摘要：城市雨水利用是一个方兴未艾的广阔领域，具有良好的发展前景。它涉及到雨水的收集、处理、利用技术以及城市雨水资源的科学管理等方面。通过对国内外城市雨水利用情况的比较，为促进我国城市雨水利用的迅速发展，建立完善的雨水收集、处理和利用的综合系统，本文提出了希望和建议。城市雨水利用可以解决部分城市的水资源短缺问题，也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。
关键词：水资源 城市雨水利用 雨水利用技术 可持续发展
Rain Water of City Exploitation
tract：There is a on the up of vast realm for rain water of city exploitation，and has a perfect foreground. It involves in the collection，handle and exploitation technology of rain water and science management of rain water of city resource，etc. Pass to comparison between domestic and international， In order to promote rapid development of rain water exploitation of our country and establish in a synthesize system of collection， handle， exploitation of rain water ， the paper put forward hoping with suggestions. It can solute water resource missing of some cities and provide a validity path for long-term sustainable development of water resource.
Key words：Water resources; Rain water of city exploitation; the technology of rain water exploitation Sustainable development
1. 城市水资源的现状
随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，水资源短缺和水环境污染日趋严重。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理，控制水资源污染，从根本上解决我国水资源短缺问题，越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。水资源年内年际变化大，降水及径流的年内分配集中在夏季的几个月中；连丰、连枯年份交替出现，造成一些地区干旱灾害出现频繁和水资源供需矛盾突出等问题。我国水资源总量28000多亿m3，居世界第6位，但人均水资源占有量只有2300m3，约为世界人均水平的1/4。全国水资源的81％集中分布在长江及其以南地区，而淮河及其以北地区，水资源量仅占全国的19％。
因而，总体来说：水资源的分布是南方多于北方，东部地区多于西部地区。由于水资源分布的差异以及我国水资源污染的日益加重，我国城市的水资源正在面临着不足和短缺等问题。造成城市水资源不足和短缺的主要原因：一是水资源总量先天不足，人口多，人均水资源少。二是水源水质日趋恶化，不能满足水体正常循环使用的功能要求，大大减少了有效水资源的利用状况。城市中的一部分没有经过处理直接排入江河湖海中，造成天然水体的污染，破坏了天然水体的良性循环。目前，全国城市水源只有30％符合卫生标准，全国七大水系有一半以上被污染，流经42个大中城市的44条河流中大约有93％被污染。
2. 城市雨水利用现状
在国外，德国和日本等一些发达国家，城市雨水的资源化和雨水的收集利用已有较长的历史。其经验和方法，对我国大部分城市特别是对那些严重缺水的城市很有借鉴意义。我国城市雨水利用起步较晚，目前主要在缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用。
