在我国600多个城市中,目前有400多个城市供水不足,其中严重缺水的城市有110个,城市年缺水总量达60亿立方米。在水资源日益严重短缺的背景下,如何蓄积利用雨水,已成为一种国际趋势,北京等城市正在进行这样的试验——
当我们在为水资源稀缺发愁时,难得的一场大雨又往往使我们面对积水和内涝一筹莫展。一种国际上新兴的充分利用雨水的新观念,让我们变雨水为宝贵资源的设想正在成为现实。
饥渴的城市要“喝”雨水
前不久,北京市气象台决策服务总工、高级工程师张明英有些意外地接到了一个电话——一位素未谋面的某科技园区负责人咨询有关雨水利用的事情,他计划在科技园区里建一套雨水收集、处理设备,把雨水用于绿地灌溉等。
在人们对雨水利用显示出浓厚兴趣的背后,是城市焦渴的目光。
“焦渴”的城市远不止北京。据统计,全国700多个地级市以上的城市中,有400多座城市供水不足,水资源紧缺已经成为制约国民经济发展的重要障碍。
在这样的背景下,城市的雨水资源显得更加“金贵”。如果通过雨水收集系统和回用系统,将收集的雨水直接或经适当处理,则可以用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服、浇绿地、消防和回灌地下水。这些收集的雨量一旦能被有效地处理和加以利用,其处理成本和净化流程将比处理轻污染的生活污水更经济、简便易行。
我国城市城区雨水利用的设想具有悠久的历史,是伴随着古都的建设和发展而产生的。而真正意义上的城市城区雨水利用的研究与应用,却是从20世纪80年代到90年代约20年时间里发展起来的。随着城市化带来的水资源紧缺和环境与生态问题,雨水利用越来越引起人们的重视。
我国目前正处在城市化快速发展的阶段。随着城市化水平的提高和经济的高速发展,城市雨水问题就愈发凸现出来。由于植被特别是能蓄水的大树的减少,同时在“钢筋混凝土”丛林的发展中,城市不透水面积比例越来越高,导致雨水流失量增加和水循环系统的平衡遭到破坏,并引发一系列环境与生态问题。主要表现为:雨水资源大量流失;雨水径流污染严重;城市洪灾风险加大;生态环境破坏等。城市雨水问题不仅是制约国民经济发展的重要因素,而且是危害和威胁人民健康的严重社会问题。
中国城市雨水利用起步虽晚,但北京已进入实施推广阶段,可望成为我国城市雨水利用技术的龙头,实现城市雨水利用的标准化和产业化。这个领域也有很大的商机,一些城市目前已经出现一些专业化公司。
如何让城市多“喝”雨水“解渴”,成为一个重要的课题。继北京之后,天津、青岛、上海、大连、南京等许多城市也陆续开展了相关研究。
中德合作“喝”雨万吨
前不久北京那场影响城市运行的大暴雨,让北京市双紫园小区的居民仍然记忆犹新。不过,留在他们脑海里的并不都是不愉快的记忆。那一天,他们惊喜地发现:一墙之隔的其他小区在短时间内变成了一片汪洋,而双紫园小区内却几乎没有积水。雨水有的迅速渗入地下,有的排进了可蓄水850立方米的蓄水池,将被用于灌溉绿地、洗车、喷泉水景等。
让他们在暴雨中受益的,是北京市正在开展的一个中德合作的城市雨水利用项目。
城市雨水利用在发达国家已经有几十年的历史,是指在城市范围内采用各种措施对雨水资源加以保护和利用,主要包括收集、储存和净化后的直接利用;通过各种人工或自然渗透设施使雨水渗入地下,补充地下水资源等。
北京市水利科学研究所副所长、教授级高工丁跃元强调说:“与缺水地区农村雨水收集利用工程不同,城市雨水的利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等更广泛的意义。”
在我国,城市雨水利用还处于刚刚起步的阶段。于2000年启动的“北京城区雨洪控制与利用示范工程”是我国开展得比较早的城市雨水利用项目之一,被列入“首都248重大创新工程”,由北京市水务局组织实施。
中德双方在北京选择了5个示范区。北京市海淀区双紫园小区是“新建成小区”的代表,主要措施是:把部分道路改建成透水道路,部分建筑物屋顶雨水直接排入下凹式绿地,渗入地下,其余建筑物、道路的雨水收集、处理后进入蓄水池贮蓄,用于灌溉和洗车等。
此外,组织者还在“将建设小区”、“老城区”、“城区公共建设用地”、“机关和学校”中选择有代表性的区域,采取不同的雨水利用模式。包括雨水收集处理后用于小区景观用水,多余雨水回灌地下水;收集建筑物屋顶雨水,通过蓄水池贮蓄,用于家庭冲厕;在大面积绿地内采用渗井、渗沟等设施增加入渗等等。
北京年降雨量约600毫米,总面积59公顷的这些示范区,3年来到底“喝”下了多少雨水?丁跃元说,通过透水道路和绿地渗入地下的雨水,数量难以统计;收集起来经过处理后,用于洗车、灌溉、冲厕、喷泉景观等的雨水,将近1万立方米。
雨水利用“堵”在哪里
北京等城市开展的雨水利用科学研究和实验,大多取得了不错的效果。不过,在推广普及阶段,却普遍困难重重。实现城市雨水利用的标准化和产业化,并非易事。
雨水利用究竟“堵”在哪里?专家认为,主要是以下几点:
第一,雨水收集、处理、回用设备的费用还比较高。在北京市发改委和市科委的大力支持下,“北京城区雨洪控制与利用示范工程”5个项目示范区投入的经费达2600万之巨。虽然其中相当大一部分是用于改造原有设施,不过雨水利用设施会显著增加建设成本是毫无疑问的。而且,由于各地气候、地质、雨水水质、建筑等存在差异,雨水利用技术和方案的选择具有很大的复杂性。
第二,雨水利用还需要更强有力的政策法规支持。北京市规划委员会等部门曾下发通知,要求自今年4月起,采用就地入渗和贮存利用等方式,加强建设工程用地内雨水资源的利用。为鼓励开发利用雨水,这一文件还规定了一些优惠政策。
然而,一些专家认为,这个暂行规定对违规行为的处罚措施还不够“硬”,提供的优惠政策还不够“甜”。
第三,城市居民对雨水利用的认知和参与程度还不高。北京建筑工程学院的车武和李俊奇教授对雨水利用技术进行了长期的系统研究。他们指出,与节水和垃圾分类一样,城市雨水的利用与市民的生活息息相关,必须有民众的广泛参与和支持才可能取得成效。因此,需要通过组织对示范工程的参观等方式,来增加人们对雨水利用的理解和支持。
“目前城市雨水利用才刚刚起步。不过,我们相信会很快进入快车道的,”北京市水务局科技教育处孙凤华副处长对记者说:“没准过不了几年,你我家里除了自来水管,还会多一根雨水管道呢。”