雨废水回收对海绵城市建设及环境保护的贡献

【摘要】针对目前海绵城市建设中雨废水回收与环境保护工作开展过程存在的问题，文章从实践角度出发，分析了雨废水回收现状，并提出了海绵城市环境保护措施的运用建议。结果表明，只有从问题角度出发，才能使雨废水回收等环境保护工作开展达到预期。

【关键词】水危机;环境保护;海绵城市;雨废水回收

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.013

引言：

随着我国现代化经济建设水平的不断提升，使得城市化发展进入深水区阶段。如，城市道路与建筑群等设施的不透水面积扩大，会大幅增加雨水资源流失与雨水径流污染。此外，还使城市内涝灾害风险加大，城市发展与水资源紧缺、自然灾害、环境保护之间的矛盾愈发凸现。

建筑工程雨废水回收作为“海绵城市建设”的重要部分，在代表城市环境文化的同时，还为城市水资源的科学利用与低碳城市的整体建设提供了重要助力。海绵城市建设中，雨废水回收，是有效提升水资源利用效率、解决水资源短缺问题的关键，其会产生社会方面、环境保护方面以及经济等方面的效益价值。本文将从我国面临的水危机、水资源保护利用政策规划、雨水回收系统的国内外现状及意义等角度，阐述建筑工程雨废水回收对海绵城市建设及环境保护的贡献和可行性。

1、我国面临的水危机

水资源短缺。据水利部统计，全国669座城市中有400座供水不足，110座严重缺水;在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水困扰。在46个重点城市中，45.6%水质较差，14个沿海开放城市中有9个严重缺水。目前，我国年缺水总量约为300亿立方～400亿立方，城市的年缺水量已远远超过60亿立方。根据水利部《21世纪中国水供求》分析，中国作为发展中国家，正处在工业化与城镇化发展的过程中，随着这一进程的推进，到2030年时，预计我国工业用水将增加1500亿立方，城镇用水将至少增加250亿立方。水利部预测，到2030年时，中国人口将达到16亿，届时人均水资源量将下降到1700立方，这已接近国际公认的警戒线。城市内涝严重。据不完全统计，在我国发生过城市内涝的城市高达300多个，不仅严重影响了城市的正常生活秩序，也造成了严重的生命财产损失。

2、雨水回收系统的建设现状

2.1国外城市雨水利用情况

以英国建设使用的可持续城市排水系统为例，据其政府环保部门规定，可持续排水系统包含涉及地下水与地表水可持续式管理的技术内容。如，环境条件允许情况下，建筑屋顶种植花草来拦截雨水。庭院内设置雨水收集设备，将收集的雨水浇花或是冲洗厕所。城市路面铺设能够渗透雨水的混凝土块、渗水沥青与碎石等，以此来缓解传统下水道与排水沟的运行使用压力。路边开挖沟渠，经填满瓦砾石子，来减缓暴雨条件下水流的速度与流量。

对于城市范围内的工业用地，可采用与传统沟渠相比，更宽、更浅的绿色洼地来对雨水进行暂时的过滤与储存。而后，就可通过导入下水管道，来避免工业污染物对周边河道流域造成影响。对于空旷部位，采用了挖掘池塘方式，强降雨天气，就可储存雨水，且起到美化环境作用。从上述内容可以看出，英国的可持续排水系统建设，主要遵循排水渠道多样化、排水设施兼顾过滤功能以及重复利用降雨或是地表水等原则，在解决传统下水道排水出口单一问题的同时，还对污染物排入河道进行了有效控制。这与相关建设者开展排水系统建设按照过程，按照所处的地理条件与实际情况，结合使用多种排水技术密切相关。

传统排水系统的核心理念是将雨水尽快从落地点引至排放点（如水道或渗水坑），英国环保局认为，这会带来一些负面效果。首先，导致水道水位和水流速度急剧上升，增加下流发生洪水的风险;其次，地表水流通常夹杂的油质、有机物、有毒金属等污染物质，会毫无阻拦地经下水管道进入河流，长此以往会导致河流和地下水的水质下降;第三，降雨直接引入传统下水管道，干旱时便减少了增加地下水储量和河道水流的机会。针对传统排水系统的这些弊端，英国政府决定大规模推广“可持续排水系统”。后者不仅能够减少城市在极端暴雨天气时发生内涝的可能性，还有其他多种好处，包括将污染扩散最小化、维持或恢复自然水流、改善水资源以及美化市容市貌等。

2.2国内城市雨水回用现状

当前我国雨水回用的成功案例越来越多，使得我国城市雨水资源的利用效率呈现出逐年增加的趋势。如，2008年，鸟巢与水立方雨水回收利用系统的启动，这表明我国城市雨水资源化利用达到了一定水平。2015年完工的扬州体育公园体育场是国内屋面雨水收集利用工程的典范。体育馆采用分层屋面设置方式来收集雨水，并用作灌溉绿化[1]。

