浅析城市雨水资源的收集及处理_开题报告

一、研究背景和意义

随着全球经济的发展以及工业革命的兴起，机器取代手工，世界各地出现了形式各样的工厂，塑料水随之被人们发明，由于塑料成本低、便利等特点被人们广泛使用，但经济的发展却是以环境的恶化为代价。海洋是人类文明的起源，也是生命的起源，水是人类最宝贵的自然资源之一，地球虽然70%都是水，但是目前人类却面临着水污染、洪涝灾害以及部分地区出现干旱缺水的挑战。与水有关的问题日益突出，不仅影响到人们的正常生活，对人们的生产活动产生影响，以及对人们的身心健康的影响也不容小觑，因此，人们不得不重视水环境恶化所带来的一系列负面影响。我国幅员辽阔，河流众多和海洋面积广阔，但是我国的缺水问题也非常严重，2020年美国经济学家莱斯特布朗预测，我国缺水300亿立方米，由于我国南北跨度大，东西气候差异显著，导致我国水资源分布不均匀，在西北，华北等地出现了严重缺水的现象东南地区以及沿海地区水资源的供需矛盾突出。

二、国内外研究现状

（一）国内研究现状

1.我国古代的雨水回收

我国古代回收与利用雨水资源的历史十分悠久,最早可以追溯到青铜器时期。当时的人们在农业生产的过程中,通过深耕的方式来提高雨水的渗入量,以此来为农作物提供丰富的水分已达到增加产量的目的。在战国末期便衍生出了塘坝技术,这也是雨水利用的一大进步。在秦汉时期,我国一些地区开始大规模的兴建塘坝,通过对雨水拦截也意味着对于雨水的利用效率上升到了一个新的台阶。同时期汉水流域的丘陵地带还出现了串联形式的塘群,这进一步提高了人们对于雨水的控制效果。而水窖最早出现在明朝,当前甘肃会宁地区有一口清朝时期修建的水窖至今仍在使用。由此可见,雨水的回收与利用与我国灿烂的历史文明息息相关,也正是得益于对雨水的回收与利用,才为古代很多地区的文明建设提供了可靠的支持。

2.我国现代的雨水收集与利用

近年来随着经济社会的不断发展,国内雨水的回收与利用工作也得以不断进步。但是总体而言,在技术层面还比较落后,相关工作的开展也缺乏系统性。很多地区也开始了雨水回收利用的进一步尝试。以南方地区为例,很多地区通过对雨水的截留与利用有效减少了水稻的灌溉用水。除此之外舟山群岛的雨水集流工程,甘肃地区的"121"工程,宁夏地区的"窖窖工程"等,都是近年来对于雨水利用的新尝试。学者朱强认为,对于半干旱以及亚湿润地区的农业发展而言,雨水的回收与利用是必要的前提与途径。相关工程的建设也集中应用于农业的灌溉,半干旱干旱地区的人蓄饮水之上。而城市地区的雨水回收与利用则缺乏足够的关注,更多的注意力放在了相应地区的地表水以及地下水的开发中,对于城市地区的雨水利用还有所欠缺。

早在上个世纪九十年代，我国的一些学者便结合我国的实际情况，就雨水径流模型展开了相关的研究，以岑国平学者为例，其在1990年便提出了我国首个城市雨水径流计算模型，同时根据北京市百万庄小区的降水实际进行了模拟实验。徐向阳学者（1992年）根据雨水汇流区地面以及管道的实际情况，就汇流区的汇流情况纪念香港了概化与假设，同时提出了城市管道排水系统的汇流模型。周玉文学者（1997）则在前人对城市排水管道研究的基础上建立了可用于模拟、分析排水管道网的城市雨水径流模型。这些研究工作的开展都在一定程度上促进了城区雨水回收与利用工作的开展，对于我国的雨水回收事业均做出了不可磨灭的贡献。

上个世纪八十年代前后,我国真正意义上的城市雨水回收与利用工作才正式开始。进入九十年代以后,我国的一些大城市已经建设有雨水的回收利用系统。以北京市为例,其在2008年前后便将人均水面扩展到了3万m2,而就相关专家研究结果显示,北京地区可利用的雨水资源甚至可以达到7亿m3的水平。

当前我国的雨水利用工作也已经取得了一定的成绩,但是尽管如此,由于我国水资源空间与时间分布不均的客观条件限制,我国雨水资源的利用工作仍旧是任重而道远。

（二）国外研究现状

自十九世纪末，一些重要的城市水文理学计算方式便相继在欧美地区出现。例如爱尔兰工程师Mulvaney所提出的推理公式法以及随后出现的曼宁计算公式、等流时线法等基于实验与实践的数学理论模型，为城市地区的雨水利用以及城市水文学的发展奠定了坚实的理论基础。相比于国内,国外很多发达国家的雨水回收经验与技术都有很多可取之处。下面文章以日本与英国两个国家为例,就国外的雨水回收利用现状予以分析。

