 雨水的收集和利用解决的并不仅仅是水的问题 ，它还可以减轻诸如上海地区日显 巨大的自来水的供水压力、路面积水等问题。对水土流失、河水污染等问题也有 一定的缓解作用。一、为什么要收集利用雨水为了回答这个问题，笔者收集了一组南桥地区的有关数据：20XX年南桥地区的高峰用水量为13万吨/日，而目前第三水厂的制水能 力为10万吨/日，由于输水管道的管经达不到要求，实际输水能力仅为万吨/日左 右。为了添补用水高峰的缺口 ，不得不启用老水厂救急。在这本来就很紧张的用 水环境中,又增加了绿化用水10万吨/月,道路冲洗用水7万吨/月。（洗车

3、用水还 没统计在内）。从中不难看出，南桥地区的自来水供应已难以同步跟上城市化发展的步伐。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又进一 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。有此可见，我们有必要把雨水收

4、集起来并加以利用。二、收集雨水的可行性分析雨水收集和利用的目的明确了 ，接下来我们就要分析本地区能不能收集 雨水？为了研讨这个问题，笔者又收集了这样一组南桥地区的有关数据：据奉贤水文站40年的实测雨量统计，南桥地区常年平均雨量为毫米，每 年的49月的平均雨量都在100毫米以上。雨水充沛是本地一个显着的气候特征，这是我们能不能收集雨水的一个 先决条件。此外，我们要考虑的第二个问题是，到那里去收集雨水？这是一个很简 单的问题。屋顶是一个最好雨水收集点，马路、广场、操场、绿地等等都是收集 雨水的好地方。由此可见，本地区有足够的雨水，有足够的雨水收集场所，收集雨 水是可行的。国外已有许多雨水收集利用的

5、成功范例。日本最早实施”雨水利用”工程。东京都墨田区把降到各家屋顶的雨水 通过导水管收集到水箱中，然后用于冲厕所、浇庭园和洗车等。这项和居民合作 来普及雨水利用的工程，获得了国际环境自治团休协商会的第一届环境奖。目前，越来越多的日本地方政府响应在首都中心建立”微型水库”的号召 ，对些项费用 提供补助，已先后在国技馆、日本电视台和上智大学图书馆等1000多个场所建立 了微型水库。这对防止排水不及而造成的城市道路积水也起到了有益的作用。德国Ludwigshafen已经运行十年的公共汽车洗车工程利用1000 rf屋面雨水作为主要的冲洗水源；法兰克福Possmann苹果轧汁厂将绿色屋面雨水作为 冷却循

6、环水源等等特别是1992年建于柏林市的某小区雨水收集利用工程,将160栋建筑物 的屋顶雨水通过收集系统进入三个容积为650立方米的贮水池中，主要用于浇灌,将溢流雨水和绿地、步行道汇集的雨水进入一个仿自然水道，水道用砂和碎石铺 设,并种有多种植物。之后进入一个面积为1000 rf、容积为1500立方米的水塘（最 大深度3m）。水塘中以芦苇为主的多种水生植物，同时利用太阳能和风能使雨水 在水道和水塘间循环，连续净化，保持水塘内水清见底，形成植物鱼类等生物共存 的生态系统。遇暴雨时多余的水通过渗透系统回灌地下，整个小区基本实现雨水零排放。柏林Potsdamer广场DaimlerChrysler 区域

7、城市水体工程也是雨水生态 系统成功范例。该区域年产雨水径流量万立方米。采取的主要措施：建有绿色屋顶4ha;雨水贮存池3500立方米,主要用于冲厕和浇灌绿地（包括屋顶花园）;建有 人工湖12ha,人工湿地1900 rf ,雨水先收集进入贮存池,在贮存池中,较大颗粒的污染物经沉淀去除，然后用泵将水送至人工湿地和人工水体。通过水体基层、水 生植物和微生物等进一步净化雨水。 此外,还建有自动控制系统，对磷、氮等主要 水质指标进行连续监测和控制。使该水系统达到一种良性循环，野鸭、水鸟、鱼类等动植物依水栖息，使建筑、生物、水等元素达到自然的和谐与统一。三、怎么样收集利用雨水收集雨水首先要有一个集水面，再配

8、一套输水管，最后是蓄水池。收集雨 水的系统并不复杂，投入最大的是蓄水池，其次是输水管。就目前的条件而言，收 集屋顶的雨水，集水面也有，输水管也有，缺的只是蓄水池。而建蓄水池也并不是 一件很复杂的事，只要在每栋房前的花园或绿地底下建一个蓄水池，上面留一供取水和清扫池底垃圾的口，顶上复盖土并种上绿化。这样的蓄水池还可以和人防 建筑相结合，一方面满足了人防的建设指标，另一方面又增加了一条收集利用雨 水的投资渠道。高速公路同样也是一个收集利用雨水的好场所。我区现有的两条高速公 路就是一个很好的实例。现有的高速公路路幅为24米,A4高速公路全长为23832米，集水面积为 857952平方米。A30高速公

9、路全长为612米,集水面积为950688平方米。两路共 计集水面积为1808640平方米。以六月份米的平均雨量为参考数据，两条高速公 路的集水量可达立方米。考虑到路面收集雨水的损耗,以85%十,两条高速公路可 收集到雨水还有立方米。换言之，就一个月两条高速公路可收集到雨水万吨。只要在高速公路的边上每隔一定的距离建一蓄水池 联起来,把一个个分散的小蓄水池变成一个统一的蓄水系统 化带的用水，这样就可以方便的收集和取用雨水。四、雨水利用的水质控制用以上方法收集来的雨水并非是纯净的水。雨水水质控制是现代城市雨 水利用不可忽视的问题。影响雨水质量的原因主要有这么几个方面：一是由于大气的污染，直接由降水带

10、来的污染物。城市的大气污染日趋严 重,致使雨水水质下降，不少城市出现酸雨。从部分城市降雨水质分析结果看 ，天 然雨水中含有的污染成分为SS COD硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。其次是屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。路面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材 料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等，其成分复杂，随机 性很大。主要污染成分有COD SS油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。 COD SS均可能高达数千毫克/升。为了有效控制雨水的水质，我们就必须采取一些措施，如;路面雨水截污,再把各个蓄水池串 ,结合高速公路的绿装置、初期

11、雨水弃流装置等等。为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水 口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水 的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用 系统的正常运行。除了上述源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞 留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性， 如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制 的开展,雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。现代城市雨水利用是一项涉及多学科的、 复杂的系统工程，在选择雨水利 用系统方案时，要特别注意地域及现场各种条件的差异。即