黃學(xué)偉

（海河水利委員會科技咨詢中心，天津 300170）

1 引言

隨著全球氣候變化和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，我國水資源情勢正在發(fā)生新的變化。一方面我國的人均水資源占有量為2 170 m3，不足世界平均水平的1/3，被聯(lián)合國列為世界上最缺水的13 個國家之一，全國660多個城市中有400多個存在不同程度的缺水問題，其中有136個嚴(yán)重缺水；另一方面汛期城市雨洪災(zāi)害威脅加大，2008年7月2日，一場持續(xù)了近20 h的大雨使昆明變成了一座水城，包括市政府在內(nèi)的全市多個地區(qū)被積水淹沒，局部交通被堵塞，市民出行困難，200余名學(xué)生中考延誤[1]，不僅昆明，北京、上海、天津、西安等越來越多的城市面臨內(nèi)澇的威脅。雨洪是指具有足夠的數(shù)量，但不能或不可能在某一地點為滿足某種用途而被直接利用的雨水及由降雨產(chǎn)生的洪水，兼具資源和災(zāi)害的雙重性質(zhì)。如何興利避害，變雨洪災(zāi)害防控為雨洪資源管理，更好地實現(xiàn)人水和諧是城市水資源管理的一個非常重要的問題。筆者在借鑒德國、日本、美國、英國等國家城市雨洪資源利用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國城市雨洪資源管理現(xiàn)狀和存在問題，提出了我國城市雨洪資源利用的對策建議。

2 城市雨洪利用的主要模式

人類可以利用的水資源絕大部分來源于降雨，由于全球范圍內(nèi)的水資源短缺和洪水災(zāi)害頻繁發(fā)生，世界上許多國家都十分重視雨洪資源的利用。近20年來，德國、美國、日本等40多個國家相繼開展了雨洪利用的研究與實踐，并召開過十三屆國際雨水利用大會[1]。城市雨洪資源利用的措施多種多樣，歸納起來主要有工程措施和非工程措施兩種，如圖1所示。

2.1 國際上雨洪資源利用的工程模式

圖1 城市雨洪資源利用的措施

雨洪資源利用的工程模式主要有下滲工程、貯存工程和調(diào)控工程。其中，下滲工程主要通過透水地、滲透溝、滲透管、滲透池和滲井（包括回灌）等多渠道加大對雨水的就地下滲量；貯存工程分為地面蓄水和地下蓄水，地面蓄水包括建筑物屋頂、城市綠地、濕地等，地下蓄水包括地下蓄水池、管道蓄水池、地下水庫等；調(diào)控工程主要包括流量控制井、控制閘等。

德國是歐洲開展雨洪利用工程最好的國家之一，典型的生態(tài)小區(qū)雨洪利用系統(tǒng)當(dāng)屬德國下薩克森州首府漢諾威市東南的康斯柏格城區(qū)[1]。小區(qū)在開發(fā)時，利用人工森林涵養(yǎng)水源，在每一幢房屋屋頂都設(shè)計有雨水收集系統(tǒng)，通過導(dǎo)排將雨水引入小區(qū)內(nèi)的梯級蓄水池，這些蓄水池在雨季可儲存雨水或延緩雨水的流速，平時則成為綠地景觀；除機(jī)動車道外，小區(qū)內(nèi)其他路面一般采用通透性好的土層和磚石路面，以保持對雨水的滲透能力。日本的城市雨洪利用在亞洲先行一步，1992年頒布《第二代城市下水總體規(guī)劃》，正式將雨洪滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必須設(shè)置雨洪就地下滲設(shè)施。日本不僅集雨自給，還向阿拉伯國家出口雨水，可見雨水在日本已經(jīng)具有了獨到的價值。美國的雨洪利用以提高天然入滲能力為宗旨，1993年大洪水之后，美國興建地下隧道蓄水系統(tǒng)，建立屋頂蓄水和由入滲池、井、草地、透水地面組成的地表回灌系統(tǒng)，讓洪水迂回滯留于曾經(jīng)被堤防保護(hù)的土地中，既利用了洪水的生態(tài)環(huán)境功能，又減輕了其他重要地區(qū)的防洪壓力。英國的雨洪利用已達(dá)到世界先進(jìn)水平，其中最為著名的便是英國世紀(jì)穹頂中雨洪工程的應(yīng)用，它是英國為了慶祝新千年的到來在格林威治興建的，以穹頂收集的雨水為建筑內(nèi)的廁所沖洗提供100 m3/d的回用水[2]。

