从城市雨水资源综合利用谈城市雨水利用规划

从城市雨水资源综合利用谈城市雨水利用规划张相忠房书青于莲莉一、城市水资源危机在21世纪到来之际．水成为全世界各国人民关注的焦点，人类社会遇到了前所未有的水问题的挑战．水资源短缺已成为当今我们所面临的制约我国社会经济发展的一大突出问题。随意城市规模的不断扩大导致城市水资源紧张与短缺。据1997年的统计报告，缺水城市已达333座。据预测，到2010年、2030年和2050年，城市需水量将分别达到1290亿m3／a，1730亿m3/a和2070亿m3/a，缺水问题将更加严重。目前全国已有100多个城市严重缺水．不得不超采地下水和跨流域、跨地区引水。二、城市雨水资源化1、城市雨水资源化的意义雨水是地球上一切可更新水资源的源泉，科学合理地开发、收集、利用雨水资源不仅对解决目前水资源短缺问题具有战略意义，而且必将成为解决21世纪水问题的重要途径。随着城市化的快速发展，城市街道、住宅和大型建筑物使城市的不渗透水面面积最高可达90％以上，使得相同的降雨量，城市地区产生的径流量比农村地区要大得多，而且在城市中雨水下水道的敷设及天然河道的改变使雨水流向排水管网更为迅速，洪水总量也增大了，洪峰增高和峰现时间提前，径流过程线的形态与时间尺度都与自然状态显著不同。城市水文的这种变化，导致城市雨洪灾害问题日益严重。据统计，全国有300多座大中城市有防洪任务，城市雨水排泄不畅，暴雨后产生洪涝灾害，损失严重。同时，城市水资源的短缺，要求开源与节本结合。近年来我国为缓解北方严重缺水的局面正着手进行南水北调工程。该项目工程量大，工期长。作为缺水地区不能坐等外援调水，应尽可能利用一切可开发利用的水资源。城市雨水就是一种长期被忽视的水资源。雨水又是轻污染水，水中有机污染物较少，溶解氧接近饱和．钙含量低，总硬度小，经简单处理后便可用作生活杂用水、工业用水等。城市雨水资源是一种宝贵的可再生的水资源，它的有效利用是解决城市水资源短缺的有效途径之一。而城市防洪排涝减灾的问题，要求雨洪能够快速排出，使洪涝灾害减到最小。这样就产生了城市雨水资源化的问题。雨水是自然界水循环系统中的重要环节．对调节、补充地区水资源和改善及保护生态环境起着极为关键的作用。目前许多城市既严重缺水，又由于城市化造成暴雨时大量雨水资源白白浪费。对这些城市进行雨水资源化，可减小城市径流量，削减洪峰量，同时可实现增加城市水源补给，美化与清洁城市环境，改善城市小气候，降低地面沉降量．控制雨洪过程，减小城市防洪排涝基础设施投资等，极大地减轻了城市洪涝灾害。这将会带来可观的经济、社会和环境效益。由此可见，城市的雨水资源化利用非常必要，而且势在必行。2、城市雨水资源化利用的途径雨水资源化利用是一种将雨水转化为可利用资源的过程，关键在于如何采取措施就地吸收和利用降雨后产生的水流，减少雨水流失量。它是一个系统工程，需要掌握当地水资源状况、可利用的雨水资源及季节分配；城市规划和给排水基础设施，如不透水面面积、城区发展、排水体制等；雨水水质和处理要求等。雨水利用的特点概括起来有以下几个方面：雨水是可再生速度最快的水资源；雨水是表水和地下水最主要的补给来源；雨水分布广泛；雨水可就地使用；雨水大多集中在夏季；雨水来水的强度远比河流的水流速度小；雨水除直接利用（绿地浇灌、路面喷洒、景观补水）外，还可进行间接利用（渗透回灌以补充地下水）。