摘 要：城市雨洪是一種災(zāi)害，更是重要的水資源。水資源短缺與水環(huán)境惡化是太原市面臨的主要問題。而城市雨洪資源又被直接排放，未能充分利用。借鑒國內(nèi)外城市雨洪資源利用的經(jīng)驗(yàn)，控制城市雨洪、充分利用汛期雨水、開拓城市雨洪利用途經(jīng)可改善城市水資源供需矛盾，改善城市生態(tài)環(huán)境，提高城市防洪減災(zāi)能力，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，是實(shí)現(xiàn)人水和諧的有效途徑。

關(guān)鍵詞：城市；雨洪；徑流；利用；太原

城市雨洪是一種災(zāi)害，更是重要的水資源。長期以來，只重視城市排水和防洪設(shè)施建設(shè)，忽視雨洪資源的綜合利用，這既浪費(fèi)了水資源，又增加了城市防洪設(shè)施的壓力。隨著太原市城市化的快速發(fā)展，各類建筑物及道路的興建等使城區(qū)不透水地面面積急劇增長，城區(qū)地面徑流隨之也在不斷增大。利用有限的市政排水管網(wǎng)排泄雨洪水，很容易形成澇時(shí)排不出，用時(shí)又無水的現(xiàn)象。借鑒國內(nèi)外城市雨洪資源利用的經(jīng)驗(yàn)，將城區(qū)防洪與雨洪綜合利用相結(jié)合，可改善城市水資源供需緊張矛盾，改善城市生態(tài)環(huán)境，提高城市防洪減災(zāi)能力等，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

1 城市雨洪資源利用的意義

太原市受季風(fēng)氣候影響，降水的時(shí)空分布不均，汛期降雨占全年降雨的70%，次降雨量不大，但降雨強(qiáng)度大，加之城市的熱島效應(yīng)，汛期城區(qū)降水增大。隨著城區(qū)道路拓寬、廣場硬化和小區(qū)擴(kuò)建等，地表硬化面積不斷增大，降雨很難直接入滲。在同樣降雨條件下，產(chǎn)流速度加快，產(chǎn)流量加大，城區(qū)容易發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。一方面是使用龐大的雨水排放系統(tǒng)將日益增長的雨水徑流排出城區(qū)；另一方面卻是城區(qū)地下水補(bǔ)給的嚴(yán)重不足。近幾十年來，由于城區(qū)地下水的集中開采，使地下水水量急劇減少，地下水位逐年下降，形成近400km2的地下水降落漏斗，累計(jì)超采地下水20億m3。所以，采取有效的技術(shù)措施把雨水回收利用，既充分利用了寶貴的雨水資源，又減少了城區(qū)排水投資，是緩解太原市水資源嚴(yán)重短缺的有效措施之一。

城市雨洪利用可減少城區(qū)地表徑流，降低城市洪水壓力和排水管網(wǎng)負(fù)荷。太原市舊城區(qū)雨水排放系統(tǒng)大多是在上世紀(jì)四五十年代建成，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，雨污合流排放。當(dāng)遇暴雨時(shí)就會(huì)超標(biāo)運(yùn)行，從而導(dǎo)致地面積水，道路堵塞；城市雨水與污水合流排放，加大了污水處理廠負(fù)荷，降低了污水處理廠運(yùn)行效率。若將雨洪水就地收集利用或回灌地下，一方面可減輕城區(qū)防洪壓力；另一方面可降低污水處理成本，既增加了當(dāng)?shù)厮Y源可供量，又可大大節(jié)省市政設(shè)施投資，而且還大大降低發(fā)生洪澇災(zāi)害的可能性[1]。

太原市主城區(qū)面積約180km2，多年（1950-2003）平均降雨量443.6mm，城區(qū)降雨資源總量為7984.8萬m3，五年一遇（P=20%）降雨量528.4mm，城區(qū)降雨資源總量為9511.2萬m3，徑流系數(shù)主城區(qū)按50%計(jì)，主城區(qū)五年一遇（P=20%）年徑流總量為4755.6萬m3，這些降雨量都被白白排放掉。因此，雨洪利用具有很大的水資源開發(fā)潛力。