2.1 国外城市雨水利用情况[1]
雨水作为一种极有价值的水资源，早已引起德国、日本等国家的重视。国际雨水收集利用协会(IRCSA)自成立以来，不断地促进国际间的交流与合作，两年一度的交流大会使各国之间的雨水利用技术和信息能够很快地传播。网络技术的发展也为雨水利用技术的国际化提供了很好的平台。其中，发展较快的是德国和日本等国家，德国雨水利用技术已经从第二代向第三代过渡，其“第三代”雨水利用技术的特征就是设备的集成化，各项雨水利用技术已达到了世界领先水平。
2.1.1德国的雨水利用[2]
德国的城市雨水利用方式有三种：一是屋面雨水集蓄系统，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通过渗透补充地下水。德国城市街道雨水管道口均设有截污挂篮，以拦截雨水径流携带的污染物。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，供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地，作为水景或继续下渗。
另外，德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规，对雨水利用给予支持。如目前德国在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费等。
2.1.2 日本的雨水利用
日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池，还将蓄洪池的雨水用作喷洒路面、灌溉绿地等城市杂用水。这些设施大多建在地下，以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途，如在调洪池内修建运动场，雨季用来蓄洪，平时用作运动场。近年来，各种雨水入渗设施在日本也得到迅速发展，包括渗井、渗沟、渗池等，这些设施占地面积小，可因地制宜地修建在楼前屋后。日本于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。日本“降雨蓄存及渗滤技术协会”经模拟试验得出：在使用合流制雨水管道系统的地区，合理配置各种入渗设施的设置密度，强化雨水入渗，使降雨以5ｍｍ/ｈ的速率入渗地下，可使该地区每年排出的BOD总量减少50％。
因而，通过制定一系列有关雨水利用的法律、法规和不断地开发研制，国外发达国家的城市雨水利用技术逐步成熟起来。建立了完善的屋顶蓄水系统和由入渗池、井、草地、透水地面等组成的地表回灌系统；将收集的雨水用于冲洗厕所、洗车、浇洒庭院、洗衣和回灌地下水等；从不同程度上实现了雨水的利用。
2.2 我国城市雨水利用情况[1]
我国城市雨水利用虽具有悠久的历史，而真正意义上的城市雨水利用的研究与应用却从20世纪80年代开始，并于90年代发展起来。但总的来说技术还较落后，缺乏系统性，更缺少法律、法规保障体系。20世纪90年代以后，我国特大城市的一些建筑物已建有雨水收集系统，但是没有处理和回用系统。比较典型的有山东的长岛县、大连的獐子岛和浙江省舟山市葫芦岛等雨水集流利用工程。
我国大中城市的雨水利用基本处于探索与研究阶段，北京、上海、大连、哈尔滨、西安等许多城市相继开展研究，已显示出良好的发展势头。由于缺水形势严峻，北京市开展的步伐较快。北京市水利局和德国埃森大学的示范小区雨水利用合作项目于2000年开始启动；北京市政设计院开始立项编制雨水利用设计指南；北京市政府66号令(2000年12月1日)中也明确要求开展市区的雨水利用工程等。因此，北京市的城市雨水利用已进入示范与实践阶段，可望成为我国城市雨水利用技术的龙头。通过一批示范工程，争取用较短的时间带动整个领域的发展，实现城市雨水利用的标准化和产业化，从而加快我国城市雨水利用的步伐。
3. 城市雨水利用技术[3]
在第十届国际雨水利用大会上就表明，今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是它的国际化与集成化。各国的雨水利用技术发展的程度因重视程度不同而参差不齐。成熟的雨水利用技术从屋面雨水的收集、截污、储存、过滤、渗透、提升、回用到控制都有一系列的定型产品和组装式成套设备。
