葉偉超，蘭 荔，邢國平

（1.天津市節(jié)約用水事務管理中心，天津 300074；2.天津江河弘元環(huán)境技術(shù)研究有限公司，天津 300201；3.天津大學環(huán)境科學與工程學院，天津 300072）

1 天津市水資源狀況及雨水利用必要性

1.1 水資源現(xiàn)狀

（1）降水量。2010年天津市平均降雨量約494.1 mm，折合水量58.23 億m3（中心城區(qū)2.10 億m3），比上年降低23.07%，比多年平均值69.72 億m3低，屬于降水偏枯年份。

（2）地表水量。2010年全市地表水資源量5.73億m3，比上年度下降46.54%，比多年平均值低。

（3）海水利用量。2010年全市海水直接利用和淡化折算的水量為0.19億m3。

1.2 水資源供需分析

1.2.1 需水預測

（1）用水定額指標。城鎮(zhèn)綜合生活用水定額按中心城區(qū)、濱海新區(qū)、區(qū)縣新城、中心鎮(zhèn)和建制鎮(zhèn)不同區(qū)域分別選取160、150、120、110、100 L/（人·d），農(nóng)村居民家庭生活用水定額為85 L/（人·d）；農(nóng)業(yè)用水定額選用考慮節(jié)水因素的非充分灌溉定額；生態(tài)環(huán)境用水定額考慮水源條件，選用最小生態(tài)需水定額。

（2）需水總量。預測2015年全市正常年份需水總量為44.21 億m3，枯水和特枯年份全市需水總量為45.32億m3，其中城市總需水量為18.43億m3。天津市需水量預測，見表1。

表1 天津市需水量預測 億m3

1.2.2 水資源平衡分析結(jié)果

經(jīng)平衡分析，南水北調(diào)中線通水前正常年份城市總?cè)彼繛?.12億m3，特枯年份為7.0億m3；農(nóng)村正常年份和特枯年份生活用水能有效保障，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水缺口較大，生態(tài)用水不能保障。

南水北調(diào)中線通水后，城市生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水均能夠得到有效保證；農(nóng)村正常年份生活用水能有效保障，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水仍存在3.55 億m3缺口，生態(tài)用水不能保障。

1.3 雨水利用的必要性

絕大多數(shù)雨水在進入排水管以后，被簡單直接地排掉了。如果不采取措施而只考慮將雨水簡單直接快速排出，城市中的雨水泵站等市政設施的輸送能力也將隨之增大，導致河道泄洪壓力隨之增加。

對于天津市這樣嚴重缺水的城市，開發(fā)新的水資源，大規(guī)模實施雨水綜合利用，能夠獲取重大的社會與經(jīng)濟效益，主要包括以下3 個方面：①利用雨水，可以進一步改善城市生態(tài)環(huán)境，提高居民生活質(zhì)量；②使城市地下水得到有效補充，能夠有效減少或避免出現(xiàn)沉降漏斗區(qū)域；③能夠從根本上解決大家所關(guān)切的“水漫金山”現(xiàn)象，可以大幅度減少為解決城市汛期突降暴雨后進行排水而新建設的市政管網(wǎng)排水系統(tǒng)工程投入的大量工程費開支[1]。

2 天津市中心城區(qū)雨水水質(zhì)分析

2.1 初期雨水水質(zhì)

通過對降雨過程水質(zhì)的監(jiān)測，基本可以認為：①初期雨水水質(zhì)比較差，其COD含量甚至超過生活污水。若將初期雨水直接排入受納水體，應重點考慮初期雨水的棄流，以免對受納環(huán)境水體造成影響。②屋面雨水中的COD 濃度基本在降雨5 min 后就可以穩(wěn)定在22 mg/L 以下，對受納水體的環(huán)境影響不大。③影響雨水徑流水質(zhì)的因素較多，如降雨次數(shù)、降雨強度等都會對雨水徑流水質(zhì)產(chǎn)生影響。

2.2 初期雨水對受納水體的影響

初期雨水含有較高濃度的污染物，特別是分流制雨水管道的初期雨水，挾帶大量的地表污染物及管道內(nèi)沉積物進入河道，對河道的水質(zhì)產(chǎn)生極大的影響，使河道水體發(fā)黑、發(fā)臭。

為保護城市河道的水生態(tài)環(huán)境，應該對初期雨水進行攔蓄，只有當雨水水質(zhì)基本穩(wěn)定后，出于城市雨水排瀝的考慮，才可以將雨水排入城市的景觀水體。攔蓄的初期雨水在經(jīng)過處理后，才能排放或回用。

3 天津市雨水綜合利用途徑分析

雨水綜合利用系統(tǒng)可實現(xiàn)節(jié)水、控制城市水土流失、涵養(yǎng)地下水與保護、改善城市生態(tài)環(huán)境及降低城市洪澇災害等目標[2]。