我国城市雨水资源化及其科学利用的途径主要有以下几方面：（1）利用城市绿地（草地）增加雨水入渗量，部分恢复雨水对地下水的补给，同时减轻城市排水工程的负担；（2）建造雨水蓄水设施，汇集贮存城市雨水用作城市非饮用水的直接水源，或用作建筑内外的冲洗用水、绿化喷洒用水，必要时还可用作工业用水，这在一定程度上可缓解城市供水的压力；（3）利用雨水对地下水进行回灌，人为增加雨水对地下水的补给；（4）利用雨水解决人畜饮水问题。3、城市径流雨水污染特性对城市径流雨水水质分析表明．每年第一次降雨和每次降雨的开始部分的水质较差．除此之外的城市雨水水质较好；其中绿地径流水质优于屋顶径流的水质，道路径流的水质最差，在利用时应根据水的用途进行一定的处理。4、雨水的用途利用雨水可以开辟新的水资源，减轻当地的用水负担，保护城市的生态环境。收集处理后的雨水主要用于补充地下水资源，作为生活杂用水来冲洗厕所、绿地和树木浇灌、道路清洁、车辆冲洗、建筑施工、喷水池，也可作为冷却水或循环水等工业用水。三、城市雨水利用规划目前．世界上很多国家极力主张广泛进行雨水利用。一些城市已将城市雨水利用和城市环境、城市生态建设等结合起来进行规划设计，已建或正在建成一批各具特色的生态小区雨水利用系统，为进行城市雨水利用规划提供了许多可以借鉴的经验。（一）把城市雨水利用规划作为城市规划的重要内容纳入到水资源的统一管理体系中没有一个有效的城市雨水利用规划，就不可能充分而合理地利用雨水。雨水利用不仅是开源的一项重要措施，同时还兼有防洪、改善水环境、促进地表水与地下水联合利用等多种功能，因此，应把雨水利用规划作为城市规划的重要内容和解决缺水问题的重要保障与有效途径而纳入到水资源的统一管理体系之中。在城市流域或区域水资源规划中．应充分考虑雨水利用的作用，把地表水、地下水、防洪和改善水环境与雨水利用措施紧密结合起来，统一进行规划。（二）城市雨水利用规划的原则1、把城市雨水利用纳入到城市规划中，在城市规划中应增加城市绿地面积，使绿地面积达到城市规划总面积的30％以上，使天然降雨可通过绿地直接补给地下水。2、在进行城市规划与建设时，应使绿地高程低于周围道路或地面的高程。这样不仅使绿地上的雨水渗到地下，而且还能使周围地面上的雨后产生的径流汇人绿地，补给地下水。实践证明，绿地与周围地面的高度，对绿地雨水利用的数量有很大影响。3、在进行城市道路规划与建设时，要充分考虑增加雨水人渗的因素，尽可能建设透水路面，在不透水的道路两侧，应留出透水的排水沟，使雨水尽可能就地入渗。4、在城市规划与建设中，应尽量保留和利用天然水库并预留部分土地作为雨水储存用地，如天然洼地、公园的河湖等。5、在雨污合流的城市，应尽快建设雨污分流的地下排水管网，使城市雨洪利用成为可能。6、在城市周围应建设雨洪地下水回灌系统，发展地下调蓄，利用雨洪水和上游水库的汛期弃水进行地下水回灌。?、在新建的居住小区，应规划安排雨水利用系统的建设，用于小区的绿化用水和雨水的就地回灌。（三）城市雨水利用的主要方式：1、屋顶集雨系统；2、道路、广场集雨人工湖系统；3、绿地滞蓄汛雨回补系统；4、增加滞洪水面。1、屋顶集流水窖系统可为分散的住宅提供生活水源，如我国甘肃黄土高原地区的家庭雨水收集系统，已在当地大范围推广；贵州省的石灰岩山区也靠家庭雨水收集系统．解决了群众的饮水和脱贫问题。家庭雨水收集系统每户投资约500～1000元，造价非常低。城市别墅式住宅也可发展雨水收集系统，作为生活杂用水。屋顶渗井系统可回补地下水。2、新建居住小区、道路、广场和停车场等改为透水路面、同时利用居住小区、道路、广场和停车场等收集雨水，并修建人工湖或蓄水池，可作为生活小区绿化清洁用水，也可增加水面面积，美化环境。3、利用绿地入渗回补地下水，可大量增加地下水补给量。