对于雨水的利用工程可分为三个部分：雨水的收集、雨水的处理和雨水的供应。
3.1 雨水的收集
雨水的收集利用，广义的范围内，包括了大型水库的建设，河川径流的取用等。雨水收集的方式有许多种型式，例如屋顶集水、地面径流集水、截水网等。其收集效率会随着收集面材质、气象条件（日照、温湿度等）以及降雨时间的长短等因素而有所差异。
建筑工程中的雨水收集有三种方式：如果建筑物屋顶硬化，雨水应该集中引入绿地、透水路面，或引入储水设施蓄存；如果是地面硬化的庭院、广场、人行道等，应该首先选用透水材料铺装或建设汇流设施，将雨水引入透水区域或储水设施中；如果地面是城市主干道等基础设施，应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。此外，居民小区也将安装简单的雨水收集和利用设施，雨水通过这些设施收集到一起，经过简单的过滤处理，就可以用来建设观赏水景、浇灌小区内绿地、冲刷路面，或供小区居民洗车和冲洗马桶，这样不但节约了大量自来水，还可以为居民节省大量水费。
3.2 雨水的处理
雨水收集后的处理过程，与一般的水处理过程相似，唯一不同的是雨水的水质明显的比一般回收水的水质好，依据试验研究显示，雨水除了pH值较低（平均约在5.6左右）以外，初期降雨所带入的收集面污染物或泥砂，是最大的问题所在。而一般的污染物（如树叶等）可经由筛网筛除，泥砂则可经由沉淀及过滤的处理过程加以去除。这些设备的组合与处理容量需在经济与集水区条件考量下来调整其大小。处理方法与装置则主要取决于:①集水方式；②雨水取用目的与处理水质的目标；③收集面积与雨水流量；④建设计划与相关的条件；⑤经济能力与管理维护条件。
屋顶集水一般以下述程序来处理所收集的雨水：
集水→筛选→沉淀→砂滤→停留槽→
消毒（视情况而定）→处理水槽（供水槽）
雨水的处理设备包括有筛网槽以及两个沉淀槽。沉淀槽下方则设有清洗排泥管，用来方便槽底淤泥的清洗排除，维持沉淀槽的循环使用。
3.3 雨水的供应
雨水的使用，在未经过妥善处理前（如消毒等），一般建议用于替代不与人体接触的用水（如卫生用水、浇灌花木等）为主。也可将所收集下来的雨水，经处理与储存的过程后，用水泵将雨水提升至顶楼的水塔，供厕所的冲洗使用。另外，如与人接触的用水，仍以自来水供应。
雨水除了可以作为街厕沖洗用水外，也可作为其它用水如空调冷却水、消防用水、洗车用水、花草浇灌、景观用水、道路清洗等均可使用，此外，也可以经处理消毒后供居民饮用。
通常利用雨水贮留渗透的场所一般为公园、绿地、庭院、停车场、建筑物、运动场和道路等。雨水回收利用的主要措施是结合降水特点及地形、地质条件，采用雨水渗透利用方案，设计出一种从“高花坛”、“低绿地”到“浅沟渗渠渗透”逐级下渗雨水的利用模式。采用的渗透设施有渗透池、渗透管、渗透井、透水性铺盖、浸透侧沟、调节池和绿地等[4]。还可直接在城市一些的建筑物上设计收集雨水的设施，将收集到的雨水用于消防、植树、洗车、冲洗厕所和冷却水补给等，经处理后的水质较好也可以供居民饮用。
4. 雨水利用的发展前景
自80年代以来，国外雨水利用得到了迅速发展，利用范围也从生活用水向城市用水和农业用水发展。进入90年代以来，由于水资源日益紧缺和国际雨水集流事业的不断推动下，我国逐步重视雨水利用和水资源持续发展的研究，一些省区发展较快，如甘肃的“121雨水集流工程”、内蒙古的“112集雨节水灌溉工程”、宁夏的“窖水蓄流节灌工程”等。其中，甘肃的“121雨水集流工程”获得了“特等奖”。这些省区雨水利用技术的研究与应用，取得了一批成果，产生了明显的经济效益、社会效益和生态效益，显示出强大的生命力，推动了我国雨水利用的发展。
城市雨水利用作为公益事业，不仅具有环境生态效益和社会效益，还有潜在的直接或间接经济效益。雨水利用工程带来的经济效益主要体现在以下三个方面：
一是节省巨额市政投资。小区雨水利用工程可以减少需由政府投入的用于大型处理厂、收集管线和扩建排洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下，不仅可以减少雨季溢流，改善水体环境，还可以减轻厂负荷，提高城市厂的处理效果；雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。小区雨水利用实施后，可以节省市政收集管线和扩建排洪设施的部分资金。
