天津市雨水综合利用措施探讨

叶伟超，兰 荔，邢国平

（1.天津市节约用水事务管理中心，天津 300074；2.天津江河弘元环境技术研究有限公司，天津 300201；3.天津大学环境科学与工程学院，天津 300072）

1 天津市水资源状况及雨水利用必要性

1.1 水资源现状

（1）降水量。2010年天津市平均降雨量约494.1 mm，折合水量58.23 亿m3（中心城区2.10 亿m3），比上年降低23.07%，比多年平均值69.72 亿m3低，属于降水偏枯年份。

（2）地表水量。2010年全市地表水资源量5.73亿m3，比上年度下降46.54%，比多年平均值低。

（3）海水利用量。2010年全市海水直接利用和淡化折算的水量为0.19亿m3。

1.2 水资源供需分析

1.2.1 需水预测

（1）用水定额指标。城镇综合生活用水定额按中心城区、滨海新区、区县新城、中心镇和建制镇不同区域分别选取160、150、120、110、100 L/（人·d），农村居民家庭生活用水定额为85 L/（人·d）；农业用水定额选用考虑节水因素的非充分灌溉定额；生态环境用水定额考虑水源条件，选用最小生态需水定额。

（2）需水总量。预测2015年全市正常年份需水总量为44.21 亿m3，枯水和特枯年份全市需水总量为45.32亿m3，其中城市总需水量为18.43亿m3。天津市需水量预测，见表1。

表1 天津市需水量预测 亿m3

1.2.2 水资源平衡分析结果

经平衡分析，南水北调中线通水前正常年份城市总缺水量为2.12亿m3，特枯年份为7.0亿m3；农村正常年份和特枯年份生活用水能有效保障，农业生产用水缺口较大，生态用水不能保障。

南水北调中线通水后，城市生活、生产和生态环境用水均能够得到有效保证；农村正常年份生活用水能有效保障，农业生产用水仍存在3.55 亿m3缺口，生态用水不能保障。

1.3 雨水利用的必要性

绝大多数雨水在进入排水管以后，被简单直接地排掉了。如果不采取措施而只考虑将雨水简单直接快速排出，城市中的雨水泵站等市政设施的输送能力也将随之增大，导致河道泄洪压力随之增加。

对于天津市这样严重缺水的城市，开发新的水资源，大规模实施雨水综合利用，能够获取重大的社会与经济效益，主要包括以下3 个方面：①利用雨水，可以进一步改善城市生态环境，提高居民生活质量；②使城市地下水得到有效补充，能够有效减少或避免出现沉降漏斗区域；③能够从根本上解决大家所关切的“水漫金山”现象，可以大幅度减少为解决城市汛期突降暴雨后进行排水而新建设的市政管网排水系统工程投入的大量工程费开支[1]。

2 天津市中心城区雨水水质分析

2.1 初期雨水水质

通过对降雨过程水质的监测，基本可以认为：①初期雨水水质比较差，其COD含量甚至超过生活污水。若将初期雨水直接排入受纳水体，应重点考虑初期雨水的弃流，以免对受纳环境水体造成影响。②屋面雨水中的COD 浓度基本在降雨5 min 后就可以稳定在22 mg/L 以下，对受纳水体的环境影响不大。③影响雨水径流水质的因素较多，如降雨次数、降雨强度等都会对雨水径流水质产生影响。

2.2 初期雨水对受纳水体的影响

初期雨水含有较高浓度的污染物，特别是分流制雨水管道的初期雨水，挟带大量的地表污染物及管道内沉积物进入河道，对河道的水质产生极大的影响，使河道水体发黑、发臭。

为保护城市河道的水生态环境，应该对初期雨水进行拦蓄，只有当雨水水质基本稳定后，出于城市雨水排沥的考虑，才可以将雨水排入城市的景观水体。拦蓄的初期雨水在经过处理后，才能排放或回用。

