我国水资源形势严峻
改革开放以来我国经济得到了全面快速的发展,但工业化进程中“大生产、大消费、高废弃”的粗放生产及消费模式使我们的环境遭受了空前的重创:天然草原退化、生物多样性减少,水土流失严重,流经城市的河段普遍受到污染,水源、空气、土壤等污染日益恶化,对生态系统、食品安全、人类健康构成严重威胁。
来自“北极星节能环保”的数据,水资源短缺面临的挑战是严峻的,主要表现为:
1、我国的水资源基本状况是人多水少、水资源时空分布不均匀,南多北少,沿海多内地少,山地多平原少,水资源不相匹配,供需矛盾尖锐,近31%的国土年降雨量在250mm以下。
2、由于改革开放初期只注重发展速度、忽视环境影响的粗放型发展模式,使水资源遭受严重污染:流经城市河段普遍受到污染,三江(辽河、海河、淮河)和三湖(太湖、滇池和巢湖)均受到严重污染。城市地下水约有64%遭受严重污染,33%的城市地下水为轻度污染。
3、水资源的重复循环利用率偏低。工业生产用水效率低,导致成本偏高,产值效益不佳,单方水的GDP产出为世界平均水平的1/3。全国大多数城市工业用水浪费严重,平均重复利用率只有30-40%,无法与西方发达国家相比。
城市雨水资源化尚处于被忽视的状态
当前我国经过近四十年的高速发展,城市建设改变了原有地理地表条件,使得雨水滞留能力大大下降,地表径流量增加,导致雨水资源白白流失,城市内涝风险增大。很多城市每年6—8月份就开启了“看海模式”。
然而,雨水是继中水、海水之后的人类待开发和利用的“第三水源”。我国平均年降雨总量为6.2万亿吨,除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统之外,通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为2.8万亿吨(仅次于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚),是一个具开发价值的水资源。
我国大多数城市,主要以江河湖泊等地表水、地下水以及跨流域调水(我国主要的跨流域调水工程有:南水北调,引滦入津,引滦入唐、引黄济青、引黄入晋、东北的北水南调工程、引江济太、广东修建了东深引水工程、甘肃修建引大入秦工程等。)作为主要水源,对雨水的开发利用不够重视。我国大部分城市都存在不同程度的水资源短缺现状,北方的城市尤为严重,北方多年年平均降雨量为590mm,南方则为1340mm,且大部门城市降雨在季节上都存在分配不均的现象。
当然,北方城市的雨水资源总量比南方少,从雨水资源量计算,南方城市雨水资源具有更大的利用潜力。
可采用的城市雨水资源化利用技术
目前我国雨水资源化利用技术还处在初级发展水平,而欧美、澳大利亚等国家已经形成较成熟的技术和管理条例。在我国城市雨水利用决策时,除借鉴发达国家经验,各城市须根据当地自然条件,尽可能统一规划,组团开发,因地制宜地选择雨水利用方案。
(1)断接技术
断接技术主要通过断接不透水区域,减少不透水区域面积,强化雨水下渗来减少进入排水系统的城市地表径流。不透水区域不具有减缓径流速度和增加渗透的功能,因此即使是特别小的降雨也会产生径流并排往最近的排水系统。通过建立数学模型,模拟在改良土壤上的断接情况,可以既实现了雨水的资源化利用,又降低了城市排水系统的负担。
(2)生物滞留技术
生物滞留技术是利用浅洼地种植本土植物,通过植物、土壤等的过滤、吸附和过滤等作用,对降落在不透水表面,如屋面、路面等的雨水中的污染物进行截留和处理。常见的滞留池有湿式滞留池、干式滞留池和双重滞留池、生物滞留技术具有处理效果好、灵活多变、易于改造的特点,可应用于住宅区、商业区、工业区、停车场等,取代道路、小区等区域传统绿化带,更具有生态效益和环境效益。
(3)下凹式绿地
我国道路大部分是沥青、水泥等路面,渗透能力较差,且道路汇水面积小,因此大量雨水资源排入城市排水管网,加大了城市污水处理厂的处理负荷,遭遇暴雨时还易引发城市内涝,并且需投资巨大的人力灌溉道路周边绿化带。
下凹式绿地是指比周边地势低的区域,可汇集路面、建筑物等产生的雨水,是一种具有渗蓄雨水、削减洪峰流量、减轻地表径流污染等优点的生态型措施。可以依据不同的情况对土壤进行改性,可向土壤中掺入炉渣、陶粒等。下凹式绿地可在不增加投资的前提下,使大量雨水汇入道路绿地,增大雨水就地入渗率,不仅能够节约绿化用水,而且可在一定程度上还可预防城市洪涝灾害。
(4)透水性铺装
透水性铺张主要用于加大降雨原位入渗量,有效补充地下水。可将城市部分停车场、广场、便道、单位庭院的路面由原来的水泥、沥青等不透水性地面,改换成透水路面,上层采用透水铺砖,下层设渗沟、渗井等,内填砂石、砾料等填料,增加雨水入渗量,可减低暴雨径流的流速、流量,延长滞时,从而尽可能多的留住雨水。
城市雨水资源化利用可行的发展趋势
(1)大力推进雨水收集利用工程,将雨洪控制利用作为城市供水系统中重要的辅助性工程,补充工业用水和生活杂用水,缓解城市供水压力。
(2)积极实践“海绵城市”的理念,有效恢复城市地下水的“采补平衡”。
(3)积极开展雨水综合利用,利用城市中各种自然水体、绿地、广场、屋面等空间,有效调蓄、净化和利用城市径流雨水,科学构建系统的城区的水循环。

