城市雨水收集及资源化利用_开题报告

   （一）城市雨水利用的必要性及可行性分析

水是人类赖以生存的基本条件，而我国是一个干旱缺水严重的国家，人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。我国在世界贫水国家排名中位列12［１］。随着我国城镇化建设的快速发展，人口大量的聚集在大城市、特大城市中，造成城市对水的需求不断加大，更加突显了城市用水需求与供给间的矛盾。中国正面临着水资源日益紧缺和水环境不断恶化的困境。众所周知水资源和水环境是城市发展必不可少的部分，在全面建设小康社会的进程中，水资源是城市发展的基础。据相关统计分析，随着中国城市化水平从30%到50%，用水量也从630亿ｍ３增加到约为1220 亿ｍ３；预计城市化水平达到60%时，用水量为1540亿ｍ３左右［2］。此外，我国城市没有对污水进行合理的处理，大量污水直接排放，导致供水水源被污染，使得城市可用的水资源更加短缺［3］。由此可以看出，开发新的水源迫在眉睫。

雨水作为一种可持续利用的水源，与其他水资源相比，具有非耗竭性、可重复利用性、水量充沛以及水质相对稳定等特点，而且雨水具有收集方便、可持续、杂质较少、处理成本低廉的优势，只需要简单的处置就可以广泛应用于生产和生活中，具有较大利用潜力［4］。

笔者从宁波市水文站得知2015年宁波市的水情情况，具体内容有：2015年全市年降水量为2078毫米，比多年平均1517毫米偏多561毫米（37％），属丰水年份。全市各雨量站的年降水量在1500毫米～2900毫米之间，年降雨量最大的区域在以夏家岭和梨洲为中心的四明山区，为2800毫米左右；最小的区域在象山东部沿海区，为1700毫米左右。由上可知宁波水雨水资源丰富，对雨水进行资源化利用可行可靠。

（二）国外研究现状

城市雨水收集及资源化利用情况在国外已有几十年的历史。在国外一些国家对雨水进行收集利用付诸实践，取得了很大的成果，在这方面的成功经验值得我们学习借鉴。

伦敦世纪圆顶的雨水收集利用系统［5］每天从屋顶收集的雨水100m3。它是欧洲最大的建筑物内的水循环设施。从圆顶盖上收集来的雨水在芦苇床中处理，这是污水三级处理中常用的一种自然处理方法。收集的雨水先预过滤再抽送至第一级芦苇床。其处理过程包括两个芦苇床和一个塘。雨水在芦苇床中通过多种过程进行净化：在芦苇根区的天然细菌降解雨水中的有机物；芦苇本身吸收雨水中的营养物质；床中的砾石、砂粒和芦苇的根系起过滤系统的作用［6］。

尼日利亚的雨水收集［7］。在尼日利亚的缺水地区，雨水是唯一的水源，房屋屋顶由不同的材料构成，可以利用屋顶收集雨水作为饮用水水源。对收集的雨水进行水质分析，测试得出结论有水质的化学需氧量较低，溶解氧接近饱和浓度，几乎没有有机污染物，水质较优，可用于饮用水源。

日本大部分地区处于亚洲季风带，雨水丰富，平均年降水量多。在东京都墨田区，随处都设有雨水收集桶或置于地下的雨水储存罐。收集的雨水主要用于冲洗厕所、园林浇灌、建立家庭菜园等，在夏季，雨水可作为制冷设备用水，在冬季，可以通过喷洒雨水来融化屋顶积雪。日本政府把雨水渗滤沟、渗水路面、下凹式绿地等雨水回用设施作为城市规划的重要组成部分［8］，并鼓励建设回收利用雨水的设施，1000多座大型建筑都建立微型水库。日本在雨水资源利用方面的具体措施主要包括以下几方面：①降低雨水贮留场所，如公园、绿地的地面高程；②在路面铺设透水砖，修建渗水井，加速雨水渗流；③在建筑地下室修建水库用来调蓄雨水；④在城市上游则修建分洪水路，在河道狭窄处修筑旁通水道，在低洼处建设大型泵站排水等；⑤发展多功能调蓄设施，兼具设计标准高、实施规模大、景观效益好的特点；⑥为调动居民的主动性，对积极采取措施回用雨水的家庭提供经济补贴［9］ 。