2 城市雨洪利用的發(fā)展

城市雨洪利用在國內(nèi)外已有成功實(shí)踐。如北京市政府2000年明確提出要建設(shè)市區(qū)雨水利用工程，目前已進(jìn)入示范實(shí)踐階段。2003年上海出現(xiàn)了具有雨水利用功能的生態(tài)住宅；天津建成投產(chǎn)了第一座節(jié)水型水利科技大廈，將雨水作為第二水源用來綠化灌溉、沖廁、清潔或涵養(yǎng)地下水。在國外日本為解決“因抽取地下水而引起地基下沉”等問題，于80年代初期推行“雨水滲透計(jì)劃”，先后開發(fā)應(yīng)用了透水性鋪裝材料，應(yīng)用于公園廣場、停車場、運(yùn)動(dòng)場及城市道路。德國城市鋪設(shè)透水性地面的區(qū)域包括：人行道、步行街、自行車道、郊區(qū)道路和郊游步行路、露天停車場、房舍周邊庭院街巷地面、特殊車道及公共廣場等。國際上流行使用如透水瀝青路面、透水性混凝土路面、透水性地磚等透水路面覆蓋城市地面。

從國內(nèi)外城市雨水利用發(fā)展的技術(shù)角度來看，城市雨水利用技術(shù)正從研究與示范工程向標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；從單一設(shè)施向集成化方向發(fā)展，向多目標(biāo)和綜合性技術(shù)發(fā)展[2]。

①城市雨水利用是從20世紀(jì)80年代到90年代發(fā)展起來的，城市雨水利用首先在發(fā)達(dá)國家逐步進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的階段，1989年德國就出臺(tái)了雨水利用設(shè)施（DIN1989），對(duì)住宅、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域雨水利用設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理，過濾，儲(chǔ)存，控制與監(jiān)測4個(gè)方面制定了標(biāo)準(zhǔn)，并一直在發(fā)展完善。

②城市雨水利用技術(shù)發(fā)展的一個(gè)突出特點(diǎn)就是它的集成化，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、儲(chǔ)存、過濾、滲透到回用都有一系列的定型產(chǎn)品和組裝式成套設(shè)備。

③與農(nóng)村雨水收集利用工程不同，城市雨水利用不是狹義的利用雨水資源和節(jié)約用水，它還包括減緩城區(qū)雨水洪澇和地下水位的下降、控制雨水徑流污染、改善城市生態(tài)環(huán)境及促進(jìn)城市水土保持等廣泛的意義。因此，城市雨水利用是一種多目標(biāo)、技術(shù)綜合性的工程[3]。

3 城市雨洪資源綜合利用的主要途徑

城市雨洪利用是指通過工程性和非工程性措施，分散實(shí)施、就地?cái)r蓄、儲(chǔ)存和利用城市雨洪，避免洪澇災(zāi)害，增辟城市可利用水資源，改善城市居住環(huán)境，提高城市水土保持能力。借鑒國內(nèi)外城市雨洪資源綜合利用的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合太原市實(shí)際，太原市城市雨洪利用主要包括以下途徑[4]。

3.1 雨水收集、儲(chǔ)存、利用系統(tǒng)

利用城區(qū)范圍內(nèi)的建筑屋頂、廣場、運(yùn)動(dòng)場、道路等不透水面收集雨水，收集的雨水可匯集于建于地下的蓄水池，也可利用地面湖泊、池塘、緩洪池等貯存雨水。匯集貯存雨水用作城市非飲用水的直接水源，如用于沖廁、道路灑水、洗車和綠化用水等，可在一定程度上緩解城市供水的壓力。

3.2 雨水就地入滲系統(tǒng)

盡可能減少城區(qū)硬化面積，擴(kuò)大透水材料鋪裝面積或綠化面積，增加雨水就地入滲通道。盡管地面硬化對(duì)改善城市衛(wèi)生環(huán)境起到了一定作用，但因其而造成的城市雨水徑流和生態(tài)環(huán)境惡化問題已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。

雨水就地入滲后依靠土壤、植物、微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)凈化，減少了人工處理雨水帶來的資金、資源、能源消耗，降低了城市發(fā)展對(duì)自然系統(tǒng)的破壞，恢復(fù)了雨水自然循環(huán)的本來面貌。

3.3 雨水回灌系統(tǒng)

