城市雨洪资源生态学管理研究与应用

国内外城市雨水集蓄利用开展较晚。随着城市化进程步伐的加快、城市发展规模的不断扩大带来了一系列资源、环境问题，这时城市雨水集蓄利用才越来越多地受到人们的重视。雨水资源化是指通过规划和设计，采取相应的工程措施，将雨水转为可利用水资源的过程。城市雨水具有收集、控制和处理困难而且复杂的特点，因此城市雨水资源化是一项复杂的系统工程。

近20年来，美国、加拿大、意大利、德国、法国、墨西哥、印度、土耳其、以色列、日本、泰国、苏丹、也门、澳大利亚等世界上40多个国家和地区在不同城市开展了不同规模的雨水利用研究，并召开多届国际会议。其中德国、美国和日本经济发达，城市化的进程发展较早，因此雨水利用的起步较早，也较完善。

德国是欧洲开展雨洪利用工程最好的国家之一。目前德国的雨洪利用技术已经进入标准化、产业化阶段，并逐步向集成化发展，市场上已大量存在收集、过滤、储存、渗透雨水的产品。德国的城市雨水利用方式有三种，分别是屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统和生态小区的雨水利用系统。柏林广场就是雨水利用生态系统的一个成功范例，该工程通过绿色屋顶收集雨水，贮存到雨水调蓄池，用于冲洗厕所和浇灌绿地；通过水体基层、水生植物和微生物等来净化雨水；并综合考虑鸟类等动植物依水栖息，达到自然的和谐统一。德国还制订了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。

美国的雨洪利用是以提高天然入渗能力为其宗旨。作为土地利用规划的一部分，在新开发区实施的极为成功。美国加州富雷斯诺市的“Leaky Areas”，地下水回灌系统，10年间（1971—1980年）的地下水回灌总量为1.338亿m3，其年回灌量占该市年用水量1/5。在芝加哥市兴建了著名的地下隧道蓄水系统，以解决城市防洪和雨水利用问题。此外，还在众多的州研究屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水路面组成的地表回灌系统。美国不仅重视工程措施，并制定相应的立法对雨洪利用给予支持。针对城市化引起河道下游洪水泛滥的问题，美国的科罗拉多州 （1974 年）、佛罗里达州 （1974 年）和宾夕法尼亚州（1978年）分别制定了雨洪管理条例。这些条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量必须保持在开发前的水平。所有新开发区必须实行强制的“就地”滞洪蓄水。滞洪设施的最低容量均能控制5年一遇的暴雨径流。除制定雨洪管理条例外，联邦和各州还采取了一系列政策，如使用总税收，发行义务债券，联邦和州给予补贴、联邦贷款、投资分扣方式鼓励人们采用新的雨洪处理方法。(www.xing528.com)

1963年始日本兴建滞洪和储蓄雨洪的蓄洪池，还将蓄洪池的雨水用作喷洒灌溉等城市杂用水。为充分利用地下空间，这类设施大多建在地下。地下蓄洪池形式是多样的，如大阪市的隧洞式地下防洪调节池，可蓄水112万m3。名古屋市的方形地下蓄洪池，可容纳洪水10万m3。近年来，各种雨水入渗设施在日本得到迅速发展，包括渗井、渗沟、渗池等，这些设施占地面积小型、分散、占地面积小，可因地制宜地修建在楼前屋后。也有在屋顶修建蓄水系统、或修建屋顶蓄水和渗井、渗沟相结合的回补系统，雨水在屋顶集蓄后，逐步放入渗井或渗沟，再回补地下，使地下水得到补给，阻止地面沉降。日本于1992年颁布了“第二代城市地下水总体规划”，正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨洪就地下渗设施。

雨洪利用在我国西部干旱半干旱地区已非常广泛，主要用于收集雨水灌溉农田和解决居民生活用水，如内蒙古的 “112集雨节水灌溉工程”、甘肃的 “121雨水集流工程”、陕西的“甘露工程”、山西的“123”工程等。我国城市雨洪利用起步较晚，在理论与技术方面尚不十分成熟。我国城市雨水利用的研究与应用始于20世纪80年代。90年代以后，北京、上海、大连、哈尔滨、西安及郑州市等许多城市都相继开展研究。特大城市的许多建筑物已建有较完善的雨水收集系统，如上海浦东国际机场航站楼已经建有完善的雨水收集系统。大连是典型的严重缺水型城市，在雨水集蓄利用方面取得了很好的成绩。20世纪90年代初，北京市水利科学研究所等单位开展了雨洪资源利用研究，对屋顶—渗井系统和草坪的拦蓄雨洪效果进行了研究，提出北京一些城区雨洪利用的对策和技术措施。首都“二四八”重大科技创新工程之一的“首都水资源可持续利用工程”提出了 “北京城区雨洪控制与利用技术研究与示范”课题，取得了一系列的基础性和应用性的研究成果。西安市为实现雨水资源开发利用的稳定持续发展，对区域内雨水下渗和贮存、实现雨水资源化及其利用等方面做了探索。

综上所述，国外城市雨洪利用的应用范围广，雨水资源化技术比较成熟，设施齐全、利用方法多种多样，同时制定了一系列关于雨洪利用的政策法规，建立比较完善的雨洪收集和雨水渗透系统。而我国在城市雨水利用方面与发达国家相比仍有较大差距，应该尽快开展城市雨水利用相关基础研究和实践，以缓解城市水资源短缺问题。