城市雨洪蓄积与利用
近年来, 我国许多城市深受暴雨内涝之害。

短时间的暴雨使得城市出现大面积淹水现象, 不仅造成了巨大的经济损失, 还严重干扰了城市正常秩序, 给居民生活带来很多不便,比如道路中断、车辆抛锚、小区淹水、市民出行困难。

由于城市建筑与路面等不透水地面的面积不断扩大, 城市水文过程急剧变化, 类似这样的城市内涝现象, 比比皆是,并呈逐年加剧的趋势。

1.我国雨洪集蓄利用的潜力
有资料表明, 我国的年平均降水量是650 mm,我国的国土面积为960 万km2, 可以推算出我国每年的原生水资源( 总降水量) 量约为6.24 万亿m3 。

据国家环境保护总局信息中心资料显示, 2004 年末我国城市面积39.42 万km2, 按年平均降水量650 mm, 可以推算出该年度我国城市原生水资源( 总降水量) 约为0.26 万亿m3。

除自然蒸发和渗透外, 城市雨水收集利用的潜力巨大。

北京的年均降水量为590 mm 左右, 经过计算,城区每年可利用的雨水量达2.3 亿m3, 相当于110 个昆明湖的水量。

尤其是每年7 月下旬到8 月上旬的主汛期中, 只要有集雨设施, 每场雨水都能留住。

但现实情况却是, 北京目前建设的集雨工程只有47 个, 1 年的雨水收集量只有100 万m3, 河道中蓄积的雨水也只有500 万m3 左右, 再加上其他方式, 每年收集的雨水不到10 个昆明湖。

在沿海城市, 雨水收集利用具有更大的潜力。

上海年平均降雨量1 124 mm, 全市每年
的降雨总量应为70 亿m3, 扣除蒸发、渗透等因素, 水务部门估计, 全市每年白白流失的雨水总量约在24 亿m3 左右。

深圳年均降水量1 900 mm, 每年从天而降近40 亿m3 雨水, 而深圳各大水库雨水蓄水量不到总降雨量的1 / 8,因此每年至少有35 亿m3 的雨水白白流失。

2.造成城市雨洪问题的原因
全国众多大城市常出现严重积水危害,究其原因主要有以下几个方面。

第一，城市不透水面积不断加大。

城市化进程使得城市面积不断加大, 相应的城市不透水面积也在加大。

大面积土地被城市建筑、水泥、沥青路面等覆盖, 雨水入渗到地下的途径被人为阻断, 只能依靠城市排水管道。

这就使得原本可渗入地下的水资源, 反而成为灾害的根源。

第二，排水能力不够。

这主要表现在3 个方面: 老城区排水管网老化, 新城区排水系统尚未建好; 城市
排水系统的设计重现期较小, 一般地区仅为1 年 ( 如武汉) , 重要地区也只有2 ～3 年( 如北京) ; 大部分城区排水系统采用雨污合排设计。

为防止河道污染, 平常雨污合排管道里面的水, 并不直接排入江河, 而是进入污水处理厂。

但在雨季, 雨量一旦超过城市排水系统和污水处理厂的负荷, 就会直接排入江河。

如果河道闸来不及协调与应对( 排水管道与河道分属不同的部门) , 就会造成积水; 同时, 直接排入江河的污水也会造成江河的严重污染, 如2004 年7 月中旬淮河遭遇到10 年来最大的污水团。

第三，对城市雨水资源性质认识不够。

目前市政建设与规划部门未充分认识到城市雨水的资源性与宝贵性, 似乎理所当然的把城市( 暴) 雨水作为灾害, 只是一味地想办法把雨水排走。

据统计, 全国600 多个城
市中, 有400 多个城市供水不足。

其中, 北方很多城市地表水不够用, 人们大量抽取地下水, 造成地下水超采, 引起一系列环境地质问题; 南方城市, 当地表水被污染时, 也有利
用地下水的需求, 长江下游和珠江三角洲地区, 亦是如此。

某些南方城市, 由于开采深层地下水导致地面沉降与地裂缝; 在江苏由于开采深层水导致地裂缝, 省人大常委会做出了禁
止开采深层水的决定。

由此可见, 城市一方面要花大量的人力和物力将雨水排走, 白白浪费大量淡水资源; 另一方面却又面临严重的水资源短缺问题。

第四，城市排水系统的设计重现期较小。

如果把城市排水系统提高到10 年至50 年一遇, 在经济上并不合算。

因此, 当城市雨水排水系统遇到重现期较大的暴雨时, 就会大大超过其设计负荷,仍然会导致道路积水等问题, 出现年年投资, 年年积的问题。

可见单从改善排水系统并不能解决城市暴雨致灾问题。

2.解决城市雨洪问题的作用
雨洪问题的解决途径雨洪利用真正体现“绿色”生态城市的特点雨洪利用技术是把雨洪利用技术规划与建筑、景观、雨／污资源利用、水质保证、水生态系统等结合起来考虑，真正体现“绿色”生态城市的特点。