绝大多数建筑工地没有雨废水。雨水是优质水源，雨水的主要污染物是颗粒物和少量的有机物，与其他污、废水相比，水质较干净，是非常优质的再生水来源。雨水容易收集，且混合状态的雨水無需在集水管道方面增加投入，可将原有雨水排水系统利用起来，在末端设置雨水调蓄构筑物即可达到目的。处理工艺角度来看，雨水水质会受到地面污染程度、屋面材料、降雨量等因素影响。如，初期雨水中 CODcr 有时可达 1000 mg/L 左右，水中的有机物与微生物含量较低。雨水排放后，水质指标 CODcr 在 50 mg/L～100 mg/L， 适宜于物化为主的处理工艺。经处理后的雨水水质指标，则满足“城市杂用水水质标准”要求，能够广泛运用于景观、绿化、洗车、冲厕以及浇洒道路等场所环境。

雨水收集系统，该系统能够按照需求对雨水进行收集，并通过处理来，满足达到设计标准。现阶段，系统多由蓄水系统、气流过滤系统以及净化系统组成。此外，系统还能按照雨水源头差异分为两类，即屋顶雨水与地面雨水。其中屋顶雨水较为干净，泥沙、杂质以及其他污染物较少，可采用弃流与简单过滤方式直接排入蓄水系统。经处理后投入使用。而地面雨水，具有雨水杂质较多、污染物源头复杂特点，经弃流域过滤处理后，还要通过沉淀处理再排入蓄水系统。

城市雨水收集利用方法主要有三种：

（1）屋面雨水集蓄系统。此类雨水主要用在公共场所、家庭生活以及企业非饮用水。如图1所示，为屋面集蓄雨水利用示意图。

（2）雨水截污与渗透系统。城市道路雨水应设置沿途下水道的蓄水池，或是通过地下水渗透来完成系统补充。

（3）生态小区的雨水利用系统。住宅小区沿着排水道设置渗透浅沟。表面应种植草皮，为雨水径流过程下渗使用。如小区雨水超出渗透能力，则应进入人工湿地或是雨水池，作用于水景与继续下渗过程。如图2所示，为某生态小区雨水利用系统建设情况。

伴随我国在绿色建筑、环境保护以及能源再利用等方面取得越来越多的成果，雨水收集利用系统设备的安装、生产以及销售等行业内容，将转入国内市场，为中国的绿色、环保、节能事业做出重大贡献[2]。

2.3海绵城市雨废水回收问题

（1）资金紧张

资金投入不足，是导致海绵城市地区发展集雨工程受阻的主要因素。相关单位应从国家、集体与个人等多渠道方法进行资金筹集。现阶段，每年发生的雨水集蓄利用面积没到20万公顷，并没有满足发展建设需求。加大资金方面投入，是提升雨水利用效率的关键。相关管理部门应负起责任，增加财政投资比例，尽可能的给予专项资金支持。在农业综合开发与扶贫等项目资料上，可向雨水利用方面倾斜。个人资金的筹集，可通过奖励制度，鼓励私营企业与社会各界为雨水集蓄利用系统的建设贡献力量。

（2）雨水集蓄利用工程规划设计缺乏规范

一些雨水集蓄利用工程建设因规划布局合理性不高，导致蓄水达不到要求，以及蓄不上的问题出现。站在全局角度，工程建设形式，应在深入地区对不同地区社会、经济以及自然条件进行调查，以为遵循因地制宜规划控制原则提供实现基础。如此，工程就可从全局入手分析水资源现状、开发利用空间、可建设潜能以及规划布局等工作。此外，为保证工程形式的合理性，应严格遵循技术规范要求，分步骤开展工程建设控制。换句话说，就是不仅要将雨水的作用效果充分利用起来，还要结合现有的建设条件，实现集蓄利用工作开展的可持续性与实用价值。

（3）基础设施不足

城市基础设施不足主要集中在两个方面，一方面，城市排水管网覆盖率不够，导致管网雨污分流改造工程进展缓慢，严重影响了城市排涝，甚至无法合理利用雨水资源。另一方面，雨水利用设施建设规模较小，无法作用于超出管网排水能力的降雨，导致内涝防控设施失效。

（4）调度管理难度较大

城市雨水资源的调度管理工作，需运用下垫层与原有雨水设施构造来建设信息系统。此过程，还要基于数值模型对城市内外部河流降雨径流过程进行模拟。然而，现阶段，雨水设施与地下空间等信息数据收集不全。导致信息获取困难、数据资源共享力度不够以及没有权威性的模拟软件技术等问题存在。

（5）政策法规和制度建设不健全

现阶段，相关部门虽出台了政策与法律法规，但针对雨洪资源利用建议停留在指导性、宏观性意见上，并未充针对性、强制性以及可操作性入手。再加上，没有形成与雨水资源利用工程建设相关的监管体制、投融资机制，阻碍了工程建设水平快速发展[3]。

