天津市雨水资源化利用对策探讨

张永昊，谢　坤，夏　珺，李保安

天津市雨水资源化利用对策探讨

张永昊1，谢坤2，夏珺2，李保安3

（1.天津市节约用水事务管理中心，天津300074；2.天津江河弘元环境技术研究有限公司，天津300220；3.天津大学化工学院，天津300062）

摘 要：国家财政部、住建部、水利部于2014年联合发文，提出2015—2017年实施海绵城市示范工程建设。雨水合理有效的利用是海绵城市建设的最重要的措施。简要介绍了城市雨水利用的基本技术和模式，分析了天津城区雨水利用的成效。针对当前雨水利用存在的三大问题，提出了天津市雨水利用的五点建议。

关键词：海绵城市；雨水利用；资源化；环境改善；天津

天津市地处华北平原最东部、海河流域最下游，是资源性严重缺水的城市。据资料记载，天津近30年多年平均年降水量为544 mm，人均水资源量只有160 m3，仅为全国人均占有量的7%，是全国人均水资源占有量最少的城市。从降雨特点看，天津降雨时空分布极不均匀，多集中在每年的6—9月，约占全年降雨量的80%左右，而且北部多于南部、山区多于平原。随着天津经济社会的快速发展，尤其滨海新区已成为国家经济快速发展的新增长极，对水资源的需求将会不断增长，水的供需矛盾越发突出。从水资源可持续利用的角度出发，实现多水源的优化配置及利用，将是解决天津水资源危机的唯一出路。

1　加强城市雨水利用已成为城市发展的重大课题

随着城市经济的快速发展对水资源的需求会大幅度增加，水资源危机已经成为天津经济社会发展的最严重制约条件。从城市建设情况看，天津由于市政建设对雨水利用考虑不多，使得不透水面积不断增加，雨水被白白排入雨水管网，造成可用水资源的浪费。有关资料显示，按两年一遇降雨量495 mm分析，天津目前中心城区面积281 km2（外环线改造后城区面积将会达到380 km2）每年雨水量接近2.0亿m3，而这2.0亿m3的雨水资源大部分从城市雨污水管网中白白流走，这不仅是水资源的巨大浪费，也必然会增加城市排水设施的负担。因此，按照海绵城市建设要求，充分吸纳、储存、处理、利用雨水，不仅能增加宝贵的淡水资源、减少内涝、改善水循环系统和城市生态环境，还能提高城市防洪能力。

2　城市雨水利用技术已比较成熟

国内外雨水利用的各种技术已经相当成熟，关键是加大应用、推广力度。从国内外雨水利用成功的经验可以看出，今后城市雨水利用技术发展的一个突出特点就是把国内外成熟的技术整合与推广。当前，要充分利用好国家提出的海绵城市示范工程建设所提供的资金、政策支持。

2.1城市雨水利用的基本技术

一般情况下，城市基本的下垫面组成大同小异，主要有各种建筑物屋顶、广场庭院地面、裸地或绿地、城市各种道路等，以上下垫面加上河湖水系就是可以储水的海绵体。因此，雨水利用要因地制宜，根据不同的海绵体类型选取不同的雨水控制与利用技术。

（1）屋顶雨水利用技术。根据屋顶降雨径流的实际情况，将屋顶的降雨通过雨水管道收集，经过滤处理后流入景观水面或蓄水池蓄存。有条件的可建造屋顶花园，直接收集利用雨水。

（2）铺装透水地面雨水利用技术。铺装透水地面包括区域内的广场、庭院、停车场、人行道、自行车道等，均可采取透水（滤水）地面收集系统。对铺装地面采用透水材料铺装，包括透水性面层和透水性垫层。

（3）绿地雨水利用技术。根据土壤渗透性能，有条件的可采用下凹式绿地，可使硬化地面雨水自流入绿地。这样一来，不仅绿地本身无径流外排，还可消纳相同面积不透水铺装地面的雨水径流。

