【论文】城市雨洪利用技术综述

【摘要】目前城市水资源短缺已成为制约我国社会经济发展的重要影响因素，科学合理地利用雨洪资源是缓解城市水危机的重要途径。本文在参考国内外城市雨洪资源利用经验的基础上，对我国城市雨洪资源利用技术方法进行了评价，并针对我国城市雨洪资源利用的不足，结合我国实际提出适合我国国情的城市雨洪资源利用方法。

【关键词】水危机；雨洪资源化；利用技术；启示

一、城市雨洪资源利用背景

近些年来，我国城市化进程逐步加快，导致诸多城市水问题，主要表现在：城市水资源短缺问题严重，干旱灾害时有发生，严重制约我国社会经济发展；城市下垫面产汇流特征发生改变，城市洪涝灾害问题凸显；城市缺水导致城市生态景观用水被挤占，城市生态环境恶化问题严重，甚至造成一系列地质灾害。面对这一系列问题，人们将目光转向了雨洪资源。

雨洪资源指的是在自然条件下，大气降雨降落到地面后，超过城市下垫面自然消化能力的那部分雨水。由于这部分雨水容易形成地表径流，是一种致灾因子，因此称之为雨洪。对于这部分雨水，传统上一直采取的是尽快排走的办法。但值得注意的是，这部分雨量同时又是一种非常宝贵的可再生资源。在城市水资源严重短缺的今天，充分有效地利用好雨洪资源，不但能够有效缓解城市水资源短缺危机，还能减轻城市防洪压力，可谓一举数得。

二、国外城市雨洪利用技术发展过程

二战后，全世界进入第三次产业革命，城市的数量和规模都在不断扩大，人口高度集中。随着城市工业用水、居民生活用水量不断增加，地下水资源量锐减，城市水资源短缺问题引起了各界的广泛关注。城市雨洪资源利用大致可分为四个阶段。

第一阶段主要以地面截留、自然下渗回补地下水为主。通过城市天然水体涵蓄雨水或通过树林、草地等天然透水层下渗补给地下水。为了更多地截留雨洪资源，人们想出了一系列办法。例如这个时期日本在建设绿地的时候，采用下凹式的方法，即将绿地低于周围地面适当深度，使得周围地面的地表径流流入绿地下渗。这种措施能够有效消纳自身和相同面积不透水地面流入的雨水，涵蓄更多的雨水资源。另外日本还充分利用有限的地上空间，将操场、绿地、公园、花坛、楼间空地的地面高程降低，在遭遇较大降雨时可蓄滞雨洪，雨水排出后再尽快恢复正常使用。随后，日本又在一些城市中修建了雨水入渗设施，包括渗井、渗沟、渗池等。这些设施可以将硬化路面产生的地表径流收集起来，回补地下。美国的一些城市将入渗池和回灌井结合起来。在入渗池下面，水平铺设多孔波纹塑料管，然后与入渗池末端的水泥管相连，雨水经土壤过滤后自流注入回灌井。这种将水平入渗和垂直入渗相结合的方法，防止了回灌井淤堵，提高了回灌能力。

第二个阶段主要以蓄水为主。这个时期，由于城市水资源缺乏，城市雨洪利用的目的转向蓄积雨水，作为城市生产生活用水和城市生态用水。这个阶段日本在许多大城市修建了地下储水系统。如大阪市建造了隧洞式地下防洪调节池，这些地下隧道直径10余米，长度达十余公里，可蓄水112万立方米。名古屋市则修建了方形地下蓄洪池，可容纳洪水10万立方米。美国的芝加哥等大都市也相继建造了地下隧道蓄水系统,用以解决城市防洪和雨水利用问题。

另外，这个时期香港通过转移城区雨洪的方式，实现“城中集雨城外存”的设想。上世纪60年代，香港政府相继在海湾筑坝修建了船湾水库和万宜水库，两库容共达5.11亿立方米。香港在这两个水库的基础上，实行分流域引水，水库分水岭外的地表水通过集雨渠道大部分可以靠重力引入水库，小部分通过低地间接集雨区抽水站抽水进入水库。这种方法可以最大限度地储存雨洪资源，减少地表径流，综合发挥水库的资源型优势。

第三个阶段主要依靠社区、建筑物集雨。随着科技的发展和人们节水意识的增强，许多国家开始探索利用大型建筑物收集雨水。日本、美国、德国、丹麦、马来西亚等国都以法律的形式规定新建建筑物必须配备集雨设施。其中德国的建筑物集雨措施比较完善，已经形成了一套完整、实用的理论技术体系。德国建筑物集雨主要包括三个方面：一是建筑物屋面雨水集蓄系统。通过屋面收集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或渗透补充地下水，城市地面使用可渗透的地砖，以减小径流。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟，表面植有草皮，以加大雨水径流下渗的能力。超过渗透能力的雨水进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。

