城市雨水收集和利用分析论文
城市雨水收集和利用分析论文 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：
2004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8.5万吨/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1111.6毫米， 每年的4―9月的平均雨量都在100毫米以上。
雨水充沛是本地一个显著的气候特征，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1000O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 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1000O、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2.3万立方米。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1900O，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高速公路全长为39612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0.154米的平均雨量为参考数据，两条 高速公路的集水量可达278530.56立方米。考虑到路面收集雨水的损耗，以85% 计，两条高速公路可收集到雨水还有236750.976立方米。换言之，就一个月两条 高速公路可收集到雨水23.6750万吨。
只要在高速公路的边上每隔一定的距离建一蓄水池，再把各个蓄水池串联 起来，把一个个分散的小蓄水池变成一个统一的蓄水系统，结合高速公路的绿化 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 装置、初期雨水弃流装置等等。
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。即使在同一个城市，由 于项目间各种因素和条件的不同，宜采用的方案也可能完全不同，切勿生搬硬套。
规划设计要根据现场的气候及降雨、水文地质、水环境、水资源、雨水水 质、给水排水系统、建筑、园林道路、地形地貌、高程、水景、地下构筑物和总 体规划等各种条件，充分考虑收集利用和各种渗透设施的优缺点及适用条件，通 过水量平衡、水力计算和技术经济分析来确定方案，力求最佳效果。