2021-4-10 | 公共管理
0引言
近年来，我国经济社会发展、工业化和城市化进程不断加快，人口持续增长，对水资源的需求量越来越大，而水资源的时空分布不均和水环境的不断恶化，进一步加剧了水资源的供需矛盾[1]。面对持续增长的生产生活和生态用水需求，面对日益严峻的干旱缺水形势，如何为经济社会发展提供足量、稳定的淡水资源，已作为一个重大而紧迫的课题提上议事日程。雨水资源利用作为一种最具潜力的开源手段，正在被当代水利人加以实践和探索[2]。当今社会，生存与发展成为时代的主题。实现人口、资源、环境与经济、社会协调健康持续发展，是人类共同的美好愿望。雨水资源利用以其技术可行性、经济合理性和相应的经济、社会和生态效益引起人们的关注，使人们逐渐认识到它在贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会中的必要性、合理性和迫切性。
1城市雨水资源利用的国内外现状
1.1国外利用现状
由于全球范围的水资源紧缺和暴雨洪水灾害的频繁发生，世界五大洲约40多个国家和地区在其城市开展了不同规模的雨水资源利用研究。城市雨水利用在发达国家已逐步进入到标准化和产业化的阶段。日本在屋顶修建蓄水系统、或修建屋顶蓄水和渗井、渗沟相结合的回补系统。回补系统是将屋顶的雨水收集后，逐步放入渗井或渗沟，再回补地下[3]。东京建成直径为10～12.5m的地下“河道”2km，计划建设30km，以贮存雨水。德国是世界上雨水收集、处理、利用技术最先进的国家之一。它通过法律强制和市场激励推动用户利用雨水资源[4]。日前，德国的雨水利用技术已经进入“第二代”，雨水利用在完善的技术标准指导下，广泛应用于各个领域，为城市水的可持续利用提供保障。丹麦每年能从居民屋顶收集645万m3的雨水，占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的68%，相当于居民总用水量的22%[5]。美国制定了相应的政策法规，限制雨水直接排放流失，控制雨水径流的污染，收取雨水排放费，要求或鼓励雨水的截流、贮存、利用或回灌地下，从而改善城市水环境和生态环境[6]。瑞典、荷兰、澳大利亚、伊朗等国，都在实施用雨水工程补给地下水。
1.2国内利用现状
我国城市雨水利用研究始于20世纪90年代，近年来，大中城市的雨水利用发展较快，北京、天津、青岛、大连、郑州等许多城市也结合自身的具体情况，陆续开展了雨水利用的研究和应用。2000年，北京市又陆续出台了一系列标准和规定，规范和强调使雨水资源的收集利用。深圳计划至2020年时新增雨洪资源利用量达到0.49亿m3，城区雨洪可利用量达0.85亿m3[7]。总的来说，我国的城市雨水利用在技术研究、应用推广和政策制定上已取得了不少进展，但同发达国家相比，仍较落后，也缺乏系统性，需要更多的关注和深入研究。因此，对城市雨水资源利用的方法途径、产生的效益进行分析和研究，就显得尤为必要。
2城市雨水资源利用途径
城市雨水资源利用可以采用雨水汇集储蓄、雨水渗透两种模式。当降落在不透水的路面、建筑物屋顶等上面时，就采用雨水汇集和储蓄的利用模式，汇集储蓄的雨水可以用于城市绿化、市政用水、洗车、清洗道路等上面。当降落在透水路面、林地、草地上面时等，就采用雨水渗透的利用模式，下渗雨水用于生态用水、回补地下水等。具体的利用途径和过程如图1所示。
2.1雨水汇集和储蓄利用
雨水汇集和储蓄方式分为地下、地上、坑塘河道储雨3种。
（1）地下储雨。城市地表大多为水泥、沥青等不透水地面，雨水无法下渗。地下储雨是指在建筑物附近地面采用“可蓄水地面”，或对人行道、车道、停车场等加以改造，进行雨水贮存、滞留。对于汛期较长、雨水资源较为丰富的城市，可以在市郊或市区地势较低且负重较轻的部位，修筑较大规模的地下储水池或储水水库，以存储城区小型储雨设备接纳不了的雨水，但这需要的工程投入较大。
（2）地上储雨。地上储雨是指在居民小区、广场庭院等建筑物的雨水落管下端，放置小型储雨容器，或开设集雨坑，用于收集屋顶雨水。收集的雨水可用于庭院洒水、浇灌花草、洗车等，以节约自来水。该方式适用一般居民楼、单位建筑物。
（3）坑塘、沟渠、河道储雨。汛期城市及市郊雨水产流量大，城区小规模集雨设施可能满足不了要求。这时，可以把城区周边地势低洼、水量少或已经干涸的坑塘、河道、沟渠设计成储雨池蓄水。该方式的蓄水量是相当可观的，若在旱期加以利用，则能大大减轻干旱季节的用水压力，也可用其回灌补充地下水，使地下水位下降严重的地区水位得回升。
2.2雨水渗透利用
雨水渗透利用指雨水通过公园林地、草地和透水路面等下渗，从而满足绿地、湿地、湖河等生态用水和补充地下水需要的利用模式。雨水渗透利用方式分为透水地面和渗透井渗透、草坪绿地渗透2种。
（1）透水地面渗透和渗水井渗透。目前城市硬化人行道多采用不透水混凝土垫底，这使雨水几乎不能下渗。若改用沙垫层铺底，可以增加路面的雨水下渗量。降雨时，雨水可以随着石块和粗沙的缝隙渗入地下，补充城市浅层地下水。降雨量较大时，也可把雨水管引入专门的渗水井，由此渗入地下。
（2）利用草坪绿地渗透。城市绿地、草坪是储存雨水、增加入渗的理想场所。然而目前大多数城市绿化灌木带和草坪都用高于地面的路缘和硬化地面隔绝，使得路面的雨水从下水道排走，而不能进入草坪被吸纳。因此，在进行新的建设规划时，绿地可以设计成下凹式，与道路和广场地面相通，以汇集承接周围地面的来水。
3雨水资源利用的效益体系
3.1效益因子识别
应根据城市雨水资源利用的途径，对其产生的效益因子进行识别，并根据效益的特点，将效益因子分为经济、生态、社会效益因子。经济效益是指因雨水资源利用而获得的各种直接收益，可以量化为货币单位进行计算；生态效益是指雨水资源利用对生态环境产生影响，有正负之分；社会效益是指雨水资源利用对于社会进步、资源节约等产生的积极影响。这里根据雨水资源利用区域、途径的不同，对产生的效益因子进行识别和归类，如图2所示。