工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．45No．3Jun.，2014
梁文逵
（广东省建筑设计研究院，广州510010）城市雨水收集利用研究现状与进展
随着城市化建设的快速发展和城市人口的不断
增加，一方面使得城市用水量需求增加，另一方面
城市不透水面积扩大，导致雨水资源流失增加和水
循环系统的平衡遭到破坏［1］。寻求雨水的收集利用
已成为一种必然的趋势，城市雨水的收集利用不仅
是指狭义的利用雨水资源和节约用水，它还具有减
缓城区雨水洪涝和地下水位下降、控制雨水径流污
染、改善城市生态环境等广泛的意义［2］，是一种新
型的多目标综合性技术。国外对城市雨水利用的实践及研究起步较早，从20世纪60年代开始，国外发达国家已经开始探
索城市雨水资源化，并长期致力于雨水管理技术的
研发，已形成了相对成熟的雨水利用技术，开发了
多种水文模型，建立了较为完善的保障体系［3］。我国
作为世界上严重缺水国家之一，水资源日趋紧张的
现状越来越受到重视。在城市雨水利用方面，尽管
我国取得了一定成果，但相比发达国家总体上起步晚、发展相对滞后。1国内外雨水收集利用现状
1．1国外雨水收集利用现状
雨水作为一种很有价值的水资源，污染轻，对
调节补充城市水资源、改善城市自然生态系统具有
重要作用。20世纪60年代初发达国家已开始重视
雨水的利用和资源化研究，并已逐步进入到标准化
和产业化的阶段。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目
的，建造渗滤田补充地下水层，并制定相应的法规
限制雨水的直接排放，比如在科罗拉多州等地实施
的《雨水利用条例》［4］。日本早在20世纪60年代就
开始收集和利用路面雨水，70年代修筑了集流面
收集雨水，并开始研究雨水回灌地下水技术［5］，比
如在城市屋顶修建雨水浇灌的“空中花园”［6］，修建
蓄积雨水的工程设施等，并于1992年颁布了《第二
代城市下水总体规划》，正式将雨水渗沟、渗塘及摘要：当前国内许多城市都面临着水污染严重和水资源短缺的问题，雨水的收集利用已成为一种必然的趋势。对国内外雨水收集利用的法律法规建设、发展现状进行了综述，总结了雨水收集利用技术、现行的回用雨水的水质标准，以及雨水处理工艺。关键词：雨水收集利用；水质标准；雨水处理；发展现状中图分类号：TU991.11+4文献标识码：A文章编号：%1009－2455（2014）03－0006－04
Currentstatusandresearchprogressofurbanrainwater
collectionandutilization
LIANGWen-kui
（ArchitecturalDesignandResearchInstituteofGuangdongProvince,Guangzhou510010,China）Abstract：AslotsofcitiesinChinaarefacedwithseriouswaterpollutionandresourceshortageatpresent,
rainwatercollectionandutilizationhasbecomeaninevitabletrend.Thelaws,regulationsanddevelopment
progressofrainwatercollectionandutilizationinChinaandabroadwereelaborated,beside,therainwatercollec-
tiontechniques,currentrainwaterrecyclingqualitystandardsandtreatmentprocesseswerealsosummarized.