（6）推广应用社会化程度低

城市雨水资源利用工程建设存在屋顶雨水滞留、流量水位监测不到位等问题，这与缺乏定型产品、设备，从事相关产品与设备研发运维的企业较少密切相关。当雨水资源利用处在没有形成紧密关联的产业链市场环境下，设施建设、社会化分工以及模块化管理就难以施行。究其原因，与未将社会力量充分运用起来有关，推广应用程度较低，无法形成体系。

3、海绵城市环境保护中雨废水回收建议

3.1制定财政补助政策

确定政府与市场环境设置边界要求的基础上，应加大从事雨水资源综合利用设施建设与相关产品研发企业的资金扶持力度。如，通过财政补贴、税收优惠以及贷款贴息等方式，来扩大产品与设施的市场份额。此外，还要对盈利能力强、发展前景好的雨水资源综合利用企业增加支持，具体通过拓宽融资渠道创设经营发展条件。或是，采用银团贷款等间接融资方式，通过优化城市投融资平台建设来优化防洪治涝等基础设施发展环境[4]。

3.2创造良好的雨水利用运行机制环境

地区各级政府部门应深化产权制度改革工作内容。如户建工程，应遵循“谁建设，谁所有，谁受益”原则，由政府颁发产权证;对于联户兴建工程，则应奉行由受益户共同制定管理公约形式，将管理工作交由技术水平高、责任心强以及管理效率突出的受益户。各级管理部门，应通过制定规范标准，对新建小区、工业与商业建筑，提出设置雨水利用设施的要求，以优化雨废水利用系统建设的环境条件[5]。

3.3提高雨水的利用率

系统运行不能只涵蓋雨水收集系统，还要设置相应的雨水处理与回用系统。否则，无法提高雨水资源利用的科学合理性。具体，应结合雨水集蓄利用工程、水土保持、节水灌溉以及生态环境建设等内容，实现一水多用目标。如此，就可大幅提升水资源利用效率，进而将现有水资源的价值充分利用起来[6]。此外，工程系统建设者应结合地区实际情况，采用相应的雨水集蓄技术，做到能蓄则蓄、能拦则拦的工作目标。对于小微型水利工程，应充分利用雨水资源，将收集到的雨水作用于洗车、消防、地下水回灌以及浇绿地等工作。

3.4开展示范试点，推广雨水资源综合利用技术与发展模式

对于具有较大潜力的地区城市，应从综合角度出发来建设雨洪资源工程。主要结合城市河湖、住宅小区以及雨水管网等设施，通过构建具有示范作用的河湖整治与雨水调蓄工程，来强化其带头作用[7]。同时，优先选择条件成熟、具有代表性以及建设愿望强烈的城市，开展雨水资源综合利用试点工程建设，通过投资补助与财政补贴等手段，来优化雨水资源综合利用模式，进而提高利用技术价值。

3.5加强过程监管

海绵城市建设的相关部门应对制度与技术进行不断的完善与优化，通过强化雨水资源利用与防洪防涝、给排水几个方面协调管理水平，来提高各类榆树资源调度管理效率。这里的部门多指：城市规划、安监等部门，需与水行政单位加强合作，通过加大安全监督管理力度，来为雨水资源利用系统建设的安全性提供重要支撑[8]。

3.6注重宣传培训

通過举办讲座与展览的形式，加大相关管理部门人员对城市雨水资源利用价值的认识。或是通过广播、电视以及平面广告等形式，来对海绵城市水资源综合利用知识进行普及与宣传。当海绵城市雨废水利用系统建设在良好的社会环境氛围下，就可从源头入手，将水资源充分的利用起来。

结语：

综上所述，建筑工程雨水回用系统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，具有显著的环境效益、社会效益、经济效益。随着全国人民环保意识的增强，深入贯彻十九大指导思想，落实“十三五规划”，全面建成小康社会，相信城市雨水利用会逐步发展起来。

参考文献：

[1]李宗伟.海绵庭院大面积雨水回收再利用系统施工工艺与管理研究[J].住宅产业，2021（12）：92-95.

[2]王庆愿.绿色施工中城市雨水回收与利用探究[J].现代盐化工，2021，48（06）：88-89.

[3]刘文俊.高架道路海绵城市排水系统优化设计[J].山西建筑，2021，47（13）：93-94+149.

[4]庞洁，李特.海绵城市理念在城市规划中的应用原则及其对策[J].新西部，2021（Z1）：87-89.

[5]孙双艳.基于海绵城市理念下城市道路排水系统的创新设计分析[J].绿色环保建材，2020（10）：69-70.

[6]王洁瑜，杨党锋，刘晓东，等.基于水文水动力模型的海绵城市建设效果评价技术研究[J].陕西水利，2021（11）：10-14.

[7]杨旭亮，李炳阳，张振昌.海绵城市理念下的初期雨水治污技术研究[J].水利科技与经济，2021，27（07）：82-85+110.

[8]王继明.新建住宅工程海绵城市方案的优化设计与雨水资源的综合利用[J].住宅产业，2021（05）：38-40.

作者简介：

张新明（1976.12-），男，汉族，湖南长宁人，本科，工程师，主要工作方向：建筑行业监督。