雨水资源的收集利用

［印度］ S.艾哈迈德 等

地球表面能被利用的水资源有限，因为只有不到1%的水资源是以河流、水库和湖泊形式存在。印度每年大约有4万亿m3的降水(包括降雪和雨水)，但只有1.87万亿m3是可利用的，而印度只利用了其中的1/3。在其总降水量中，产生的径流占比为85%，渗透为7%，蒸散发占5%，有效利用占3%。大约1.18万亿m3的水流进了海洋。近几十年来，城市化进程与人口的迅速增长导致水体污染，影响了水的有效利用。印度作为发展中国家之一，对水的需求日益增长。从降水情况来看，大部分都集中在1 a中的几个月，绝大部分水量为过境流;时间分布上也极不均匀，进而导致局部地下水补给情况较差，在水资源利用与水需求上存在明显的空间不均衡性。如今，尽管修建了大量的水利工程，但水资源匮乏仍不可避免地加剧着部分地区的饥荒、疾病和贫困。而雨水收集不失为一种良好的自给自足方式，不仅经济可行，而且还节约了水资源。

1 雨水收集的必要性及目的

(1)收集雨水的必要性。①地表水难以满足对水的需求;②快速的城市化、工业化、人口增长，卫生状况与生活水平的改善;③补给地下水并恢复地下水位;④改善灌溉与生活用水水质;⑤雨水中几乎不含溶解性矿物质、盐、砷和其他重金属;⑥收集雨水资源为需水季节作储备。

(2)目的。①作为一种备用方案或紧急供水，满足不断增长的人口用水需求;②补充地下水位;③最大限度地避免低洼区域和道路上发生淹水;④可作灌溉用水，有效改善雨水灌溉系统的功能，解决土壤冲刷之类的环境问题;⑤实现河流、雨水和废水的联合利用;⑥防止地下水含水层的过度开发;⑦通过流域和行政区的协调管理，保障用水的有效性、经济性和公平性。

收集到的雨水可储存或直接使用。可以从屋顶(见表1)和地表径流中收集。

2 从屋顶收集雨水

假设某建筑物平台面积为125 m2，该地区年均降水是1000 mm，不考虑平台表面的降水损失，那么1 a降落在平台表面的雨水深应为1000 mm。雨水深1000 mm，则雨水总量为125000 L。假定只有80%的收集率，则可收集到100000 L雨水。如果一个4口之家每年需用约87600 L水(按每人约需60 L/d计)，则已足够。

表1 屋顶可收集的雨水总量

3 补给地下水含水层

工业用水需要保证水体不含化学废物、燃油、润滑油等杂质。水体中的物理和生物杂质可以通过沉淀和过滤方法较易去除，但化学杂质却比较难。

雨水可通过洪水、盆地或渗透箱、河流汇入、沟渠系统等直接补给地表水;也可通过下述方式直接补给浅表层:各类井、补给坑或井、渗透坑(浸泡)、补给渠、改良的注水井、含水层储量与恢复。

此外，还有其他一些间接补给方式。当然，也存在着多种影响雨水收集能力的因素，包括:区域地理与局部地形结构、气候和生态条件、局部可降水量、降水形式、当地流域类型和径流系数。

在雨水收集系统的普及方面也可能会受到多种因素的影响:

(1)经济和技术。为提高雨水收集系统经济性而进行的研究与设计，如:系统规模的经济优化;尽量减少储存某一水量所需的材料量及降低材质的要求;寻求新型水箱、排水沟和集水池的设计;开发有助于雨水收集系统管理的测量仪器;消除抽取远距离水源作为生活用水的状况，提高环境与经济效益。

(2)水质和健康。雨水水质与人类健康有着密切的联系，如果雨水水质较差，应找出可能的原因(物理、化学和生物方面的)，并评估对健康的影响。应考虑实际雨水水质与用水习惯、系统设计和环境条件等相关因素，构思减少水的浊度和病原体的新途径，提高饮用水水质;了解雨水收集系统与疾病流行之间的联系，寻求高效益、可持续控制疾病的措施。

(3)相关政策及法规。从更广的视角看，影响雨水收集实施的因素还包括与关键利益有关的策略、优惠措施、规章及关注点，以及雨水收集系统的普及与传播技术

4 结语

正确保护、维持和精心利用水资源，同时也开发更多的可用水源，就可以大幅减少发生水荒的可能。应强制推行雨水收集技术，尽可能早作规划，有序利用(废水重新利用、恢复以及循环)，从而减轻对淡水的需求负荷。