Keywords：rainwatercollectionandutilization;rainwaterqualitystandard;rainwatertreatment;develop-
mentstatus
·6·透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新建
和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设
施。和日本相似，德国、英国等发达国家不仅也制
定了一系列有关雨水利用的法律法规，而且已建设
了完善的雨水收集、利用设施，将收集到的雨水主
要用于冲厕所、洗车、浇庭院及回灌地下水等［3］。目前，德国的雨水利用技术已发展到第三代，其特征是设备的集成化，尤其对于屋面雨水的收
集、截污、贮存、过滤、渗透、提升、回用和控制，形成了系列化的定型产品和组装式的成套设备［7］，而且在法律法规方面，要求针对新建的小区（无论
是工业、商业、居住区）均要设计雨水利用设施，否
则，政府将征收雨洪排放设施费和雨水排放费［8］。在英国，主要以泰晤士河水公司所设计的伦敦世纪
圆顶雨水收集利用系统示范工程为代表［9］。在丹
麦，城市地区将从屋顶收集雨水，并经过滤设备进
入储存池储存，待使用时，利用泵经进水口的浮筒
式过滤器过滤后，用于冲洗厕所和洗衣服［10］。1．2国内雨水收集利用现状
相比国外发达国家成熟的雨水收集利用技术，国内总体上起步较晚、发展相对滞后。我国城市雨
水利用研究始于20世纪90年代，较有标志意义的
事件是1996年在兰州召开的第一届全国雨水利用
学术讨论会［11］，这期间西北地区雨水利用发展迅猛，取得了很好的效益，其中甘肃开展的“121”工程与
“雨水集流节灌”工程、陕西省的“甘露”工程、宁夏
南部的“窑窖农业”是雨水利用的代表和典型。城市
雨水利用较早的典型范例有山东长岛县、大连獐子
岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程［12］。近年来，大中城市的雨水利用发展较快，北京、天津、青岛、大连、南京、哈尔滨、西安、郑州等
许多城市也结合自身的具体情况陆续开展了雨水利
用的研究和应用，比如在上海浦东新区，利用屋面
收集系统和储水构筑物收集雨水，收集的雨水经过
预处理后用于小区绿化灌溉和道路浇洒已经开始普
及推广［13］；天津滨海新区的住宅设计采用良性水循
环模式，将雨水利用、中水回用和景观水体相结
合，使景观水体具有防洪、输水、储水、调蓄等功
能［14］。在法律法规、技术及相关政策方面，国家在
2001年颁布了SL267—2001《雨水集蓄利用工程技
术规范》［15］，同时国内一些城市也作了相应规定，比如北京市在2003年4月开始施行的《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》，要求凡
在本市行政区域内，新建、改建、扩建工程均应进
行雨水利用工程设计和建设，雨水利用工程应与主
体建设工程同时设计、同时施工、同时投入使用。2雨水收集利用技术
2．1雨水收集
2.2.1地面雨水收集
城市地表大多为水泥、沥青等不透水地面，雨
水无法下渗，可以在建筑物附近地面采用“可蓄水
地面”，或利用人行道、车道、停车场等，加以改
造，从而贮存、滞留雨水［16］。Miklas［17］曾设计出集
雨面积小于100m2，底面积为4．95m2，周长为10
m的蓄水容器，计算了不同规模的降雨所能收集的
雨水量。2.1.2屋面雨水收集
屋面雨水一般占城区雨水资源量65％左右，易于收集，且水质相对较好，是城区雨水利用的主
要对象［18］。屋面雨水稍加处理或不经处理即可直接
用于冲洗厕所、浇灌绿地或用作水景，也可直接进
入渗透管沟或通过土壤经初步渗透后再进入渗透管
系。丹麦利用屋顶收集的雨水经过滤后，用于冲洗
厕所和洗衣服，每年能从居民屋顶收集645万m3的雨水，占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的
68％，占居民用水总量的22％。典型的屋面雨水收
集方式为：屋面雨水经雨水立管进入初期弃流装
置，通过初期弃流装置将初期较脏的雨水排至小区
污水管道，进入城市污水处理厂处理后排放。经过
初期弃流的雨水经独立设置的雨水管道流入贮水
池，雨水在池中经过过滤、沉淀、再过滤、消毒处
理后，出水进入专为冲洗用水、洗涤用水和庭院浇
灌用水设置的管网，用作家庭、公共和工业等3方
面的非饮用水。屋面雨水收集量受当地气候和环境、屋面建筑
材料、降雨量、降雨强度等因素的影响。屋面雨水
收集回用系统可以采用设置在各个单体建筑物上的
分散式系统，也可以设置在生活小区中的集中式系
统。有些雨水回用系统通过建筑群中占地面积较大
的塔楼收集屋面雨水，通过重力流排水这种节能的
形式排入预处理设备中，再供给裙楼屋面上的绿化
和景观用水。有些建筑或小区要求在较短时间内排