城市雨水綜合利用包括雨水入滲、雨水收集、雨水調(diào)蓄、雨水處理和回用等環(huán)節(jié)[3]。

城市的雨水利用管理應從傳統(tǒng)的以雨水排放為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐岳脼橹?，排放為輔，滲、蓄、排相結(jié)合。

3.1 雨水入滲

3.1.1 透水磚

可滲透路面磚是由特殊級配的骨料等組成的混凝土材料[4]。透水磚對雨水滲透起決定性作用，首先應保證透水磚的滲透系數(shù)。

3.1.2 透水瀝青路面

透水瀝青路面表層的瀝青重量比為5.6%～6.2%，空隙率為13%～18%，厚度65～75 mm。瀝青層設兩層碎石，下層碎石粒徑30～55 mm，空隙率為40%～45%，根據(jù)所要求的蓄水量決定其厚度。實測結(jié)果表明，透水瀝青路面徑流系數(shù)可以減少85%。

3.1.3 道路雨水入滲

道路雨水地下回灌系統(tǒng)由透水路緣石、導流溝、導流管、濾水井組成。利用道路透水路緣石收集雨水，沿道路布置若干濾水井，具有分散回灌入滲的特點，既解決現(xiàn)有道路雨水全部排放的問題，又可以補充地下水。

3.2 雨水調(diào)蓄

3.2.1 雨水凈化儲池

蓄水池的池壁采用具有濾水功能的砂基材料，雨水先經(jīng)過透水磚或綠地過濾，然后再經(jīng)過濾水砂和砂基池壁進入蓄水池中。由于底部的防水透氣砂具有透氣和阻水的功能，可以保證雨水的長期儲存。

3.2.2 管道調(diào)蓄

在城市用地緊張不適宜建設蓄水池的情況下，可以通過建設大口徑的雨水管道，來增加暴雨時的調(diào)蓄能力。

3.3 居住區(qū)雨水綜合利用

3.3.1 雨水可利用量分析

天津市重現(xiàn)期為2年的降雨量為498.69 mm，如果小區(qū)開發(fā)前為裸露土壤，徑流系數(shù)為0.3，則產(chǎn)生的年外排量為6 732 m3；小區(qū)開發(fā)時，采取雨水利用措施后，產(chǎn)生的年外排量僅為2 730 m3。開發(fā)后外排雨水量不但沒有超過開發(fā)前，反而下降了59.4%。

3.3.2 蓄水池容積

根據(jù)小區(qū)的規(guī)劃，水面面積為7 700 m2。全年需要蓄存的雨水量為15 554 m3，雨水的蓄存首先考慮水面蓄存，這樣既可以利用水景的生物作用對雨水進一步凈化，又可以減少蓄水池的容積。

4 結(jié)論與建議

（1）天津市部分道路排水緩慢，降雨后路面積水嚴重，利用市區(qū)的河道、湖泊、下凹綠地、透水路面攔蓄和入滲雨水，減少雨水的徑流量，減輕排澇壓力，建立蓄、滯、排相結(jié)合的現(xiàn)代城市排澇體系。在減少城市澇災的同時，可以增加城市的水資源量。

（2）城市排水系統(tǒng)的初期雨水污染較重，當降雨強度較大時，雨水混合污水會排入河道和湖泊，造成河湖水體污染，水質(zhì)惡化。通過初期雨水的棄流處理利用，可以緩解降雨強度和降水量增大對河湖水環(huán)境的壓力。

（3）城市雨水利用應以雨水入滲為主（透水鋪裝），調(diào)蓄為輔（河道湖泊、下凹綠地、蓄水池、管道），盡量減少外排；重點實施居民小區(qū)的雨水綜合利用工程。

（4）重視初期雨水的處置。通過改變地面徑流條件，增加降雨向地下的入滲，實現(xiàn)源頭減量；通過建設雨水調(diào)蓄設施和利用管道系統(tǒng)自身的調(diào)蓄容量，將雨水進行收集，待雨季過后，再進入污水處理廠處理。

（5）盡快制定地方性法規(guī)，明確雨水管理的主體、責任和目標，確定雨水調(diào)蓄、處理、收集利用等相關(guān)技術(shù)要求，促進雨水管理有序進行。隨著雨水管理工作的逐步發(fā)展，逐步完善政策法規(guī)體系。

[1]朱貴良，段志偉.城市雨水綜合利用研究[J].科技進步與對策，2003，（5）：53-55.

[2]高蘭芳.城市住宅小區(qū)的雨水綜合利用技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（21）：107.

[3]王希明，葛敬.雨水綜合利用技術(shù)簡介[J].交流與探討，2011，（12）：21-23.

[4]劉濱誼，許珊.利用雨水收集系統(tǒng)解決景觀用水問題[J].中國園林，2006，（2）：55-56.