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北京市雨水资源综合利用与污染防治
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北京市雨水资源综合利用与污染防治 ——迎绿色奥运，建生态北京 作者：任玉芬 王效科 欧阳志云 来源：科学时报 发布时间：2007-10-29 0:26:30 小号字 中号字 大号字 近年来，北京市可利用水资源日益紧缺，成为一个水资源严重匮乏的城市，人们在积极开发利用再生水资源及其他节水措施的同时，也普遍认识到雨水是一种宝贵的淡水资源。城市雨水利用是城市化快速发展提出的新课题，也是北京“绿色奥运”的目标之一。“充分利用雨水、再生水，为奥运营造良好水环境”，把雨水利用作为公益事业，不仅具有环境生态效益和社会效益，还有巨大的经济效益。 雨水利用是一种古老的传统技术，数千年前就一直在缺水国家和地区广泛应用。随着人类社会的进步和技术的发展，雨水利用有了新的含义，涉及到资源、环境与生态，城镇规划与基础设施建设，雨水的收集利用、雨水排放与污染控制、雨水净化处理和洪涝控制等。 国外雨水资源利用情况 国外一些发达国家在城市雨水资源化和收集利用方面积累了一些经验和方法。 德国利用公共雨水管收集雨水，简单处理后，用于厕所冲洗和庭院浇洒。屋面雨水集蓄利用主要用于家庭、公共场所和企事业单位的浇灌、冲厕、洗衣洗车、冷却循环等。道路雨水经下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。美国的雨水利用以提高天然入渗能力为目的，兴建地下蓄水系统，建立屋顶蓄水，既利用了洪水的生态环境功能，同时减轻了防洪压力。丹麦从城市地区屋顶收集雨水，然后经过收集管底部的预过滤设备，进人贮水池进行储存，过滤后用于冲洗厕所和洗衣服。日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池，在屋顶修建用雨水浇灌的“空中花园”，有些大型建筑物建有大型地下水池来储存雨水。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，可因地制宜地修建在楼前屋后，集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪，消防和应急用水。在澳大利亚、加拿大、瑞典等国家，采取修建小型水池、水仓、塘坝、淤地坝等工程措施，拦蓄雨水进行灌溉，都取得了良好的效果。 北京市雨水资源现状：重度缺水 北京水资源缺乏，人均水资源量不足300m3，仅为全国的1/8、世界的1/30，远远低于国际公认的人均1000m3的缺水下限。按联合国的标准，人均水资源占有量少于500m3/年就属于重度缺水地区，北京市可算是世界上最严重缺水的大城市之一。 北京市近5年的入境水量平均为12.13亿m3，比过去减少了31.5%。地下水是北京水资源的重要组成部分。北京平原地区多年平均地下水可采资源量是24.55亿m3。2000年全市水资源开发利用总量为40.40亿m3，其中地表水为 13.25亿m3，地下水为27.15亿m3。 1996～2002年平均地表水资源量为11.26亿m3。1999年以前地表水资源量比较丰富，自1999年以后直到2002年地表水资源量均较低。近年来平均降水减少，河流上游来水逐年减少，平均气温升高，使北京的水资源总量有所减少。经济开发的需要和水资源开发不尽合理，已使北京市取水量达到自然水资源的极限。 北京雨水资源利用潜力 北京市多年平均降雨量约为500mm，降水主要在6～9月，降水量80%以上集中在夏季汛期，市区雨洪径流量达2.81亿m3，因此雨水资源具有巨大的开发利用潜力。但是大部分雨水径流没有收集利用，而是进入排水系统，这不仅造成了水资源的巨大浪费，而且给城市排水系统带来巨大压力。随着城市的发展，道路硬化面积逐渐增加、比例逐年增高，这样就容易造成峰流。与此同时，有的地方地势低，设计排水能力低，也容易形成径流。就未来发展趋势而言，雨水利用可以解决城市水资源短缺、减少城市洪灾和改善城市环境。 北京雨水污染问题 利用城市雨水应特别注意雨水的污染问题，虽然雨水资源量大，但部分雨水不能被直接利用。经过中国科学院生态环境研究中心对天然降雨的监测，结果显示天然降水较清洁，污染物的浓度较低，pH均值为7.2，化学需氧量、总氮、总磷、生化需氧量、悬浮颗粒物的浓度分别为39、4、0.1、12、22mg/L。 雨水降落到建筑物顶层、路面、广场等下垫面上，冲刷其上大量污染物质，进入城市排水系统，排入受纳水体，给城市生态环境造成严重污染。中科院生态中心于2004年监测19场降雨径流。由监测结果可知，北京城市下垫面径流中含有大量悬浮固体：路面径流悬浮物含量为243.5mg/L，屋面为77.9mg/L。比较发现路面耗氧物质污染严重，屋面氮污染较重。重金属Cu、Zn、Cd、Pb等重金属浓度均较低，不超出地表水环境质量二级标准。 据统计，北京市五环以内不透水下垫面面积约为509.95km2。按照年平均降雨量为 500mm计算，雨水径流携带的污染物量约为：悬浮颗粒物4.1万吨/年，化学需氧量3.57万吨/年，总氮0.19万吨/年，总磷99吨/年，生化需氧量0.55万吨/年，污染物产生量非常大。所以必须控制雨水径流污染或净化后回用，避免造成危害。北京建筑工程学院教授车武曾指出，北京雨水利用的方式主要有：收集、贮存、净化后利用和通过绿地等让雨水直接渗透补充地下水两大类。前者适用于较大的建筑群、有景观水体的公园或生态住宅小区；后者可因地制宜在各种场合下应用。 雨水利用与污染防治对策 在悉尼奥运会期间，经过合理的生态规划，雨水资源得到了综合利用。目前，《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》已得到国务院正式批复，并将规划实施期由10年缩短为5年。2008年北京奥运会也要求将雨水利用体现于奥运场馆建设之中。另外，现有城市水系扩容空间有限，要求城区雨水径流不能无限制地增加。因此，雨水利用技术的研究与推广任务艰巨。为将雨水利用技术推广，特提出以下建议： 一、降雨初期污染物的浓度较高，降雨的前段时间和后段时间径流中污染物的浓度会有较大差别，因此将这两部分径流区分开来分别对待，将初期雨水收集处理后再使用。 二、充分利用绿地对径流的滞蓄入渗作用，将屋顶、路面的径流导入绿地，这将有利于减小暴雨径流，增加对地下水补给，是城市防洪和开源节流的新思路。 三、雨水利用要从开发资源、生态补偿与城市可持续发展的高度加以重视，给予政策法规支持和支撑。 水资源统一管理是实施雨水利用技术的基础，只有将地表水、地下水、污水和雨水统一管理、优化调度，才能保障各种水资源形成良性循环，使水环境始终维持在良性状态。 |
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