走大量雨水，则利用屋顶的重力势能，通过压力流
（虹吸式）雨水收集系统使雨水在管道内呈负压状态梁文逵：城市雨水收集利用研究现状与进展
·7·工业用水与废水INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．45No．3Jun.，2014
而具有抽吸作用，雨水可以较大的流速排入贮水
池。单栋屋面雨水收集系统具有布置较灵活、对规
划和改造的适应能力强、一次性投入基建费用较小
的优点，但是由于单栋建筑的占地面积较小，收集
雨水量也较小且不稳定，不宜作为长期而稳定的水
源，这不利于雨水资源的统筹利用和管理运行。另
外，也可以利用屋顶及雨水收集，设计屋顶花园，即将雨水收集和生态景观有机结合的一种适用而有
效的办法。它不仅能节约能源和水资源，还能改善
居住生态环境、净化城市空气、吸收城市交通噪声、调节温度等，是一种十分有效的利用雨水的办法。2．2雨水入渗
雨水入渗可以使得雨水重新回渗地下、收集回
用，减少市政排水量，减轻城市洪水灾害的危害和
市政排水管的排水压力，降低城市市政基建和维护
运行的费用。同时，地下水得以回补，水环境得以
改善，生态环境得以修复。可以说，雨水入渗在城
市资源可持续利用中具有重要的意义。雨水入渗的方式很多，城市绿地作为一种天然
的渗透设施，具有良好的入渗性，可节省投资，是
一种简单有效的径流入渗设施，城市绿地还可以阻
留和吸收径流中的污染物，因此将城市公园、草
坪、公路绿化带等现有绿地改造成良好的入渗场
地，用于收集居民区和道路上的雨水，比如可以利
用点、线、面三种种植方式利用雨水，点即是居民
区的花园，选择易于保持雨水的植物；线是公路边
种植的植被，可以使雨水渗透到地下层；面是针对
城区大型公园、植物园等，可以利用雨水的入渗使
整个城市成为绿色花园。另外，除城市绿地以外，雨水渗透设施主要有人工渗透地面、渗透池、渗透
管和高位花坛等，采用多孔沥青、多孔混凝土和草
皮砖等铺装地面，增加雨水的渗透量，实现雨水渗
透［19-20］。国内大部分城市道路路面、广场、停车场
多为不透水性地面，可以将其改为透水性地面，修
建蓄水入渗利用系统，比如尽量在道路上采用多孔
沥青混凝土路面、草皮砖、地下渗透管道和渗透水
池［21］。雨水量较小时可以使得雨水直接入渗，雨水
量较大形成径流时，可以通过周围的汇集设施收集
雨水至蓄水池，用于灌溉路边花草树木或经过滤等
处理后入灌地下水。人行道、广场、停车场下铺设
透水方砖，步道以下设置回填砂石、砾料的渗沟、渗
井等来加大入渗量，减少下雨时人行道上的积水［22］。综上可知，在城市规划中，应尽可能多修建绿
地、景观、人工湿地、植被浅沟和下凹式绿地。目
前，由于绿地径流系数小，接受雨水的面积虽然很
大但是可收集的雨量有限，所以绿地径流雨水通常
以入渗为主要利用方式；城市广场空地的径流系数
较大，收集雨水量大而且稳定，通常采用雨水收集
回用方式；由于城市道路路面污染比较严重，通常
不宜直接作为雨水收集的对象，或许可以考虑修建
地下渗透管道和渗透水池来收集道路雨水。这些措
施既可以美化环境，改善生态景观，又可以有效增
强路面的雨水入渗量。2．3雨水处理
2.3.1雨水回用的水质标准
雨水回用一般主要用于水景补水、道路广场浇
洒、绿化用水、空调系统循环冷却补水、擦洗车辆
等，雨水处理的水质标准根据其用途的不同而确
定，应该相应符合各种用途水质的相关标准。GB
3838—2002《地表水环境质量标准》、GB／T18921—2002《城市污水再生利用景观环境用水水质》以及
GB／T18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水
水质》等相关水质标准中规定了各种用途水质指标。2.3.2雨水处理工艺
通常只有在雨季才会运行雨水处理设施，如果
雨水处理工艺过于复杂，规模过于庞大，是非常不
经济的。选择雨水处理工艺的主要原则是力求经济
简单，在少数情况下对水质要求相对严格的时候，才会考虑深度处理。而且经过初期弃流的雨水水质
已经得到相当大的改善，水质基本接近各种用途的
水质标准，通常只需要适当的处理就可满足水质要
求。比如德国利用公共雨水管收集雨水并经简单处
理后即可达到杂用水水质标准，可用于街区公寓的
厕所冲洗和庭院浇洒，部分地区利用雨水后节约饮
用水量可达50％［23］。常规的雨水处理工艺流程如图1所示，另外还
有人工湿地处理以及近期采用的雨水利用技术———过滤器处理。其中人工湿地处理方式已经成为雨水
处理的一项日趋成熟的方法，T.S.Jamieson等［24］通过
对人工湿地除氮的研究得出：湿地处理系统在通风
的条件下，可以达到50％的除氮率，如果在开始
的系统处理单元中继续通风，氮的去除率将达到
93％。RobertG.Traver［25］通过对人工湿地的研究指
出传统的滞留盆地将被人工湿地所取代，但要完全
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