上海市节水与雨水利用措施综述

摘 要：本文分析了上海市的水资源利用现状，提出了城市水资源的开流节源主要在于雨水利用和节水。在雨水市政利用方面要注重规划，在其他建筑利用雨水时要注重设计。节水方面介绍了世界先进国家的相关措施和政策，并提出了节水的相关建议。

关键词：雨水利用；规划设计；节水政策管理体系

中图分类号：P49 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0020（C)-0237-02

一、引言

随着城市经济的发展，水资源供给紧张的问题正逐渐地浮出水面，目前中国水危机凸现三大特点，一是水资源短缺，我国人均水资源只有世界平均水平的1/4；二是水资源浪费普遍，万元GDP耗水量、农业灌溉以及居民生活用水都比发达国家平均值高得多；三是水污染严重，我国80%以上大江大河都遭受程度不同的污染。

2009年上海市取（用）水总量为125.20亿立方米，万元GDP用水量84立方米，城镇污水总量为23.01亿立方米。同时，2009年上海市14个水利控制片中，1个水利片水质属Ⅲ类，3个水利片水质属Ⅳ类，3个水利片水质属Ⅴ类，7个水利片水质属劣Ⅴ类，仍属处于水质性缺水城市[1]。

为了应对这一问题，在水资源利用上开源节流是最佳途径。我国《节约型城市目标导则》[2]中指出：节约用水指通过行政、技术、经济等管理手段加强用水管理，调整用水结构改进用水工艺，实行计划用水，杜绝用水浪费，运用先进的科学技术建立科学的用水体系有效地使用水资源，保护水资源，适应城市经济和城市建设持续发展的需要。

二、雨水利用

城市雨水利用有狭义和广义之分。狭义的城市雨水利用将雨水作为未经处理的给水水源，主要指对城市功能区汇水面产生的径流进行收集、储存和净化后利用。广义的城市雨水利用把雨水利用作为水循环的一个过程环节来考虑，在城市范围内，有目的地采用各种措施对雨水资源的保护和利用，主要包括收集、储存和净化后的直接利用；利用各种人工或自然水体、池塘、湿地或低洼地对雨水径流实施调蓄、净化和利用，改善城市水环境和生态环境；通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下，补充地下水资源。

目前，北京和深圳等大城市已开展了城市雨水利用及其相关规划的研究、推广及应用，如北京的《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》及2006年2月，深圳市的《深圳雨洪利用规划研究》等。

（一）市政雨水利用中的问题及研究热点

雨水在市政利用中的最主要问题在于规划。雨水利用设施如果不与城市规划相结合而在后期进行建设，将对设施的建设和最终的利用效果造成较大影响。城市总体规划的重要内容之一就是功能分区[3]各功能分区的土地利用状况、基础设施、建筑、人口分布、地质地貌、环境等有很大不同，对景观功能的要求、防洪排涝及水资源的需求等也会有很大差别。这就要求雨水利用规划应针对不同功能区的具体条件和不同雨水利用技术的适用条件确定适宜的方案。然而，目前我国一些城市的雨水利用规划或规划研究过于粗放，部分规划中虽然包含了分区的思想，但存在分区不全或不细的问题，致使规划的针对性和指导作用不强，雨水利用适用技术的因地制宜尚体现不够。

当然，即使有了合适的规划，没有必要的技术支持和数据积累，雨水的利用也无从谈起。雨水利用的技术层面的问题主要体现在收集、储存和净化这三个方面。近期我国多个城市已经出现暴雨过后严重积水的情况，说明我国大城市建设有重地上轻地下的情况。为了应对短时间的强降雨，美国、日本及欧洲发达国家均建立了完善成熟的地下排水网络，而我国在短期内无法对大城市的排水系统做出彻底性的改进，因此，利用现有的排水管网并对其做出一定的修正和改进后使其拥有能够收集雨水的能力是现在的研究和市政工程设计中的重点。

另一方面，由于城市化建设改变了城市下垫面结构与功能，从而影响到了城市的降雨特征和雨水水质。大量的降水冲刷路面使大量的泥沙和污染物混在雨水中，导致雨水的处理不同于常规的生活污水与工业废水，如何针对雨水的水量及水质不稳定的特点设计适合于不同地区降水的处理工艺也是研究热点。

（二）建筑雨水利用中的问题和研究热点

建筑的雨水利用主要问题在于设计。直接落在建筑屋顶的雨水由于未冲刷过路面，水质相对较好，处理难度及成本也较低。但单栋建筑所能接受到的雨水量较小且不稳定，不能作为长期稳定的水源，因此可在新建住宅小区建筑中将每幢楼的雨水资源在处理后进行二次收集并用作小区内景观用水或杂用水，也可不经二次收集直接用作本住宅建筑中的冲厕用水。而现有的大型城市中的一些老式住宅区由于在建设初期未考虑到雨水利用，导致屋面不适于雨水收集或未配套雨水处理系统等问题，因此如何对这些小区进行雨水利用改造也将成为今后一段时间内的热点问题。

三、城市节水

提高用水效率是节水中的重中之重，城市水资源的生命周期大致可分为输送、使用和排放三阶段。提高用水效率主要就是针对这三个阶段，在输送阶段减少管网中的渗漏和二次污染；在使用阶段通过改进生产工艺和使用节水器具；在排放阶段提高出水水质并结合中水回用技术实现减少排放甚至零排放。

