城市非常规水资源利用研究

摘 要：在城市常规水资源供给不足或者短缺的情况下，有效地开发利用城市非常规水资源是很有必要的。文章主要分析研究城市的再生水和雨水两种非常规水资源的利用。通过城市雨污水资源系统的科学规划和合理建设，充分利用城市的非常规水资源，缓解城市水资源供需，促进城市可持续发展。

关键词：非常规水资源；再生水；雨水资源化

1 再生水合理利用研究

1.1 再生水定义及用户分类

再生水俗称“中水”，指受到污染后的水体（如居民生活污水、工业生产废水等）通过处理、净化后达到一定的水质标准满足某些使用要求，可以重新被利用的水。

国内外实践经验表明[1]，城市污水处理再利用能提高水资源利用率，也能減轻污水排放所造成的水体污染。再生水作为城市的一种非常规水资源，能促进水资源的循环利用，减少城市日常生活、生产对有限自然水的依赖。与海水淡化、雨水利用相比，污水处理再利用在技术方面具有显著优势，与跨流域调水相比更具有一定的经济优势。综上，污水资源化不仅具有显著的经济效益，还具有巨大的社会和生态效益。

目前，我国城市污水回用按照用途不一样其主要用户为：工业用户、市政用户和生活杂用用户、生态环境用水用户、农业用水用户等。

1.2 再生水的合理利用方式

城市污水经处理后回用主要分为直接回用和间接回用两种。其中，直接回用是指污水处理厂将处理后的污水经输水管道、输水设施等直接运送到用户进行利用；间接回用则是将处理后的中水排入水体，用户再从水体中利用抽水、引水等措施进行使用。伴随着生态城市的建设，目前的发展趋势是由农田灌溉逐渐转向城市环境用水（补充城市河流及湖泊）。

按照再生水利用工程规模的不同，还可以分为市政再生水利用和建筑再生水利用两类。市政再生水利用一般是指按照一定的水质指标要求，经城市污水处理厂进行综合处理后的中水，可以用于工业生产用水、城市生态用水、生活杂用谁用等用水环节；建筑再生水利用是指建筑物中的生产生活污水经处理后，再次利用到生产生活作用杂用水的一部分，如：回用于冲洗公厕、洗车、浇洒道路、绿化灌溉等。不管是市政再生水利用还是建筑再生水利用根据回用方式分类，都属于直接回用。

2 城市雨水资源化

2.1 城市雨水资源化

降水是水文循环的一个重要环节，是陆地水资源主要补给来源，降水最主要的表现形式就是降雨。天然流域中，降雨一部分通过产汇流形成地表水，一部分下渗形成地下水，使水资源处于不断的循环过程中。城市城区和天然流域不同，首先，城市的地表主要是水泥、沥青马路，降雨通过下渗补给地下水的水量减少；其次，城市当中土壤与植被对雨水的滞蓄作用不明显，加大城市发生水害的危险率；最后，城市雨水携带着大量的污染物，不仅会污染城市河流，同时还大大增加城市污水处理量。

2.2 城市雨水资源化现状

城市作为一个独特的小流域，和天然流域有显著的差异，城市中不透水面积占的比重很大，城市中流域的蓄渗作用不显著，由此导致大量城市雨水流失，城市水循环系统平衡基本上遭到破坏，城市面临着一系列的生态环境问题。当前城市雨水资源的利用面临着诸多的问题。

（1）雨水资源利用率较低。国内众多城市在城市化进程中都面临着水资源供需不平衡的问题，然而大量的雨水资源流失，没有被利用起来，目前国内雨水资源利用率不足10%。

（2）随着人口的增长，城市化进程的加快，城市的不透水面积逐步增加，以前的天然地面由沥青马路、水泥地、屋顶、大型游乐场等不透水表面所覆盖，这导致城市雨水蓄渗作用不明显，洼地蓄水量减少，而雨水则直接进入城市下水系统流失。

（3）降雨径流污染严重。沥青混泥土路面磨损轮胎、生活垃圾、工业废气排放、建筑工地灰尘等都能致使地面形成的降雨径流中含有大量的有机物、重金属、油污等。

2.3 城市雨水资源化合理利用途径

城市雨水利用的途径包括：利用渗透设施集雨；对收集的雨水就近利用；对城市雨水和污水进行分流，建立单独的城市雨水系统；将雨水转化为城市生态环境用水。

2.4 城市雨水资源化潜力分析计算

雨水资源化潜力可分为3个层次：一是理论潜力，二是可实现潜力，三是现实潜力[2]。

2.4.1 理论潜力分析

一个流域或区域的雨水资源的理论潜力，可以简单认为是该区域的降水总量，即：W=1000×P×A。式中，W为该区域雨水资源的理论潜力，m3；P为区域降水量，mm；A为该区域的总面积，km2。

2.4.2 可实现潜力

参考联合国粮农组织（FAO）提出的有效降水概念，将雨水资源化可实现潜力定义为：在一定自然和技术经济条件下，通过已有的方式和技术，雨水资源中可以开发利用的最大量[3]。其一般公式表达式为：Wa=1000×？姿w×P×A。式中，Wa为区域雨水资源可实现潜力，m3； ？姿w为降雨调控系数，与技术、经济水平、工程措施等有关。

2.4.3 现实潜力分析

现实潜力是指当前的利用方式和技术水平已经实现的雨水资源利用量。现实潜力的表达公式为：Wr=1000×？姿r×P×A。式中，Wr为区域降雨水资源现实潜力，万立方米；？姿r为当前区域降雨调控能力的现实水平。

根据雨水资源化潜力的概念和降雨径流量的分析计算，对于一个城市而言，只要调蓄降雨径流的蓄水池达到调蓄计算法设计的蓄水池有效容积，可以保证全部可集蓄的降雨径流得以利用。

3 结束语

随着国民经济的日益发展，我国水资源短缺问题日益凸显，政府对此高度重视，随着城市化的发展，解决城市的常规水资源短缺问题是当务之急，而再生水和雨水作为非常规水源具有开发的潜力。文章旨在研究城市非常规水源，即再生水和雨水资源化。通过城市雨污水资源化系统的科学规划和合理建设，充分利用城市中含有巨大节水潜力的非常规水资源，可以有效缓解城市水资源供需矛盾，促进城市可持续稳定发展。

参考文献

[1]A.N.Angelakis，L.BonToux.Wastewater reclamation and reuse in Eureau countries. Water policy .3（2001）：47-59.

[2]赵然杭.城市水资源利用的关键问题研究[D].大连：大连理工大学，2008.

[3]王鹏飞.深圳经济特区城市用水健康循环与污水资源化研究[D].北京：北京化工大学，2003.

作者简介：冯建栋，男，汉，硕士，助教，主要从事水文教学工作。