3 天津市雨水综合利用途径分析

雨水综合利用系统可实现节水、控制城市水土流失、涵养地下水与保护、改善城市生态环境及降低城市洪涝灾害等目标[2]。

城市雨水综合利用包括雨水入渗、雨水收集、雨水调蓄、雨水处理和回用等环节[3]。

城市的雨水利用管理应从传统的以雨水排放为主转变为以利用为主，排放为辅，渗、蓄、排相结合。

3.1 雨水入渗

3.1.1 透水砖

可渗透路面砖是由特殊级配的骨料等组成的混凝土材料[4]。透水砖对雨水渗透起决定性作用，首先应保证透水砖的渗透系数。

3.1.2 透水沥青路面

透水沥青路面表层的沥青重量比为5.6%～6.2%，空隙率为13%～18%，厚度65～75 mm。沥青层设两层碎石，下层碎石粒径30～55 mm，空隙率为40%～45%，根据所要求的蓄水量决定其厚度。实测结果表明，透水沥青路面径流系数可以减少85%。

3.1.3 道路雨水入渗

道路雨水地下回灌系统由透水路缘石、导流沟、导流管、滤水井组成。利用道路透水路缘石收集雨水，沿道路布置若干滤水井，具有分散回灌入渗的特点，既解决现有道路雨水全部排放的问题，又可以补充地下水。

3.2 雨水调蓄

3.2.1 雨水净化储池

蓄水池的池壁采用具有滤水功能的砂基材料，雨水先经过透水砖或绿地过滤，然后再经过滤水砂和砂基池壁进入蓄水池中。由于底部的防水透气砂具有透气和阻水的功能，可以保证雨水的长期储存。

3.2.2 管道调蓄

在城市用地紧张不适宜建设蓄水池的情况下，可以通过建设大口径的雨水管道，来增加暴雨时的调蓄能力。

3.3 居住区雨水综合利用

3.3.1 雨水可利用量分析

天津市重现期为2年的降雨量为498.69 mm，如果小区开发前为裸露土壤，径流系数为0.3，则产生的年外排量为6 732 m3；小区开发时，采取雨水利用措施后，产生的年外排量仅为2 730 m3。开发后外排雨水量不但没有超过开发前，反而下降了59.4%。

3.3.2 蓄水池容积

根据小区的规划，水面面积为7 700 m2。全年需要蓄存的雨水量为15 554 m3，雨水的蓄存首先考虑水面蓄存，这样既可以利用水景的生物作用对雨水进一步净化，又可以减少蓄水池的容积。

4 结论与建议

（1）天津市部分道路排水缓慢，降雨后路面积水严重，利用市区的河道、湖泊、下凹绿地、透水路面拦蓄和入渗雨水，减少雨水的径流量，减轻排涝压力，建立蓄、滞、排相结合的现代城市排涝体系。在减少城市涝灾的同时，可以增加城市的水资源量。

（2）城市排水系统的初期雨水污染较重，当降雨强度较大时，雨水混合污水会排入河道和湖泊，造成河湖水体污染，水质恶化。通过初期雨水的弃流处理利用，可以缓解降雨强度和降水量增大对河湖水环境的压力。

（3）城市雨水利用应以雨水入渗为主（透水铺装），调蓄为辅（河道湖泊、下凹绿地、蓄水池、管道），尽量减少外排；重点实施居民小区的雨水综合利用工程。

（4）重视初期雨水的处置。通过改变地面径流条件，增加降雨向地下的入渗，实现源头减量；通过建设雨水调蓄设施和利用管道系统自身的调蓄容量，将雨水进行收集，待雨季过后，再进入污水处理厂处理。

（5）尽快制定地方性法规，明确雨水管理的主体、责任和目标，确定雨水调蓄、处理、收集利用等相关技术要求，促进雨水管理有序进行。随着雨水管理工作的逐步发展，逐步完善政策法规体系。

[1]朱贵良，段志伟.城市雨水综合利用研究[J].科技进步与对策，2003，（5）：53-55.

[2]高兰芳.城市住宅小区的雨水综合利用技术[J].中国新技术新产品，2009，（21）：107.

[3]王希明，葛敬.雨水综合利用技术简介[J].交流与探讨，2011，（12）：21-23.

[4]刘滨谊，许珊.利用雨水收集系统解决景观用水问题[J].中国园林，2006，（2）：55-56.