[国外雨水集蓄利用技术的发展初探]雨水集蓄利用工程技术规范

　　摘要：阐述了雨水集蓄利用技术及发展史，着重阐述了国外雨水集蓄利用技术的发展现状，详细分析了雨水集蓄利用技术的优缺点，对雨水集蓄利用技术在国内的发展有借鉴作用。 　　关键词：雨水集蓄利用；技术；发展
　　
　　1雨水集蓄利用技术
　　
　　雨水集蓄利用技术是一项古老而简便的实用技术,是雨水在原始状态下或在降雨初期阶段就地利用降水的工程技术措施。雨水集蓄利用工程是指对降雨进行收集、汇流、存储和进行节水灌溉的一套系统，主要有集雨系统、输水系统、蓄水系统和灌溉系统组成。雨水集蓄利用工程具有投资少、见效快、易于农户参与和管理的优点。其主要的利用途径有新修梯田，拦蓄雨水，发展生产；解决人畜饮水，发展庭院经济；补充灌溉；小流域治理；灌溉农业；城市的地下水的补充和绿化灌溉等方面。
　　
　　2雨水集蓄利用技术的发展史
　　
　　雨水集蓄利用系统自古有之，其中屋顶集流系统可上溯到古罗马时代。自公元前2000年开始，古罗马时代的庄园，乃至整个城市都有利用雨水作为人饮和日常生活用水的例子。在以色列的内盖夫沙漠中，平均年降水量仅100mm，但从山体表面集蓄下的雨水已经能够满足周围居民以及现有播种面积的用水要求。最早的在非洲应用该项技术是在埃及的北部，在这里，容量在200～2 000m3之间的蓄水池已有至少2000年的应用历史，其中许多至今还在使用。在非洲和亚洲小规模的雨水集蓄如利用屋檐或者简单的水槽，将水引流到传统的坛罐之中的做法已有一千多年的历史。在很多偏远地区，这种方法到现在还在使用着。世界上最大的雨水集蓄池是位于土耳其首都伊斯坦布尔的Yerebatan Sarayi，它兴建于凯撒大帝统治时期，长140m宽70m，容量达80 000m3。
　　80年代以来，雨水利用得到迅速发展，甚至在一些多雨的国家也得到发展，雨水利用也从初级阶段的生活用水向城市用水和农业生产用水快速发展。东南亚的尼泊尔、菲律宾、印度和泰国，非洲的肯尼亚、博茨瓦纳、纳米比亚、坦桑尼亚和马里等国。工业发达国家的日本，澳大利亚、美国、新加坡、法国、瑞典、德国等国都在开发利用雨水。
　　
　　3国外雨水集蓄利用技术发展的现状
　　
　　雨水集蓄利用在亚洲发展迅速。新加坡土地资源十分有限，但是用水要求却增长迅速，人们通过轻质屋面材料铺设在屋顶上作为集流面，收集到的雨水储存在一个独立的蓄水池里作为非饮用水使用。日本东京利用雨水集蓄利用技术来减缓水资源不足问题，人们通过收集雨水用以冲洗厕所、调节湿度、浇花园、消防和紧急时期饮用水。在泰国，通过在泰缸中储存来自屋顶的雨水获得廉价且质量高的饮用水。印度尼西亚因为水分入渗的减少，在大部分城市地区地下水逐渐匮乏。由于城市地下水补充量的减少与道路及屋顶面积的增长成线性关系，同时高人口密度引起了大量地下水的消耗。认识到了改变排水系统的必要性后，印尼政府制定了一种新的规章制度，要求所有的建筑物都必须有渗水井。这项制度已经在全国的三分之二地区得以实施。在菲律宾，通过收集雨水储存在容积2～10m3的铁丝网水泥结构蓄水罐里，用以居民养猪偿还贷款并发展农业经济。在孟加拉国，雨水集蓄在砷污染区被当作一种可行性的安全饮用水备选方案。从1997年开始，饮用水供给和卫生方面的非政府组织讨论在整个国家中安置了大约1 000个雨水集蓄系统，主要安装在农村地区。收集到的雨水用于饮用和做饭，在当地居民中，它日渐被认为是一种安全简便的水源，水质检验表明这种水储存4～5个月后仍然能免受细菌污染，是解决家庭各种生活用水的备选方案。而在我国，雨水不但作为北方缺水地区的饮用水源，而且拓展应用到农业补灌和生态建设等广泛领域。已经实施的“121”雨水集流工程：内蒙古的“112”集雨节灌工程，宁夏的“窖水蓄流工程”，陕西的“甘露工程”，还有山西、河南、河北等省（区）雨水集蓄工程。截至目前，甘肃已累计建成各种水窖350万眼，解决了260万人的饮水问题，并发展集雨灌溉500万亩。全国现有16个省区、700个县应用这项技术，建成1 200多万眼蓄水窖、解决了3 600万人的生活用水和4 000万亩农田的补充灌溉。