2.2 國際上城市雨洪資源利用的非工程措施

城市雨洪資源利用的非工程措施是指通過管理、市場、立法、宣傳等，提高城市雨洪資源的利用效率。德國一方面通過一系列有關(guān)雨水利用的法律法規(guī)來促進(jìn)對雨洪資源的利用，如1993年黑森州頒布了新的建筑法規(guī)，給市政當(dāng)局或地方團(tuán)體以權(quán)利來強(qiáng)制性地推行雨洪利用；另一方面還通過補(bǔ)貼和征收雨水排放費用來推進(jìn)雨洪資源的利用，如漢堡市最早（1988年）頒布對建筑雨水利用系統(tǒng)的資助政策，在以后的7年里有1 500多個私有住宅的雨水利用系統(tǒng)得到州政府的資助，這些措施有利促進(jìn)了德國城市雨水利用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[2]。美國的科羅拉多州（1974年）、佛羅里達(dá)州（1974年）、賓西法尼亞州（1978年）和弗吉尼亞州（1999年）分別制定了雨洪管理條例，這些條例規(guī)定：新開發(fā)區(qū)的洪峰流量不能超過開發(fā)前的水平，所有新開發(fā)區(qū)（不包括獨戶住家）必須實行強(qiáng)制的“就地滯洪蓄水”[1，3]。

歐美國家除了利用法律、市場的手段對雨洪資源進(jìn)行管理，還利用一些管理手段如對雨洪資源的利用進(jìn)行合理規(guī)劃、開展雨洪風(fēng)險管理。目前，歐美一些發(fā)達(dá)國家（如美國、英國）已經(jīng)實行了洪水保險，通過政府、非營利組織、企業(yè)等多方的共同努力，推進(jìn)雨洪資源的持續(xù)利用。

3 國際上城市雨洪資源利用的發(fā)展趨勢

3.1 雨洪資源利用向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

許多國家和地區(qū)對于雨洪資源利用出臺了相應(yīng)的技術(shù)手冊、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。德國1989年就出臺了雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)（DIN1989），到1992年已出現(xiàn)“第二代”雨水利用技術(shù)，經(jīng)過近10年的發(fā)展與完善，形成現(xiàn)在的“第三代”雨水利用技術(shù)，新的標(biāo)準(zhǔn)也正在審批中。美國一些州也出臺了雨水利用的規(guī)范和手冊，如STAFFORD 郡的《雨水管理設(shè)計手冊》、佐治亞州的《雨水管理手冊》、北卡羅萊納州的《雨水設(shè)計手冊》、弗吉尼亞州的《弗吉尼亞雨水管理模式條例》、Ha11 郡與Gainesvi11e 市的《雨水管理手冊》（1999年）、Port1and’s 市的《雨水管理手冊》（2002年）等。與此同時，國外許多專門生產(chǎn)雨洪利用設(shè)備的廠家和公司逐漸增多。如，德國GEP公司的雨水過濾器、屋頂回水處理回用IRM控制設(shè)備和雨水儲存罐等產(chǎn)品暢銷整個歐洲市場；德國UFT公司的流量控制和監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)開始在全球20 多個國家和地區(qū)銷售使用；荷蘭WAVIN公司的孔隙雨水蓄水池填充料、整體式雨水檢查井、雨水口等雨水利用設(shè)備已經(jīng)在全球30多個國家使用。

3.2 雨洪資源利用技術(shù)向集成化和國際化發(fā)展

全球化進(jìn)程的加快、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展使得雨洪資源利用的國際交流和合作領(lǐng)域日益寬廣和迅捷，各種雨洪資源利用技術(shù)的集成是未來雨洪資源利用技術(shù)發(fā)展的一個趨勢。國際雨水收集利用協(xié)會（IRCSA）1991年正式成立以來，不斷地促進(jìn)國際間的交流與合作，兩年一次的交流大會使各國之間的雨水利用技術(shù)和信息很快傳播。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也為雨水利用技術(shù)的國際化提供了很好的平臺。德國“第三代”雨水利用技術(shù)的特征就是設(shè)備的集成化，從屋面雨水的收集、截污、儲存、過濾、滲透、提升、回用到控制都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。