（4）市政交通道路雨水利用技术。将人行道铺装成可透水路面，并坡向两侧的下凹式绿地，机动车主干道可以采用环保型雨水口将初期水质较差的雨水和较大的污染物拦截处理。

（5）下凹式隔离带雨水利用技术。下凹式隔离带可以收集双侧各半幅路面雨水，不仅直接灌溉植物，还可入渗补充地下水，有条件的还可建造地下蓄水池。

（6）管道调蓄。在城市用地紧张、无法建造蓄水池及周边无河道蓄纳雨水的情况下，可在城区排水不畅的低洼地段通过建造大口径的雨水管道，来增加暴雨时的调蓄能力。

（7）河湖水面调蓄。城区河湖水面在雨季通过科学调度可以起到调峰蓄水的作用，不仅可以减轻排涝压力、增加水资源，还可改善水生态环境。

2.2城区雨水利用成效分析

从天津城市雨水利用情况看，雨水利用只是近几年有了一些成功的示范工程，但规模都不大。这些比较成功的示范工程，还是有一定的推广意义。雨水利用系统，如图1所示。

图1　雨水利用系统

（1）天津文化中心于2012年建成使用雨水利用系统，其中生态节能设计理念十分先进、实用。文化中心占地面积90万m2，其中天然景观湖水面面积10 万m2，平均水深1.5 m，每年可蓄纳、利用雨水10万m3；屋顶、路面、地表、地下、景观湖、生物过滤等雨水收集、处理系统立体交叉、功能完善，湖中心的彩色音乐喷泉既是景观，又能曝气增氧、净化水质。所有这些使得文化中心水生态系统成为休闲娱乐、景观游玩的场所，还是节能减排、绿色生态的示范工程。雨水收集蓄存后既满足了景观湖生态用水，还补充了文化中心30万m2绿地的灌溉用水，不足部分由深度处理的再生水灌溉（绿化灌溉每年需水36万m3）。雨水收集利用每年可以节约自来水费约80万元，雨水利用系统建设虽然投入经费8 000万元，但由此节约了雨水排放管网改造所需直接经费2亿元。其生态环境效益、社会效益、经济效益都十分显著，目前文化中心已成为天津市对外宣传的重要窗口。

（2）位于卫国道立交桥旁的桥园公园，用于雨洪调蓄、雨水收集利用，预计年雨水综合利用量可达5.2 万m3，既解决了下沉式立交桥降雨淹泡的威胁，又改善了周边公园的生态环境，节约了大量的淡水资源。

（3）天津商业大学利用2个人工湖收集、储存雨水，替代自来水用于绿化灌溉，年雨水综合利用量可达35万m3，而且彻底告别了由于地势低洼饱受大雨淹泡之苦，年节约淡水资源费达280万元。

（4）天津市政排水三所利用仓联庄地道将收集的雨水储存到蓄水池，经过滤、净化后，用于树木、绿地灌溉、路面喷洒、建筑施工、车辆冲洗等。雨季每日收水量达300m3，一年预计可收集利用雨水8万m3。

（5）天津机车车辆厂雨水和地表水利用工程，将收集的雨水经过沉淀处理后过滤，输送至水塔，代替自来水供给车间用于生产冷却循环水、厂区绿化喷灌、厂区公厕冲洗和厂前水池的水源补给。每年可节省自来水7万m3，节省水费40余万元。

（6）梅江国际会展中心在屋面设置了虹吸雨水收集系统，利用输水管将雨水汇集到会展中心旁的梅江湖。这些雨水经过处理用于会展中心生态景观用水和灌溉绿地及树木，每年收集雨水达3 000多m3，屋面雨水回收率达100%。