低绿地草坪不仅能接给其上的降雨，还可将附近的屋顶、路面等不透水面积上的雨水径流导人绿地，将日降雨量近l00mm的次降雨全部人渗。这部分径流滞蓄于草地，可减少草地灌溉用水，如以减少3次灌溉计，每次用水4500m3／hm2，则减少用水量13500m3/hm2。以城市自来水售价按0．6—1．0元／m3，则每年每亩绿地、草坪节省水费54—90元，且为排水河道减轻防洪负担，补给超采地下水的环境效益更加显著。4、利用汛期雨洪增加城市湖泊等水体面积，不仅改善了城市景观和生态环境，还具有一定的防洪功能。北京计划在2030年前增加城市水面800ha，投资7．2亿元。将绿地（草坪）同渗井、蓄水池系统相结合，可明显减轻城市的防洪负担，缓解城市化对地下水补给的影响。上述雨水利用措施所需投资均较少。四、实施雨水利用规划的配套政策和对策措施我国城市雨水利用的潜力很大，发展前景广阔，对缓解城市缺水问题意义重大．应积极推广实施。但如同实施其它规划一样．实施雨水利用规划，除必须作好城市雨水利用规划外．还需要通过政策、法规、经济、管理等作保证，必须有相应的配套政策，才能保证雨水利用规划的最终实现。（一）修改现行水资源评价方法现行水资源评价方法中，只把地表水和地下水作为水资源看待，而忽略了雨水的作用。事实上．降雨是流域水资源的唯一来源．而地表水和地下水只是降雨的两种赋存形式。（二）补充和完善水法中的雨水利用实施细则应认真执行国家颁布的水法．进一步补充和完善水法中雨水利用的实施细则，并根据各地的具体情况，制定相应的配套政策，同时要加强监督，做到令行禁止。只要这样，才能实现国家对水资源的统一管理和依法治水，促进雨水利用的健康发展。（三）调整水价，实现水资源市场化调整水价，实现水资源市场化，充分发挥经济杠杆的作用。适当提高水价，可促进节水和雨水利用。目前，城市自来水价格过低，不能真正反映其价值，也是造成用水浪费、阻碍雨水利用顺利进行的主要原因之一。水价是实现节水，控制要求的关键，可实行水价市场化、地方化和按质论价；推行水资源使用权的拍卖制。同时，增加雨水排放和排污收费强度，使用户对水资源的利用和保护承担经济责任，利用经济杠杆激励节能用水、减少排污和增加雨水利用。国家应积极扶持雨水利用，在经济政策方面应以调整水价为主要突破口，理顺各种水资源的价格体系，合理制定水价。用经济手段鼓励提高水资源利用效率，鼓励雨水利用，最终达到水资源可持续利用的目的。（四）保证雨水利用的资金投入雨水利用和其它开源措施一样．资金投入是必不可少的，建议政府将雨水利用的投入列入计划，采取政府投资、地方集资和用户投入相结合的方法，多渠道解决雨水利用的资金投入问题。运行机制应以市场机制为主，行政管理为辅。（五）加强雨水利用的宣传教育与示范目前，人们对雨水利用的重要性认识不足。提到解决缺水问题，还只是习惯于考虑修水库、打井或者从外流域调水等地表水和地下水开发措施，而对雨水利用这样的就地开源措施重视不够，未把它作为解决缺水问题的一个重要途径．对雨水利用的环境效益的认识则更加淡薄。应大力宣传雨水利用的意义，普及雨水利用知识，制定全国雨水利用区划与因地制宜的分区雨水利用模式，有计划地推进全国性的雨水利用行动。建立雨水利用示范点，通过雨水利用试点，推动全国雨水利用的开展。（六）加强雨水利用的科学研究目前，我国各地的雨水利用还处于摸索阶段，缺乏充分的科学分析与指导，雨水利用在全国尚未形成公认的标准和规范。应加大科技投入，组织各有关部门的科技力量，按关键问题设置科技攻关和攻关专项等重大科技攻关与推广项目。（作者单位：青岛市城市发展中心、青岛市规划院）