1.日本的雨水回收利用现状

众所周知，日本作为一个雨水相对充沛的国家,其在雨水资源的回收与利用方面也有着很多的突出成就。例如日本城市建筑顶部的“空中花园”便是利用雨水灌溉的大规模人为景观。相关项目的建设不仅有效的控制了城市地表径流量，缓解了城市内涝的风险，还直接增加了城市的绿化面积，有效控制了城市热岛效应。

自1963年开始,日本便开始兴建用于滞洪以及存储雨水的蓄洪池，这些设施大多建设于地下，通过对雨水的回收与利用，为城市清洁提供水源。而将相关设施建设与地下,这样实际上也是日本国土面积狭小现状下的有效选择。除此之外也有一些建设在地面之上的雨水回收利用装置,例如日本名古屋的若宫大通调节池,这些也是具有代表性的雨水回收利用装置。近年来随着日本相关领域的不断发展,各种雨水的入渗设施也在逐步的完善与普及。以合流制雨水管道系统的应用为例，日本相关技术协会通过实验模拟得出，在应用合流制雨水管道系统的基础上，可以极大程度上提高雨水的入渗水平。

2.英国的雨水资源回收与利用线桩

英国的蓄水地面系统,主要通过人工存储的方式将其用于城市水道,为人们提供日常生活的杂水。例如英国诺丁汉的Edwinstowe旅行社,其建筑附近便采用了蓄水地面。辅助以相关的技术,理想状态的蓄水量可以达到100L/m2,这部分存储的雨水则用于冲洗厕所等方面。

除此之外,较为典型的便是伦敦世纪圆顶的雨水收集系统,该建筑每天用于冲洗清洁的五百立方米的雨水中,有一百立方米来自于屋顶的回收雨水,这也使得该建筑成为了欧洲有史以来最大的建筑内的水循环设施。

三、课题研究存在的问题分析

我国城市雨水资源的收集与处理起步较晚，与发达国家雨水收集与处理工作的发展相比，我国城市雨水资源的收集与利用技术尚未成熟，雨水的收集系统性不强，而且面临着许多的挑战。不仅在资金方面得不到有效的支持，此外国家有关政策侧重于对环境污染的治理，而缺乏对雨水资源收集与处理的水污染治理的重视。另一方面，人们对城市雨水资源的收集与利用认识不够，对城市雨水收集所带来的经济价值以及效果认识不足，大部分的人认为，城市水资源不需要回收和理，他们认为，雨水能补充地下水，没必要浪费人力和物力。实际上，许多人忽视了城市大部分地面属于水泥地，雨水往往会进入到管道而没办法涵养地下水，此外，雨水还会给一些地区带来洪涝等灾害。最后，城市雨水收集与处理管理机制不健全，而且雨水收集的技术不成熟，使得我国城市局势周金宇利用发展缓慢。

研究方法

 一、比较分析法

    通过对城市之间雨水的收集方式和处理方式的比较，以及当代城市雨水的收集方式与处理方式与传统的雨水收集处理方式的比较，通过对不同的雨水收集、处理方式的系统性比较，掌握雨水收集与处理的历史以及发展未来发展趋势。

二、文献研究法

文献研究法不仅被运用于各个领域，而且在各门学科研究中也有广泛的使用，使用文献研究法可以让研究者对所要研究的目的或课题有更全面的了解，避免犯与前人相同的错误，提高研究效率和质量。根据本次^范文所研究的“浅析城市雨水资源的收集与处理”课题，通过查阅大量中外权威文献和资料，对城市以水的收集方式展开系统性的分析和对比。

^范文提纲

摘要

关键词

前言

城市化引发的雨水问题

城市水资源紧张和短缺

城市水资源污染严重

城市洪涝旱灾加剧

城市地下水位下降

二、城市雨水资源收集与利用研究的可行性

（一）城市雨水资源量分析

（二）城市雨水资源的水质分析

（三）城市雨水收集利用的技术可行性分析

（四）城市雨水收集利用的经济可行性分析

三、城市雨水资源的收集方式及利用途径

（一）现有城市雨水资源的收集方式

1.建造城市雨水贮留设施

2.屋面雨水集蓄利用系统

3.屋顶绿化雨水利用系统

4.园区雨水集蓄利用系统

（二）城市雨水利用的途径

1.作为生活杂用水、工业用水

2.用于绿地灌溉

3.补充河湖用水

4.雨水回灌

结语

参考文献

参考文献

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