3　结论与展望

3.1存在问题

（1）缺乏政府层面的统一领导，雨水利用管理水平低。这不仅是天津城市雨水利用的最根本问题，也是国内各个城市共同的问题。过去，在雨水利用上，各行业、各系统、各部门都是单兵作战，缺乏政府层面的统一领导、统一指挥。目前，国家已经提出“海绵城市建设”的具体要求，其中重要一条就是要成立政府层面的领导小组。因此，天津市应该乘势而上，统一思想、统一规划、统一行动、统一目标，使雨水利用做到务实、高效。

（2）雨水利用技术标准缺乏规范。随着城市建设发展，地面不断硬化，暴雨时常出现雨水淹泡城市或不经处理直接流入河道等情况。天津市大部分绿地（包括高速和快速路隔离带、公路边的花坛或绿化带等）一般都高于路面。研究表明，随着植物覆盖面积的增加，不同时段的雨水累计入渗量呈指数增加，从而可知绿地有很好的入渗性。如果绿地高于地面，这种设计不仅不能接纳路面雨水、减少了雨水入渗量，而且会使降落在绿地上的雨水外流。当遭遇干旱时，仍然需要消耗大量的自来水对绿地进行灌溉。这些都需要出台相应的技术规程来指导绿地设计和施工。

（3）先进、实用的雨水利用技术缺乏研发、普及。目前实际应用的雨水利用技术系统仅有少部分科技人员掌握，需要相关部门组织整合雨水利用技术并归纳、总结，形成能够指导规划、设计、施工的技术指南和标准图集；同时，应加大技术培训力度，使更多的业务部门及科技人员了解、掌握雨水利用技术。

3.2主要建议

雨水资源化利用是海绵城市建设的重要内容和技术支撑，是利用水资源管理的新理念、新技术以解决水资源短缺问题的有效途径之一。为此，提出以下建议:

（1）城市规划中应注重雨水利用。海绵城市建设必须由规划和城建部门牵头、相关部门参加，制定雨水利用总体规划，规划应要求新、改、建项目都必须注重雨水利用。天津的降雨季节分布十分不均匀，在规划中应考虑雨水与再生水互为补充，实现多水源优化配置。

（2）不断完善雨水利用政策法规、技术规范。研究制定雨水利用政策和法规以及技术规范，是确保雨水利用良性循环的重要基础。雨水利用既要有强制性，又要有自觉的积极性，这就需要出台配套的激励机制。同时，要研究将雨水利用纳入城市建设项目立项审批、备案的前置必要条件，以此提高社会各行各业实施雨水利用的积极性。

（3）加大宣传力度，营造全民参与氛围。目前，天津的雨水利用刚刚起步，对雨水利用的宣传、培育、推广示范力度还不够，许多部门对雨水资源化利用的重要意义缺乏足够的认识。政府应加大宣传力度，营造全民行动、全民参与的氛围，促进雨水利用持续向前发展。

（4）利用新建项目，加大雨水利用示范效应。建议目前天津市正在建设的一批大中型建设项目有条件的都应考虑或补充、完善规划设计，充分地把雨水利用方案增加进来。

（5）以规划为先导，坚持系统建设、整体推进。此次国家对海绵城市建设提出的由规划、水务、城建、市政、园林、交通、环保、财政等多部门共同参与、编制城市规划，对构建科学的城市防洪排涝与雨水利用体系带来了难得的机遇。规划应统筹兼顾，突出系统性，以中心城市为重点，兼顾滨海新区和城镇。要依据地质、土地利用、水文等条件因地制宜设计，并推荐适宜的雨水利用模式和技术。有了牵头部门和协作机制，无论是海绵城市建设还是雨水利用，都将迎来一个非常有利的发展机遇，通过各部门的共同努力，一定会使雨水利用科学地融进水资源优化配置方案中。

中图分类号：TV213.9

文献标识码：A

文章编号：1004-7328（2016）02-0017-03

DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.02.008

收稿日期：2015—12—06

作者简介：张永昊（1982—），男，工程师，主要从事节约用水管理工作。