新加坡人均水资源量仅2llm3，世界排名倒数第二，水资源的紧张状况远比我国为甚。目前新加坡的近60％用水依靠邻国马来西亚供给，其余40 ％则主要通过国内集水区收集雨水资源解决。新加坡几乎每幢高楼的楼顶都有专门用于收集雨水的蓄水池，这些蓄水池专用管道集中至分布在全国的18个水库，供城市利用。［10］

总的看来，国外城市雨水收集利用的主要经验是：建立了完善的屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统；制定了一系列有关雨水利用的法律法规；收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。

（三）国内研究现状

    我国城市雨水利用具有悠久的历史，早在秦汉时期就有修建池塘拦蓄雨水用于生活的记录。虽科学利用雨水起步较晚，但经过多年的研究与实践探索，也取得了一定的成绩，形成了多种雨水收集回用的模式：①企业模式：雨水收集管道汇集屋顶的雨水，然后存储在蓄水池里，作为洗车、路面和厕所冲刷用水；②园林系统模式：在公园绿地区域，利用人工湖收集雨水，给人们提供休闲场所、净化空气，同时收集的雨水用来灌溉树木和绿地；③居民小区模式：在小区屋顶种植植被，能起到雨水收集和绿化环境的双重作用，收集的雨水用来灌溉庭院和冲洗厕所，部分北方城市利用雨水来补充地下水，将收集的雨水经简单处理后回灌地下，以涵养地下水源，保证了城市的地质安全，防止地质下沉［11］。

上海世博园核心区域采用了雨水回收利用系统，通过屋顶绿化、浅层地下雨水蓄渗、低势绿地、渗透沥青路面与广场等措施，通过加强蓄集和下渗达到对雨水利用［12］。北京奥林匹克公园中心区的雨水收集利用系统是下沉花园，底部为混凝土结构底板，完全不透水，收集的雨水首先经过透水面层、透水基层、填土层和水平疏水层，然后到达蓄洪涵，最后汇至储水池内，净化雨水用来灌溉公园内植物。

    （四）城市雨水利用存在的问题

目前，我国雨水利用的重心在西北内陆缺水地区，而城市雨水利用刚刚起步，总的来说技术还较落后，缺乏系统性，更缺少法律法规保障体系。例如：上海浦东国际机场航站楼。虽然已建有完善的雨水收集系统用来收集屋面雨水［13］，但是没有处理和回用系统。在暴雨季节收集雨量为500m3/h，但并未被有效地处理和加以利用。还存在的问题主要有(1)缺乏城市雨水利用管理和规划。现阶段雨水规划设计体系仍是以直接排放或疏导为主［14］，还未把城市雨水利用管理考虑进去，应把雨水利用作为解决城市水资源短缺问题 的有效途径而纳入到水资源管理体系中。(2)对雨水回用的意识较薄弱。没有意识到雨水资源在城市发展中的重要作用，没有确立城市雨水是资源的概念，使得城市雨水白自流失。(3)缺乏制定相应的城市雨水利用标准和规范。雨水利用系统的组成、集流面的面积、储水池的防渗材料选用。雨水水质的净化等都尚未形成公认的标准和规范。  