3.3 雨洪資源利用向綜合性和多目標(biāo)性發(fā)展

雨洪資源利用是人與自然和諧相處的一環(huán)，城市雨洪資源利用需要綜合考慮城市水資源短缺、城市防洪和城市水環(huán)境改善等多個目標(biāo)，并與城市規(guī)劃、建筑、生態(tài)、文化、景觀等密切相關(guān)，未來雨洪資源利用必將體現(xiàn)出綜合性和多目標(biāo)性。在過去的十多年中，世界上許多發(fā)達(dá)國家逐步建立了新的雨洪管理模式，被稱為生態(tài)洪水管理模式，將雨洪攔蓄、水質(zhì)凈化、生態(tài)調(diào)節(jié)等多目標(biāo)綜合在一起，實現(xiàn)對雨洪資源的優(yōu)化利用。

3.4 雨洪資源利用技術(shù)向模型化與數(shù)字化發(fā)展

隨著雨洪資源利用研究的不斷深入，雨洪資源利用的模型化和數(shù)字化趨勢進(jìn)一步顯現(xiàn)。美國陸軍工程兵團(tuán)水文工程中心提出了應(yīng)用于城市和非城市集水區(qū)域的降雨-匯流-水質(zhì)模型STORM（Storage Treatment，Overf1ow Runoff Mode1）、英國環(huán)境部及全國水資源委員會設(shè)計了沃林福特程序（Wa11ingford Procedure）、美國環(huán)境保護(hù)署編制了暴雨雨水管理模型SWMM（Storm Water Management Mode1）、丹麥水利研究所開發(fā)了MOUSE 模型、日本開發(fā)了PWRI（Precipitation Water Routing and Inundation），這些模型為雨洪利用系統(tǒng)的計算和設(shè)計提供了有效的工具。此外，隨著數(shù)字城市建設(shè)的發(fā)展，基于GIS技術(shù)的城市雨洪預(yù)報、暴雨積水計算、城市防洪、防汛搶險救災(zāi)、災(zāi)情評估等也是未來雨洪資源利用的發(fā)展趨勢之一[4]。

4 我國城市雨洪資源利用的現(xiàn)狀與存在問題

我國城市雨洪利用起步較晚，但部分示范工程的設(shè)計已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。如，2008年奧運會在北京召開，在“人文奧運、科技奧運、綠色奧運”理念的指導(dǎo)下，國家體育場館鳥巢和水立方都設(shè)計為雨洪資源利用的典型工程[3]；上海的浦東國際機(jī)場航站樓具有完善的雨水收集系統(tǒng)；天津建成了一座節(jié)水型水利科技大廈，并成功進(jìn)行了“城區(qū)雨水利用”的應(yīng)用實驗；深圳、西安等城市也相繼開展了雨洪利用典型項目的建設(shè)。盡管我國部分城市雨洪利用工程在設(shè)計和應(yīng)用上達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但總體來說，我國城市雨洪資源利用還落后于其他發(fā)達(dá)國家，主要存在以下幾個問題：

（1）系統(tǒng)利用雨洪資源的意識和能力不足。我國城市雨洪利用設(shè)施中除一些大型工程以外多偏重在雨水和洪水的收集方面，而在“利用”方面下的功夫并不夠，也就是說我們的雨洪利用鏈條還沒有做全做完善。對于收集的雨水洪水處理力度還不夠，應(yīng)用用途還不夠明確，雨洪資源全面利用的意識以及技術(shù)能力還有待提高[5]。

（2）城市雨洪資源利用的廣度不夠。我國城市雨洪資源利用還不是非常廣泛，效果還不夠明顯。雖說各大型城市早在20 世紀(jì)90年代就開始嘗試示范小區(qū)的建設(shè)，也都紛紛獲得了成功，但是這些經(jīng)驗推廣的效果并不明顯。而且雨洪資源利用工程項目大多分布在大城市，中小城市涉及不多，較之德國、美國、日本等國家，我國城市雨洪資源利用的廣度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

