我国城市雨洪资源化利用前景分析

张军红 王文鑫 徐义萍 常允艳

摘 要： 城市雨洪是导致城市洪水灾害的罪魁祸首，然而，如果利用得当，则城市雨洪是缓解城市水危机的重要途径。本文在分析我国城市雨洪资源利用的必要性和可行性的基础上，结合国内外城市雨洪资源利用的现状，对我国城市雨洪资源利用的前景进行了分析。

关键词： 雨洪资源化利用 城市水危机 水污染 节水型城市建设

雨洪资源是指大气中的降水降落到地面以后，超过地表自然消化能力的雨水。城市化导致城市区域不断扩大和人口、建筑高度集中，城市化的发展直接或间接改变了水环境，加剧了洪水对城市的威胁[1]。近年来，我国城市雨洪灾害呈现多发趋势，越是大型城市，暴雨引起的内涝问题就越突出，造成的损失就越严重[2]。

一、我国城市雨资源利用的必要性

1.城市水危机严重

随着城市人口的持续增长和经济的高速发展，工农业和居民生活用水持续增加，使城市水资源供求矛盾日趋激化。其主要表现为供求总量更加不平衡、供水状况趋于恶化、地域性水资源供求矛盾日趋恶化[3]。我国城市在面临严重内涝的同时，面临十分严峻的水资源危机，据统计，我国600多个城市中，400多个城市存在资源型或水质型缺水，100多个城市严重缺水，其中西北、华北地区的水资源短缺已严重制约当地经济、社会的发展。

2.城市雨洪灾害加剧

每年进入汛期以后，全国各地因暴雨引起的城市内涝，造成人员伤亡和财产损失的报道络绎不绝。城市化进程极大地改变了区域地表径流条件，也是造成城市雨洪灾害多发的重要原因。城市下垫面的建筑物和构筑物材料比郊区自然下垫面的热容量大，导热率高，白天城市下垫面吸收的辐射能比郊区多，日落后城市下垫面降温比郊区慢，形成明显的城市热岛效应[4]。同时城区由于人多、车辆多，工业企业多，向大气中排放的固体颗粒物多，导致城市凝结效应比郊区显著，加上城市高层建筑对空气流动的阻碍效应，导致城区水汽凝结降雨的可能性显著增加[5]。

3.雨洪径流污染严重

城市里广泛使用的沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、磨损的轮胎、融雪剂、杀虫剂、农药、建筑工地上的淤泥和沉淀物、动植物的有机废弃物，等等，会使径流中含有大量污染物：油剂、重金属、病原体、有机物、悬浮固体等。这些物质随降雨径流进入城市水体，对城市居民的饮水安全造成了严重威胁。此外，城市雨洪口普遍被当做垃圾和污水口，排水井口充塞垃圾的现象非常严重，经常出现暴雨过后，道路雨洪淤积、交通堵塞的现象。例如山东省2010年城市污水排放量约为35.78亿t，2013年上升到48.217亿t，同比增长了35%以上，生活污水COD排放量约占总排放量的1/3[6]。

4.地下水位下降、地面沉降

伴随城市化的推进，城市下垫面硬化、排水管网化，原来天然的水循环途径被阻断，原本渗入土壤的降雨大部分转化为地表径流。例如多年平均降雨量50mm的降雨通过黏质沙土入渗对地下水的补给系数为0.02～0.07，多年平均降雨量1200 mm的降雨通过黏质沙土入渗对地下水的补给系数为0.13～0.21。一方面城市化进程阻碍了降雨对地下水的有效补给，另一方面人们在超额开采地下水，结果导致地下水位下降、地面沉降问题日益突出。例如海河流域年均超采地下水40多亿m3，形成2万多km2的地下漏斗。

二、我国城市雨洪资源利用的可行性

近年来，在国家制定的可持续发展和生态文明建设指导思想下，人们越来越意识到城市的发展要尊重自然规律，自觉顺应事物发展的客观规律就能变废为宝，事半功倍，否则就会遭到大自然的惩罚。在城市雨洪资源化方面也是如此，只要我们深入研究城市雨洪产生的根源，就可以有针对性地采取措施，变水害为水利。在城市雨洪资源化利用可行性方面，我们应主要从技术和经济两个方面探讨。

1.技术可行性

目前一些发达国家在雨洪资源化利用方面已经取得了一定成效，以色列雨洪资源的利用率已经达到98%以上；日本利用雨洪作为生活用水的技术已经比较成熟，并利用雨洪补给地下水；美国建造了大量渗滤田，用于补充地下水或在暴雨洪水时进行汇集和调节雨洪[7]。城市雨洪利用的途径主要包括：屋面雨洪集蓄利用系统、屋顶绿化雨洪利用系统、园区雨洪集蓄利用系统和各种渗透集雨设施。国内在城市雨洪资源化利用方面尚处于试验探索阶段，如武汉天河机场、上海浦东机场的一些新建建筑采用的雨水收集利用系统等。我国在雨洪资源化利用方面要加大研究力度，同时要制定出完善的规章制度和激励措施。

2.经济可行性

雨洪资源的利用是一项公益事业，其不仅具有环境生态效益和社会效益，而且有直接和间接的经济效益。小区雨洪利用可以减少由政府投入建污水处理厂、污水管线和排洪设施的资金。有力将雨洪就近收集，不仅可以减少雨季溢流污水，改善水环境，而且可以减轻污水处理厂负担，减轻城市洪水压力。截止2014年，北京市已建成城镇雨水利用工程967处，雨水综合利用能力达2153万立方米，今年一年即累计收集利用雨水量2781万立方米，相当于14个昆明湖的蓄水量[8]。

三、结论与讨论

城市雨洪具有厉害双重性，我国城市在面临严重内涝的同时，面临十分严峻的水资源危机，城市雨洪资源的利用，不仅可以有效降低城市洪水灾害，而且是解决我国城市水危机的重要途径之一。我国应总结国内外在雨洪资源化利用方面的成功经验，同时加大雨洪资源化利用方面的研究，为我国城市消减雨洪灾害、实现雨洪资源化提供科学依据[9]。

参考文献：

[1]王金亭.城市防洪[M].郑州：黄河水利出版社，2008.

[2]赵凡，赵常军，苏筠.北京“7.21”暴雨灾害前后公众的风险认知变化[J].自然灾害学报，2014，23（4）：38-45.

[3]李俊文.浅谈近年来水与城市发展相互关系[J].地下水，2008，30（3）：111-112.

[4]陈卫国.安庆暴雨涝灾成因探析及对策[J].中国水利，2013（11）：42-3.

[5]廖镜彪，王雪梅，李玉欣，夏北成.城市化对广州降雨的影响分析[J].气象科学，2011，31（4）：384-390.

[6]张艳丽.城市水污染的治理对策及建议[J].资源节约与保护，2014（9）：60-61.

[7]李海燕，梅慧瑞，徐波平.北京城市雨水管道中沉积物的状况调查与分析[J].中国给水排水，2011，27（6）：36-39.

[8]北京市今年收集利用雨水达2781万立方米[J].城市问题，2014（12）：103.

[9]菜燿隆，邱奕儒.城市雨洪利用策略及雨洪滞蓄系统容量分析[J].水科学进展，2012，23（3）：341-345.

资助项目：重庆市教委科研项目“水库库滨带植被配置模式及其生态效应研究”（KJ1403603）；重庆水利电力职业技术学院人才引进基金项目“生物结皮涵养水源能力及其应用研究”（KRC201403）。