城市雨水收集模式与处理技术研究

摘 要：随着城市建设的不断发展，城区不透水面积逐年增加，雨水径流量增大，流出时间缩短。这不仅造成水资源的巨大浪费，加大了城市排水系统的负担，还对城市的生产、生活造成极大的影响，并带来巨大的经济损失。因此，相关部门应该本着建设环保型、节约型社会的原则，提高处理城市雨水的技术水平。

关键词：雨水；城市；收集模式；处理技术

1 城市雨水的收集处理现状

1.1 城市雨水的特点

城市雨水的处理涉及到很多相关因素的影响，因为城市拥有密集的建筑群、复杂的道路网，在对雨水进行收集和处理的时候不得不考虑到这些外部条件的制约和影响，才能够根据具体的实际情况选择最合适的收集模式和处理技术，从而达到提高水资源利用水平的效果。对于城市的雨水利用，目前应用较多的是新建建筑区的雨水收集利用。因为建筑区对水资源的需求量比较大，对小区雨水资源实行回收利用，可以实现雨水的就地利用，有效缓解城市管网的供水压力。而目前所讲的建筑区雨水收集，主要是对建筑屋面雨水的收集，因为屋面相较于路面来说回收雨水的成本更低、效率更高。因此，建筑区内建筑屋面的雨水利用一直以来都是城市雨水利用的关注重点。

1.2 城市雨水回用存在的问题

第一，由于我国城市系统的发展和建设起步较晚，在规划设计的合理性方面还有待提高。其中一个具体的体现就是，城市雨水资源的利用尚缺乏一个完整的理论体系和管理框架进行指导。尽管近年来我国一些大型城市已经开始对城市雨水进行科学的收集和处理，但由于缺乏有效的管理体系而收效甚微。还有很大一部分城市的雨水利用仅处在刚刚起步阶段甚至是空白阶段。而国外很多城市在城市雨水资源的利用方面已经取得了不错的研究成绩和丰富的实战经验。我国的城市雨水利用想要朝着国际化的水平靠拢，彻底实现产业化和规范化仍然有很长的路要走。第二，对城市雨水相关技术的资金投入不够。各个城市对雨水再回收利用的重视程度不同，就会导致进行不一样的资金投入。但是总体来说，我国在城市集雨系统上的资金投入远远达不到国际标准，实际的收集处理技术很难得到实质性的提高，直接影响了城市雨水收集工作的成效。

2 城市雨水收集模式和处理技术的研究

2.1 城市雨水收集模式分析

在选取不同城市的雨水收集模式的r候，必须充分考虑到相关的制约因素。其中，最为重要的一个因素就是回用雨水的雨量。如果一个地区在先进设备的帮助下，采集到的有效雨水量仍然达不到一定的标准，那么雨水收集处理运行系统就很可能会出现较大的亏损，造成资源的浪费，也就不必要对该地区的城市雨水进行回收利用了。而在有效集水量能达到一定标准的地区，则应该积极制定该地区的城市雨水回收计划。但对于一些已经建成的小区或建筑物，如果施工成本过高或可收集规模过小，则相对来说不具有经济适用性。而对于一些新建的建筑区，则应该加强雨水采集设施的建设，从设计的合理性上提高雨水的回收利用效率，以同时实现雨水回收系统的经济效益和社会效益。回用雨水的雨量很大程度上取决于自然条件，降雨的分布情况和数量多少都会对回用雨水的雨量产生直接的影响。但城市降雨量的多少是一个不可预测的数据，且很难对其进行控制。而城市中适合进行雨水收集的面积大小以及收集系统的有效性，也是影响回用雨量的关键因素。因此，如何加强雨水收集系统的设计科学性也就成为了至关重要的问题。一般情况下，良好的建筑屋顶集水系数，在扣除雨水渗漏、蒸发等损失的情况下，还应该达到0.8左右才是合理的。

在雨水的收集方面，城市雨水可采用雨水入渗、收集回用或两者相结合的方式。具体选用哪一种方式应根据当地缺水情况、降雨量季节变化情况、室外土壤的入渗能力以及经济合理性等因素综合确定。对于年降雨量小于400mm的城市，雨水利用宜采用雨水入渗系统。而对于年降雨量大于400mm的地区，雨水利用宜采用收集回用系统。因屋面雨水的污染程度较小，所以是雨水收集回用系统优先考虑的水源。回用雨水宜设弃流设施，以便将污染严重的初期径流雨水及时排除，以有效减轻后续水质净化处理设施的负荷。就雨水回用设施的规模来说，回用管网的最高日用水量，不宜小于集水面重现期1～2年的日雨水设计总量的40%，这相当于平均日耗水量不小于日雨水设计总量的30%。雨水回用系统应设置雨水储存设施，其有效容积不宜小于1～2年的日雨水设计总量（雨水总量应扣除设计初期雨水弃流量），这是确保日雨水设计总量无流失的最小容积。

2.2 城市雨水处理技术的探讨

常规的雨水处理是将雨水收集到蓄水池后集中进行物理、化学处理，以去除雨水中的污染物。在工艺流程的选择中，需充分考虑降雨的随机性、雨水水源的不稳定性以及雨水储存设施的闲置等因素。

微生态滤床技术是上世纪70年展起来的一种新型处理技术。和常规的生化处理比较，微生态滤床具有可生化性强，氮、磷去除能力高，投资及日常运行费用低等特点。微生态滤床由水生景观植物和生态基质层两大系统组成，利用两大系统共同营造的生态净化空间，综合物理、化学、生物等处理因素并放大功效，使水净化工艺达到最大化。该技术运作的核心是对有氧区域的尺寸和数量的管理。通过选择不同的基质和根系，处理过程中的有氧或无氧反应会得到合理利用，提高处理效率。

微生态滤床技术相对常规生化处理，具有如下优势：（1）蓄水池与清水池合建。避免了常规工艺中，蓄水池和清水池分隔，在贮水时间超过4天后，水池内产生藻类等水体变质的情况。（2）不投加任何化工药剂也不投加微生物，营造一个天然的生态系统，没有二次污染。（3）不需要更换填料，机电设备只有一台水泵，没有曝气等其他设备。（4）自动化控制，无需专人值守，日常维护成本低。（5）使用寿命高达30年以上。（6）整个微生态滤床系统不含泥土，而且表面干燥可行走，与周边景观融合度高，更加契合雨水回收绿色环保的主题。

3 结束语

随着城市雨水利用技术的不断推广，越来越多的人开始重视城市雨水收集利用技术。在城市初期雨水收集利用系统的建设过程中，应该根据工程项目环境，对系统方案进行合理选择，保证系统功能的有效发挥。

参考文献

[1]袁璐.城市绿地雨水收集利用的植物景观设计探析[D].中南林业科技大学，2014.

[2]周江.城市雨水资源的收集与利用研究[D].湖南农业大学，2008.