原状地面雨水的径流量和入渗量之比为2：8。

由于城市
化造成的硬地面如建筑屋顶、路面、广场、停车场等，使雨水的径流量和人渗量之比变为8：
2，干扰了大自然的水文循环，造成大量的雨水流失。

使环境污染日益严重，加剧了水资源的短缺，造成城市生态环境的恶化。

雨洪利用作为开源和节流并举的一项措施，是缓解或解决上述水问题的一项重要措施，它具有节水、防洪、改善生态环境三个方面的效益。

城市绿色生态中的雨洪利用总体目标(1)雨洪资源化：雨水收集利用以及各种滞留、促渗、调控措施；地表径流调控就地消纳雨水，减少外排雨水量，实现雨洪资源化。

(2)实现节水目标：充分利用水质良好的雨水资源和再生水资源，实现节水目标。

(3)径流流量、径流系数的控制：控制雨水径流的排放，实现项目开发后雨水的径流系数不超过开发前雨水的径流系数(以原始状态计)。

(4)改善景观与生态环境：保证对水资源有效、合理的再利用并减少对市政水的需求，改善景观与生态环境。

3.我国城市雨水收集与利用应采取的主要措施
3.1 收集储存城市雨水的措施
(1) 排水系统采用雨污分流制。

鉴于雨污合排的种种弊端, 采用雨污分流是值得大力推广的。

但是,要修建2 套完整的管网, 费用非常昂贵, 目前只能在经济发达城市或者在待建或重建排水系统的城市推广。

采用雨污分流的排水系统, 可以利用雨水下渗管道,沿线补给地下含水层, 也可将雨水引到适当的地点集中入渗补给含水层或直接加以利用。

(2) 增加城市透水面积。

以前大多数城市采用水泥或沥青路面, 雨水不能渗进地下, 加剧了城市内涝的风险。

现在国内外很多城市采用各种改善措施增加城市透水面积, 例如, 采用多孔沥青或多孔混凝土路面, 在人行道、广场或休闲区铺设草皮砖, 增加城市绿化面积, 立法规定建设区内的最低可渗面积率等,使得雨水可以快速入渗进入地下含水层。

(3) 重视小区雨水储存。

国内很多城市小区的屋顶雨水收集系统已经比较完善了, 但是却没有相应的处理和回收系统, 收集的雨水仍与污水一起排走。

例如上海浦东国际机场的航站楼建有17.6 万m2 完善的雨水收集系统, 在暴雨时节1 h 可收集雨水500 m3, 但是却任其自然流走。

如果这些雨水能有效处理和加以利用,将比处理利用轻污染的生活污水更为经济、更为简便易行, 而这只需要增加雨水储存入渗设备就可以办到。

(4) 广泛利用城市低洼地。

我国降雨时间集中,为了避免道路积水和暴雨径流的增加, 需要在短时间内将雨水暂时蓄存起来。

这就需要利用城市低洼地, 如地下停车场、运动场等将雨水暂时收集起来。

为了能使这些低洼地尽可能多地贮留汛期雨水, 在规划设计时应尽可能进行综合考虑, 使这些场所在雨期与无雨期的功用发挥到最优。

如日本在低洼地修建运动场, 雨季用来蓄洪, 有的则在运动场下面修建地下水库。

此外, 有条件的区域也可以利用低地的浅层含水层蓄存雨水。

3.2 城市雨水利用的措施
通过很多的成功案例, 可以总结出城市雨水利用的几种方式( 如图1 所示) 。

(1) 从屋面、周围道路、广场收集雨水, 流入地下贮水池作简单处理, 用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水, 如浇灌、冲厕、洗衣、冲洗路面、冷却循环等等。

(2) 采用屋顶绿化的形式留住雨水, 削减径流量, 减轻城市排水管网压力, 减轻污染, 缓解城市热岛效应, 调节建筑温度, 美化城市。

(3) 花园小区雨水集蓄利用, 绿地入渗, 维护绿地面积, 同时回灌地下水。

(4) 选址进行雨洪回灌, 人工补给地下水。

(5) 利用地下水库调蓄城市雨水。

雨水既可以储存于地表经简单处理后直接使用, 也可储存于地下在缺水时期使用。

因此, 雨水集蓄系统需要足够大的容量储存, 才能保障缺水时期使用, 这种情况下, 配合利用地下水库来储存收集城市雨水, 既可减轻城市内涝灾害, 又可以缓解城市水资源短缺的矛盾。

4.总结
由于在社会、环境和防洪等方面的巨大效益，近些年来雨洪利用技术在国内外发展迅速，并逐渐成
为一个新兴的产业。

所以我们还需加强对该技术的学习。