（3）城市雨洪資源利用的資金不足。雨洪資源利用工程投資資金很大但回收期較長，一方面國家與地方財政撥款十分有限，另一方面企業(yè)和私人的投資對于回收期較長帶有很大公益色彩的項目缺乏興趣。因而，資金也就成了制約中小城市雨洪資源利用發(fā)展的一個關(guān)鍵因素[6]。

（4）城市雨洪資源利用的規(guī)劃不足。城市雨洪利用是否合理，很大程度上取決于其規(guī)劃的合理性。目前，我國城市缺乏從全局出發(fā)對雨洪資源利用進(jìn)行整體設(shè)計，將城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會和諧等方面綜合考慮，將集雨、下滲、排污、凈化、循環(huán)利用、防洪等方面系統(tǒng)結(jié)合的長期合理規(guī)劃。

（5）缺少相關(guān)法律法規(guī)和調(diào)控措施。我國關(guān)于雨洪資源利用的相關(guān)法律法規(guī)相對欠缺，僅北京市出臺了一些規(guī)定和政策；如，《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)工程用地內(nèi)雨水資源利用的暫行規(guī)定（2003）》、2005年發(fā)布的《北京市節(jié)約用水辦法》和《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)項目節(jié)約用水設(shè)施管理的通知》、北京奧運場館的《奧運工程設(shè)計大綱》等政策或文件中都明確提出了開展雨水利用的要求，規(guī)定所有新建、改建、擴(kuò)建工程均應(yīng)增加雨水利用工程的建設(shè)，否則有關(guān)部門將不予驗收。但就全國來說，相關(guān)法律法規(guī)十分欠缺。此外，我國城市雨洪資源利用也缺少必要的市場和經(jīng)濟(jì)調(diào)控措施[7]。

5 我國城市雨洪資源利用的對策建議

在借鑒國際雨洪資源利用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國雨洪資源利用現(xiàn)狀與存在問題，特提出以下幾點我國城市雨洪資源利用的對策建議。

（1）制定雨洪資源利用的條例和法規(guī)。國際上雨洪利用的先進(jìn)國家，都充分地利用法律手段保證雨洪利用工程的實施，確保利用的效果。但我國僅北京地區(qū)出臺了部分法規(guī)和政策，因此制定相應(yīng)的法律法規(guī)成為我國雨洪利用的當(dāng)務(wù)之急。只有制定并逐步完善相應(yīng)法律法規(guī)才能有力確保雨洪利用工程的具體實施，才能為雨洪利用在我國的發(fā)展排除阻力。

（2）加強(qiáng)科學(xué)研究，開展系統(tǒng)規(guī)劃。城市雨洪資源利用是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，相關(guān)企業(yè)、科研院所、非營利組織、大學(xué)、學(xué)會等機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)大力加強(qiáng)對雨洪資源利用的基礎(chǔ)理論、利用模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)劃管理的研究，在城市規(guī)劃和專項規(guī)劃中將小區(qū)、公園、道路、防洪工程等統(tǒng)籌考慮，將經(jīng)濟(jì)發(fā)展、洪災(zāi)防控、生態(tài)宜居、環(huán)境美好等水質(zhì)水量綜合考慮，實現(xiàn)城市的人水和諧[8]。

（3）拓寬雨洪資源利用的融資渠道。以往雨洪資源利用的資金渠道較為單一，主要是國家和地方財政撥款。根據(jù)城市雨洪資源利用工程性質(zhì)的不同，可以通過國家、政府、企業(yè)、社區(qū)、個人等多種投資主體，利用BOT（Bui1d-Operate-Transfer）、TOT（Trans?fer-Operate-Transfer）、PFI（Private-Finance-Initia?tive）等多種融資模式，拓寬城市雨洪資源利用的融資渠道，解決雨洪資源利用工程資金短缺的問題。

（4）樹立雨洪利用的理念。加強(qiáng)雨洪利用宣傳和教育，通過媒體、企業(yè)、學(xué)校、社區(qū)、非營利組織等宣傳主體，在全社會中樹立起雨洪利用的觀念，加深全社會民眾對雨洪利用重要性的認(rèn)識，提高雨水收集利用的自覺性和主動性[9]。

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