（一）减少管网渗漏率

合理布置市政管网，严禁自来水管网与再生水管网勾连，并保证其净距。管材应优先选择耐腐蚀性能好、强度高、韧性好，管道摩阻系数小和具有一定借转角的柔性接口的优质管材。管网的施工应严格按照规范并确保工程质量。运行时在满足远端管网用户需求的前提下调整供水压力，减少水压过高产生的浪费，根据实际情况可采用二次供水形式。在维护保养过程中利用GIS、GPS等手段建立完善的管网信息管理系统，对管网定期进行测压测流，分析运行工况的经济性和管网长期运行的合理性．进行必要的管网改造并调整运行工况；对管网的附属设施进行定期维护，如阀门传动机构的保养，阀门、消火栓、放气阀等设施定期油漆、检查等。

（二）节水的政策管理体系

新加坡在节水方面取得了举世瞩目的成果，可以说其归功于一套完整的水资源管理体系。其管理体系包括[4]：颁布节水法律法规及标准；建立供水申请许可制度；强制安装节水设备；阶梯型水费制度；实施水效标签计划；用水审计和开展节水宣传教育。上海市已经在阶梯型电价管理的研究和实施方面做出了尝试，阶梯型水价与其在本质上相同，都是在确保居民生活正常使用需求的前提下增加超出部分的价格，用经济杠杆使居民缩减用量、减少浪费。制定这一政策的前提是了解居民的真实用水需求，考虑并兼顾不同生活水平的居民的用水需求差别[5]。在节水器具的使用方面，新加坡采用了比较强硬的态度，制定了诸如所有办公大楼及住宅大厦均强制安装水龙头节水装置或自闭式水龙头；除公共厕所外，所有马桶均须换成超低冲水量（3.5―4.5升/每次）的节水型马桶；所有浴缸最大有效容积不超过250升；所有冷却系统用水必须循环使用；所有工业或商用锅炉必须安装用水前处理设备等节水规定，一方面使其执行在法律上得到保障，另一方面也促进了节水产品制造和销售业的发展，为节水的可持续性提供了硬件上的保障。

另一方面，公众参与对于节水的效果来说至关重要。如新加坡的坡水务管理机构，新加坡公用事业局（PUB）通过宣传教育，提高了公众对节水的认识，改变其低效率的用水习惯。PUB还制定了宣传与教育计划，举办了许多活动来向公众宣传节约用水。例如“10公升挑战”、针对建筑节水的“10%挑战”、“省水之家”、“省水建筑”等众多吸引公众参与的节水竞赛活动。为节水植根于公众的生活中，为最终达到目的提供了软件上的氛围。这些都值得我们学习效仿。

（三）建筑节水

建筑中的水资源浪费问题主要包括管道漏水、“随形”水和无效冷水。

管道漏水通常情况下与管材、附件质量有关，也与施工质量有关。给水系统中管道、配件及其连接处会出现渗漏水现象，主要是由于管道使用年限长，受酸、碱的腐蚀和其他机械损伤所致。阀门经过一段时间使用也会由于磨损而产生渗漏现象。因此，和市政工程中控制管网渗漏率类似，提高管材、附件质量和施工质量，是建筑节水的基本途径之一。

“随形”水主要是指由于建筑给水系统压力过高导致卫生器具给水配件在单位时间内的出水量超过额定流量的现象，它不但会破坏给水系统中水量的正常分配，也将产生无效用水量，即浪费的水量。在高层、超高层建筑中，为使系统安全可靠及经济合理，竖向井区供水、安装减压阀、减压孔板等措施可间接地起到节水作用。采用孔板或用压力调节阀调压，可使耗水量降低15%―20%，安装节流塞、节水阀芯等均能起到节水作用。

各种热水供应系统，在开启热水配水装置后，往往要放掉不少冷水后才能正常使用，这部分流失的冷水未产生任何效益，称为无效冷水。应从建筑热水系统的各个环节抓起，减少无效冷水的排放。在热水系统中选用支管或立管循环方式；对现有无循环定时热水供应系统进行改造；以及通过采用采用带恒温装置的冷热水混台龙头等措施来减少调温造成的水量浪费都能有效避免无效冷水产生量的增加。

四、结论与建议

雨水利用方面，应做到重视规划和设计，将各种与雨水利用相关设备和设施做出系统的有条理的规划和设计，避免建成后才开始增加设备设施，降低各种措施所带来的收效。

节水方面，新加坡的政策管理体系值得学习。上海可以借鉴现行的分阶段电价，采用分阶段水价。同时借鉴节能环保标志的成功做法，设立节水标志，制定相关行业标准，加大节水器具使用范围的推广。提高公众的节水意识和知识，并增加公众参与度。

作者单位：上海同济科蓝环保设备工程有限公司

作者简介：杨隽晔（1982― ），男，上海人，上海同济大学环境工程本科毕业生，主要从事环境污染、污水治理研究及设计，市政工程污水设计及研究；段瑞钟（1983― ），男，河海大学给水排水工程本科毕业，主要从事污水治理的管理及研究，市政工程污水管理及研究。

参考文献：

[1]2009年度上海市水资源公报.

[2]唐鹣.国外城市节水技术与管理[M].北京.中国建筑工业出版社.1997.

[3]王明浩.对城市规划若干问题的思考[J].城市,2002,(1):9―12.

[4]倪易洲.新加坡、澳大利亚节水管理体系研究[J].《经济发展方式转变与自主创新――第十二届中国科学技术协会年会（第一卷）》.2010:4.

[5]朱颂梅,唐德善.南京城市水价变化趋势及阶梯水价可行性分析[J].价格月刊,2007,(3):15―17.