现在很多国家正在大力发展新形势下的雨洪利用事业，城市雨水利用与城市环境和生态建设紧密结合将成为未来城市雨洪资源利用的一个发展走向。城市雨洪资源利用技术必将向标准化、产业化和市场化方向迈进。

三、我国城市雨洪利用概况

我国的雨洪利用工程最早出现在西部干旱半干旱地区，主要用于农田灌溉和解决居民生活用水。如甘肃的“121雨水集流工程”、宁南山区的“窑窖农业”、陕西的“甘露工程”、山西的“123工程”、内蒙古的“112集雨节水灌溉工程”等。我国城市雨洪利用起步较晚，最近二十年才逐步在部分大城市和一些试点地区开展雨洪资源利用尝试，目前还处于探索与研究阶段。

1996年，我国召开了第一届全国雨水利用学术研讨会；2000年，水利部编制了《全国雨水集蓄利用“十五”计划及2010年发展规划》。2001年7月，中国水利学会雨水专业委员会成立；同年北京正式启动“城市雨洪控制与利用示范工程”；2003年上海出现了具有雨水利用功能的生态住宅；2003年7月，天津建成了第一座节水型水利科技大厦，并成功进行了“城区雨洪利用”应用实验；北京市在筹办2008年奥运会期间，要求所有奥运场馆和新建工程都要配套雨水利用工程，否则将实行一票否决不予验收；2010年上海世博会的建筑在设计建造过程中也都考虑了雨水回收利用系统。这些都是我国城市雨洪资源利用的重要成果。

北京市自2000年有规划、分步骤地实施雨水利用工程以来，已建成城乡雨水利用工程共1200处，仅2008年就利用雨洪4500万立方米。08年北京市又新建雨水收集利用工程350处，新增蓄水能力1460万立方米。北京的雨季主要集中在6—9月，降雨量超过全年的70％。这个时期，在保证安全的前提下多积蓄雨洪，对北京水资源是一项有效的补充。北京市水务部门还在计划构建“宜居城市水生态景观体系”，在雨洪工程建设的基础上，加快治理郊区河道，提高拦蓄雨洪和利用再生水资源的能力。

上海以《上海市城市总体规划（2020）》为依据，以上海城市可持续发展的规划要求为目标，中心城、新城采用“围起来、打出去”原则。规定内环线以内以提高设施利用率为目标，以理顺、完善雨水收集系统、改造低标排水系统，减少积水区域为重点，全面提高防汛能力；内、外环线间，以加强居住、工业区内排水设施配套为基础，更加注重在系统总管建设的同时，确保收集系统的同步实施，使整个系统的效益得到充分的发挥；外环线外，优先发展和完善区级新城排水系统，逐步提高县级新城的排水系统覆盖率，形成与新发展目标相匹配的基础设施构架。

深圳市在《深圳市城市总体规划（2007-2020）》中，将全市划分为四个雨水利用分区，不同的分区采取不同的雨水利用技术，并针对土地利用类型，实施分类分级指引。

大连市正在加紧制定《大连市雨水资源利用工程规划》。以后大连将在居民小区、广场、停车场等地方铺设透水性路面，通过建设绿化屋顶和下凹式公共绿地的方式来综合利用大连市的雨洪资源。

西安市于2007年底制定了《西安市雨水利用规划》，规划根据西安市社会经济发展对水资源供需的要求，提出了雨水利用规划目标和评价指标体系，重点对城区雨水的可利用量进行计算和预测，并明确了全市2010、2020和2030年雨水利用的具体指标，提出了不同下垫面条件下的雨水利用方案，并对常用雨水利用措施进行了典型设计。
成都市依据自身的实际条件，制定了成都市雨洪资源利用方案。成都市计划建设八个地下雨水贮留库，利用贮留库贮存的雨水作为城市绿化、消防等市政用水。特别是当成都市内几条河流水量不足时，还可以直接启动闸门，将处理过的干净雨水冲入河中，抬高河水水位。另外，成都市还加强了中心城区雨水利用。包括截污、初期雨水弃流、收集、贮存、净化、消毒、循环等措施，收集的雨水可以直接或经适当处理后用于冲厕所、洗手、洗衣服、浇庭院、浇绿地、消防和回灌地下水。