通過對城市雨水特性分析，并借鑒國內(nèi)外雨水研究利用的案例，總結(jié)出適于國內(nèi)城市雨水處理利用的措施，以期對當前我國城市雨水利用提供參考借鑒。
目前國內(nèi)許多城市供水不足，不少城市因超采地下水造成地表水位下降乃至地面塌陷，水資源短缺已成為影響經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展的制約瓶頸。另一方面，我國雨水資源豐富，平均年降水量650mm左右，但是隨著城市化建設(shè)發(fā)展，城市不透水地面日益增多，降水難以補充地下水，大量的雨水徑流未加以利用就直接排放，不僅造成了水資源的巨大浪費，同時也加大了城市排水設(shè)施的負擔。因此，對雨水加以適當處理利用，不僅可節(jié)約水源，還可減輕城市排水設(shè)施的負擔，城市雨水的開發(fā)利用顯得尤為重要。
一、基本情況
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前國外雨水資源利用管理體系理念以德國、美國、日本等為代表，強調(diào)雨水資源的多角度調(diào)控與多重利用，以法律法規(guī)、經(jīng)濟、技術(shù)等手段構(gòu)建完善的雨水資源利用管理體系，充分發(fā)揮雨水的資源功能，促進雨水資源的可持續(xù)利用。美國的雨水利用常以提高天然入滲能力為目的，如在芝加哥市興建地下隧道蓄水系統(tǒng)，以解決城市防洪和雨水利用問題。德國則利用獨立的雨水管道把從屋頂、街道、停車場等收集的雨水匯入地下貯水池，經(jīng)簡單處理后用于沖廁和澆灑。日本1963年便開始修建滯洪和儲蓄雨水的蓄洪池，這些設(shè)施大多建在地下，而建在地上的也盡可能滿足多種用途，如在調(diào)蓄池內(nèi)修建運動場，雨季用來蓄洪，平時用作運動場。
在國內(nèi)，雨水利用尚處在起步階段，且主要是缺水地區(qū)的小型、局部的非標準性應(yīng)用，大中城市的雨水利用基本處于研究與示范階段。目前，北京、上海、天津、深圳、西安等城市正開展雨水收集利用項目研究。由于缺水形勢嚴峻，北京市開展的步伐較快，北京市水利局和德國埃森大學(xué)的示范小區(qū)雨水利用合作項目于2000年開始啟動，2008年奧運場館和奧林匹克公園建設(shè)中采用了雨洪利用技術(shù)。
研究內(nèi)容及方法
1、研究內(nèi)容，城市雨水特性和城市雨水處理利用匹配技術(shù)（屋面雨水、園區(qū)綠地雨水和道路雨水）
2、研究方法，資料收集，理論分析和技術(shù)研究。
城市雨水特性
城市雨水水質(zhì)隨降雨過程而變化，初期雨水徑流中污染物最多，隨后其COD逐漸降低并趨于相對穩(wěn)定。當一場雨的降雨量少于10mm時，最初2mm降雨形成的徑流中包含了雨水徑流COD總量的70％以上，當降雨量大于15mm時，最初2mm降雨形成的徑流中包含了其cod總量的30％~40％。表1所示為典型城市雨水水質(zhì)。
可以看出，道路雨水徑流具有污染成分復(fù)雜和多變性的特征，以COD和SS污染為主，有機物指標如石油類、揮發(fā)酚及表面活性劑含量較高。隨著城市大氣污染及地面污染的嚴重，雨水徑流污染將愈加嚴重。屋面雨水水質(zhì)比道路雨水徑流水質(zhì)較好，其雨水水質(zhì)與屋面材料有直接關(guān)系，特別是瀝青、油氈等防水材料是其主要污染源。另外水質(zhì)還受非降雨期屋面上積累的大氣沉降物的影響。
二、處理利用工藝推薦
1、初期雨水處理利用
雨水污染多集中在初期徑流中，污染程度通常超過城市污水。其污染物多為固體顆粒和無機雜質(zhì)，經(jīng)簡單沉淀處理后水質(zhì)可達到較好的標準。對于小區(qū)道路初期雨水，首先應(yīng)結(jié)合小區(qū)的景觀設(shè)計進行初期處理回用，使雨水可以通過小區(qū)綠地的截流、滲透到地下水，其次有條件的小區(qū)可以設(shè)置截流設(shè)施，如穩(wěn)定塘作為雨水調(diào)節(jié)池，中后期雨水溢流排入小區(qū)內(nèi)的水景系統(tǒng)或貯存澆曬綠地。
2、屋面雨水處理利用
屋面雨水處理利用可采用集蓄或屋頂綠化措施。
屋面雨水集蓄利用
屋面雨水集蓄利用系統(tǒng)由輸水管、截污裝置、儲存和配水等幾部分組成。集蓄雨水主要用于家庭、公共和工業(yè)等方面的非飲用水，如澆灌，沖廁、洗衣、冷卻循環(huán)等。屋頂材料應(yīng)采用瓦質(zhì)屋面或水泥混凝土屋面。建議使用硬塑料貯水箱和浮動式過濾取水器。
屋頂綠化雨水利用
屋頂綠化是一種消減徑流量、調(diào)節(jié)建筑溫度和美化城市環(huán)境新的生態(tài)技術(shù)。屋頂綠化作為雨水集蓄利用和滲透的預(yù)處理措施。植物和種植土壤的選擇是屋頂綠化的技術(shù)關(guān)鍵，防滲漏是安全保障。植物應(yīng)根據(jù)當?shù)貧夂蚝妥匀粭l件，篩選本地生長的耐旱植物。上層土壤應(yīng)選擇孔隙率高、密度小、耐沖刷且適宜植物生長的天然或人工材料。
園區(qū)綠地雨水處理利用
園區(qū)雨水處理宜采用地下入滲技術(shù)。一般在透水層開挖入滲溝，溝內(nèi)鋪設(shè)帶孔的透水管，周圍填裝直徑8~32mm的礫石，將收集到的雨水用管道輸送到入滲溝內(nèi)的透水管，使雨水通過周圍的土壤下滲。超過滲透能力的雨水則進入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲。地下入滲法占地較少，便于在城區(qū)及生活小區(qū)設(shè)置。
道路雨水處理利用
對于較清潔路面，可設(shè)置蓄水池和集中式過濾器，具體流程如圖2。
對于水質(zhì)較差的路面徑流，在城市街道雨水口設(shè)有截污網(wǎng)篩，攔截雨水徑流攜帶的污染物，并在雨水徑流的輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附及人工濕地等處理技術(shù)，具體流程如圖3。
在城市化高速發(fā)展階段，開展城市雨水資源綜合利用的研究和工程實施是必要的。城市雨水利用是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及城市基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)設(shè)施、經(jīng)濟手段、政策與管理等各個方面，需多方面協(xié)調(diào)努力才能有效的推廣應(yīng)用，才能改善城市水澇，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。