总的来看，技术落后过时，雨水的收集、利用等方面技术不完备标准不明确；缺乏系统性规划，更缺少法律、法规保障体系；重视程度不够。

   （五）城市雨水利用发展趋势

    (1)建立完善城市雨水收集与利用的政策、法律法规［15］。学习借鉴发达国家在雨水利用相关的法规，根据我国城市雨水利用的实际情况，因地制宜，制定法规，促进城市雨水利用。加快制定标准和规范。(2)研究城市雨水的综合利用。一是大力发展雨水收集，将雨水作为部分工业用水和农业用水的水源，对于水资源短缺的城市，通过净化处理可作为饮用水源。二是利用雨水对地下水进行回灌。逐步恢复雨水对地下水的补给，以调节城市地下水的采补平衡。同时，暴雨时也减轻城市的排水压力。三是发展雨水综合利用，其中小区是城市的重要组成部分，小区雨水利用对于推进城市雨水利用有着重要的意义。可以建设绿色街道，屋顶花园，打造海绵城市［16］。（3）是加强城市雨水利用的知识宣传力度，使人们增强保护水资源的意识，引导正确合理利用城市雨水。

^范文提纲

摘要

关键词

绪论 

城市雨水利用概述

1.1城市化的概念

1.2. 城市雨水问题

1.3. 城市雨水利用的必要性

1.4. 城市雨水利用的可行性分析

2.城市雨水资源化利用的经济生态环境效应

2.1.水循环调节城市生态平衡

2.2.提供城市水源

2.3缓解城市地面沉降、减轻排涝压力

2.4.城市雨水利用的经济效益

3. 国内外城市雨水利用的现状及发展趋势

3.1. 国外城市雨水的收集利用现状

3.2. 国内城市雨水的收集利用现状

4.城市雨水收集资源化利用的方式

4.1.城市雨水的收集方式

4.1.1.雨水花园绿色街道建设

4.1.2.屋顶绿化雨水利用系统

4.1.3城市蓄水池设施建设

4.2城市雨水贮存方式

4.3城市雨水水质控制技术

城市雨水综合利用体系

总结

参考文献

致谢

三、参考文献

[1]焦宏涛.城市雨水回收利用现状及发展[J].中国建材 科技,2015(2) :24-25.

[2]魏立强.城市化带来的环境问题[J].长春大学学报,2003,13(6) :30-32.

[3]吕玲,吴普特,赵西宁等 城市雨水利用研究进展与发展趋势[J].中国水土保持科学,2009 (1) :118-123.

[4]Seyed M,Seyed S,Amin R.Optimization of operating conditions in ultrafiltration process for produced water treatment via the full factorial design methodology [J].Separation and purification Technology,2014,132(20): 50-61.

[5]Zoe Matheson,Sarah Ford and Sian HiII. Waste minimization and water recycIing - a case study at the MiIIennium Dome. IWA yearbook,2000,30-32.

[6]李亮.德国建筑中雨水收集利用[J].世界建筑,2012,56-58.

[7]Beatrice Nnene uba and 0nakufe Aghogho. Rainwater guaIity from different roof catchments in the port Harcourt district river State,Nigeria. JournaI of water suppIy:Research and TechnoIogy . Agua,2000,49(5): 281-287. 

[8]李俊奇,刘洋,车伍,等.城市雨水减排管制与经济激励政策的思考[J].中国给水排水,2010(20): 28-33.

[9]佚名.收集雨水变资源 日本经验可学习[J].西南给排水,2015(3): 80.

[10]郝红梅,刘志强,刘畅.城市雨水资源利用研究[J].安徽农业科学,2007,35(1): 163-164. 

[11]张辰,邹伟国.世博园区雨水收集利用技术[J].建设科技,2010,11: 34-36.

[12]蔡新华.世博会综合利用雨水资源[N].中国环境报,2010-08-03007.

[13]徐杨,翟迅.浦东国际机场航站楼屋面雨水排水系统设计比较.给水排水,2000,26(4): 43-47.

[14]倪华明,刘晨,朱刚,等.城市雨水回收利用现状及发 展---上海案例[J].净水技术,2012(32): 1-5.

[15]吴普特,黄占斌,高建恩,等.人工汇集雨水利用技术研究[M],2015(32): 155-183.

[16]吕鹏.城市雨水收集与利用的意义及措施[J].城市建设理论研究,2015,15: 27-29.