　　近年来尽管在非洲许多地区已大规模的发展了雨水集蓄利用系统，但是与东南亚地区相比还是发展缓慢。这主要是受降雨量小、降雨季节分布不均、封闭式屋顶数量少面积小以及家庭收入较低，而建筑集流面费用过高等因素影响。由于在非洲的部分地区缺乏水泥和干净的河沙以及一些地区缺乏足量的建筑用水，所有这些就使得工程的总成本增加。然而，既便这样，雨水集蓄还是在非洲的在博茨瓦纳、多哥、马里、马拉维、南非、纳米比亚、津巴布韦、莫桑比克、塞拉利昂以及坦桑尼亚等国家迅速的发展起来了。其中，肯尼亚是走在最前面的。从７０年代末，很多项目开始在肯尼亚的不同地区出现，每一个都有各自的设计方案和执行策略。这些项目在当地被称作“匠人”的施工人员协助下，施工人员掌握了独特的技艺，并且运用自己独特的设计方法，在全国建了数万眼水窖。
　　在美洲的巴西，人们开始把注意力转向了利用雨水集蓄提供饮用水和小规模农田灌溉。在巴西东北部的半干旱热带地区，年降雨量从200～1 000mm不等，并且时空分布不均。为了解决巴西东北部地区饮用水供应的问题，在五年内建造100万眼水窖，造福500万人口的项目已经启动。在美国夏威夷群岛上的美国国家火山公园中，雨水利用系统每天为公园里1 000名工人和居民以及10 000名游客提供水源。
　　
　　4雨水集蓄利用的优点和缺点分析
　　
　　雨水集流系统能够为需要用水的地方或其附近地区提供水源。该系统既是水源的所有者又是管理及利用行为的执行者。集蓄雨水利用现成的建筑结构，例如：屋顶、停车场、操场、公园、池塘、洪泛平原等，与其它的水资源开发技术相比，几乎没有负面的环境影响。雨水相对来说比较干净，就算只经过简单的处理甚至是不处理，其质量也可满足多方面的需求，雨水的理化性能通常优于已遭受污染的地下水。雨水集蓄利用的其它优点还有：雨水集蓄利用为其它的水资源及利用系统提供了一个有益的补充，从而减轻了其它水源的供水压力；雨水集蓄利用可以及时地为突发事件或中央供水系统的突然发生故障提供缓冲性供水，尤其是在自然灾害发生的时候；雨水集蓄利用能够减轻城市中的泄洪负担，减少洪灾发生的可能；集雨节灌是发展旱地农业，促进干旱半干旱地区农业可持续发展的一条有效途径；雨水受益者往往也是操作和管理集流系统的拥有者，因此他们可能做到水量守恒；雨水集蓄技术很灵活，几乎能够满足各种供水需求，且施工、运行和维护所要求的劳动力并不大。
　　雨水集蓄利用的缺点主要表现在系统的集流面积和蓄水容量相对较小；气候变化比较大，如果旱期延长，存储系统就会干涸；雨水集蓄系统的维护以及收集到雨水的水质对于用水者来说都是难题；雨水集蓄系统的广泛使用可能会导致公共供水系统收益的减少；雨水集蓄系统通常不属于建筑物的一部分，因此通常缺乏供使用者、开发者遵循的明确指导方针；大型雨水集流系统的开发费用很大，如果不作为多功能网络的一部分和与其它系统分摊费用的话，其自身将无法承受。
　　
　　参考文献
　　[1] 张祖新，龚时宏，王晓林.雨水集蓄工程技术[M].中国水利水电出版社，1999.
　　[2] 冯广志，张红兵，朱强.农村集雨工程简明读本[M].中国水利水电出版社，2001.
　　[3] 朱强，李元红，马成祥.Rainwater harvesting[M].安徽教育出版社，2007.