太原市由于過量開采地下水，已形成近400km2的地下水降落漏斗，甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的地面沉降。雨水通過一定的凈化、滲漏裝置，回灌地下，一方面補(bǔ)充了地下水資源，另一方面可調(diào)控地下水位，可起到阻止、緩解和逐漸恢復(fù)地面沉降的作用。

雨水回灌可利用水的自重進(jìn)行，也可采用壓力或真空技術(shù)進(jìn)行回灌。通過現(xiàn)有的溝、渠、塘等蓄水建筑物，利用水的重力作用將收集的雨水透過土壤補(bǔ)充地下水；也可利用廢棄機(jī)井實(shí)現(xiàn)雨水回灌，將收集的雨水經(jīng)凈化處理后導(dǎo)入滲井，通過井壁、井底向四周滲透，實(shí)現(xiàn)雨水回灌[5]。

4 城市雨洪綜合利用的效益

城市雨洪綜合利用作為公益事業(yè)，不僅具有直接經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是具有生態(tài)效益和社會(huì)效益。它不但可以增加城市水源，在一定程度上緩解水資源的供需矛盾，同時(shí)可以有效地減小城市雨期徑流量，延滯匯流時(shí)間，減輕城市排洪設(shè)施的壓力，減少防洪投資和洪災(zāi)損失。具體地講，雨水利用有四大益處：

一是可以增辟水源，提高水資源利用效率。太原市主城區(qū)面積180km2，太原市多年（1950-2003）平均降雨量443.6mm，城區(qū)降雨資源總量為7984.8萬m3，徑流系數(shù)主城區(qū)按50%計(jì)，年徑流總量為3992.4萬m3，因此，雨洪利用具有可觀的水資源開發(fā)潛力。二是可以有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。將雨水就地收集、利用或回灌地下，可減輕城市河湖的防洪壓力，防止城市排澇設(shè)施不足導(dǎo)致的城市雨水排泄不暢和洪澇災(zāi)害的發(fā)生；削減雨季洪峰流量，維持河川水量，增加水分蒸發(fā)，改善生態(tài)環(huán)境；減少或避免馬路及庭院積水，改善小區(qū)水環(huán)境，提高居民生活質(zhì)量。三是涵養(yǎng)地下水。地下水一般利用雨水、自來水或中水補(bǔ)充，其中后兩種方法造價(jià)偏高，且中水補(bǔ)充還有污染地下水的可能。利用雨水補(bǔ)充地下水資源是最經(jīng)濟(jì)的方法。四是減輕城市防洪和排水系統(tǒng)壓力。多個(gè)單元的雨水利用，可以蓄到大雨的前中期水量，還可起到洪水錯(cuò)峰的作用，會(huì)從總量上減少排入市政管網(wǎng)和邊山支河的雨洪流量。

5 存在的問題

5.1 缺乏鼓勵(lì)、扶持雨洪利用的相關(guān)法律法規(guī)和配套政策，使雨洪利用的推廣缺乏力度，因而實(shí)施進(jìn)度緩慢。

5.2 城區(qū)雨洪利用缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和專門的定型產(chǎn)品及成套設(shè)備，使城區(qū)雨洪利用規(guī)劃、設(shè)計(jì)無據(jù)可依，實(shí)施難度加大。

5.3 公眾參與意識(shí)不強(qiáng)。城區(qū)雨洪利用須有市民的廣泛參與和支持，必須通過雨洪利用相關(guān)知識(shí)的教育，提高市民對(duì)雨洪利用的認(rèn)識(shí)，引導(dǎo)市民自覺參與這項(xiàng)工作。

參考文獻(xiàn)

[1]王軍平.淺議城市雨水利用[J].山西科技，2004.2.

[2]張曉鵬，王美榮.城市雨洪利用的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].北京水務(wù)，2006.3.

[3]陳衛(wèi).城市雨水資源利用途徑及其生態(tài)保護(hù)[J].中國給水排水，2000.6.

[4]趙延紅，牛爭鳴.實(shí)現(xiàn)城市雨水資源化的基本途徑[J].中國給水排水，2001.10.

[5]車武，李俊奇.城市雨水利用技術(shù)與管理[M].中國建筑工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：師妍（1985-），女，山西汾西縣人，助理工程師，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)，太原理工大學(xué)在讀工程碩士研究生，主要從事水土保持、節(jié)水、水資源等工作。