二是节省市政和居民用水开支。雨水利用运行费用低廉，经济效益突出。假如使用1ｍ3的自来水费用（含处理费）为3.00元，而从运行管理和小区用水费用支出分析，投入收集1ｍ3雨水的年运行费用不足0.10元，这样可以大大减少居民用水开支。
三是有良好的产业前景，能形成新的经济增长点，雨水利用的市场前景巨大。未来若干年内，雨水与中水利用设备产业可以吸引大量的民间资本进入，形成一个吸引民间资本的新产业。不仅城区可以形成这样的产业，郊区小城镇也可以采用相同的方式形成产业。这项产业在减少政府财政支出、促进经济增长、吸纳就业、促进小城镇建设等方面都会发挥出积极作用。
5. 希望与建议
雨水利用不仅是水利和城建系统的任务，它牵涉到许多部门。如何有效地进行合理的开发和利用是一个相当复杂又必须处理好的技术和政策问题。雨水利用要从开发资源、生态补偿与城市可持续发展的高度加以重视，给予政策法规的支持。同时要借鉴一些发达国家雨水利用的成功范例，吸收他们的经验。
为了实现城市水资源的可持续利用，使雨水利用资源化，促进我国城市雨水利用的快速有效的发展。因此，提出如下建议：①尽早制定相应的雨水利用条例和法规。为了合理、充分地利用雨水资源，缓解城市水资源的严重短缺，保证城市防洪安全和回补地下水源，改善生态环境，充分实现水资源的可持续利用。在相应法规中应规定新建小区，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施等内容。②强化管理。城市雨水利用属于水资源的开发与管理范畴，涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题，具体实施时需与城市建设、市政管理、建筑设计、环境等许多部门进行合作。制订雨水利用工程建设和运行的相应政策和规范，并负责工程的具体实施和监督。③加强雨水利用的科学研究。尽管我国部分城市的雨水利用历史悠久，但雨水利用的科学研究还很滞后，不能满足雨水利用的客观需求，今后应予以加强。④将雨水收集系统与处理和回用系统一体化。只有雨水收集系统而没有雨水处理和回用系统是无法实现雨水资源的合理利用的。应逐步形成雨水利用产业的一体化。⑤设立专项基金，扶持雨水利用产业的发展。雨水利用作为环保产业，政府应给予各种环保优惠政策，通过各种优惠政策和利益机制调动开发商和企事业单位的积极性。政府应加大扶持力度，将效果明显的雨水利用技术尽快推广应用。⑥建设规划、设计一体化。借鉴国内外经验，选用适当的小区雨水利用技术，并结合其它有效措施以充分利用雨水资源：a）屋面材料对屋面径流水质起了至关重要的作用，从雨水利用角度改沥青油毡屋面为瓦制或其它材料屋面以减少屋面径流的污染性，故建议在“屋面工程技术规范”修订时增加有关条款；b）将新建居民小区、道路、广场和停车场等建设为透水地面，以方便入渗回补地下水；c）为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗量，建议道路高程高于周围绿地高程，同时保留路牙并设置缺口，以便道路径流进入绿地。屋面径流也应尽量引入花坛、绿地，经自然净化、渗透后再进入人工人渗设施。这些均需在城市平面和高程规划中体现。
6. 结束语
就目前情况看，城市雨水利用系统建设在全国尚处在起步阶段。但随着全国人民环保意识的增强，城市雨水利用会逐步发展起来，这一点已被西方发达国家所证实。城市雨水利用不仅可以解决部分城市的水资源短缺问题，也为水资源的长期可持续发展提供了一个有效途径。如果能在雨水收集利用、设备生产、设施建设、运行管理、中水利用等方面形成一个成熟的产业链，必将在全国产业发展多头并进的情况下，引出一个利润丰厚的朝阳产业。
参考资料：
【1】尉永平，张国祥.《国内外雨水利用情况综述》.山西水利科技.1997.2.
【2】丁跃元.《德国的雨水利用技术》.北京市水利科学研究所.
【3】晏中华.《国外雨水利用的方法》.节能.2000.6
【4】汪慧贞，车武，胡家骏.《浅议城市雨水渗透》.给水排水.2001.2.
【5】那燕.《城市雨水资源利用途经的探讨》. 辽宁师专学报(自然科学版)，2001年02期.
【6】陈卫，孙全文，孙慧.《城市雨水资源利用途径及其生态保护》.中国给水排水.2000年第6期26-27页.
【7】杨建锋.《城市化和雨水利用》.北京水利.2001.1.
【8】徐航，何品晶，宗兵年.《城市雨水的“防洪、减污、回用”系统》.中国给水排水.2001年02期.