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1、城镇雨水利用 雨洪防治和规划建设【内容摘要】城镇雨洪灾害是城镇雨水不当利用的结果之一，并产生许多继发性环境污染和破坏。通过规划建议路径，科学利用城镇雨水，对于解决水资源短缺、防治城镇雨洪和环境污染与破坏、实现水资源可持续利用和全面可持续发展具有重要意义。为此，需要将城镇雨水利用和雨洪防治纳入城镇规划，对不同功能区进行平面布局上的合理规划，增加城镇绿地比例并注重合理布局，切实实施雨污分流的城镇排水系统并推行下凹式绿地规划和合理利用城镇低洼地，在小区和区域建筑规划中将雨水的综合利用作为一项不可缺少的设计指标，并且将之将纳入法律与政策轨道。【关 键 词】城镇化 雨水利用 雨洪防治 规划建设 科学立法
2、 可持续发展一、城镇缺水、雨水和雨洪我国是一个水资源十分短缺的国家。2009年我国可更新水资源总量为23763亿立方米，居世界前列，但人均水资源量只有约1784.9立方米，不足世界人均水平的1/4。【】 而且时空分布严重不均。城镇普遍缺水，地下水超采问题严重，产生地面沉降等环境破坏现象。例如，669座城市中有400余座供水不足，有110座比较严重缺水，32个百万人口以上的特大城市中有30个长期缺水。【2】 除陕南大部分以外，陕西省其他地区的城镇缺水问题总体上更为严重。但是，同城镇缺水不相称的现象是，即使一场稍大的大小雨，城镇就会积水成灾。这种由于城镇区域内的降雨而产生的城镇雨水深积成灾，污染环
3、境，造成损失和带来不便的现象，就是城镇雨洪。城镇雨洪灾害的发生，既有自然原因也有人为原因。从自然科学的角度来看，城镇化对城镇地区水文循环过程的基础影响有两个方面：降雨量有所增加，暴雨次数增多；不渗水面积剧增，地形地貌趋平。结果性影响是水份涵养能力降低，调蓄水平下降，地表径流量剧增。根据加拿大安大略省环境部的研究成果，一个区域在城镇化后，降雨后的水分蒸发量和地下渗入量都减少3/5左右，而地表径流量则增加大约4倍。【3】 美国国家科学院之国家研究理事会的研究表明，城镇雨水是造成水质污染的主要原因之一。【4】 因此，多数城镇雨洪是人为灾害，并不为过。20多年来，我国城镇化进程不断加速，并将再持续10
4、20年。然而，城镇雨水的科学利用问题在我国并没有引起足够的认真重视。究其原因，最根本是对科学知识和规律的认识问题。具体地讲，主要有五个方面的原因：对水资源是可再生性资源以及它的可再生能力缺乏科学认识；对我国水资源严重短缺的现状及其科学成因没有清醒认识；对城镇雨洪的灾害性认识不足；城镇规划方面缺乏对科学的系统性认知，科学基础不扎实、不全面；对水资源稀缺性价值的认识不足，没有把城镇雨水作为资源来对待。通过规划建设的路径，确保科学利用城镇雨水，对于缓解城镇缺水和防治城镇雨洪灾害，实现水资源可持续利用和建设生态化城镇具有重大的现实意义。二、城镇雨水利用、雨洪防治与规划建设之间的关系一个城镇的规划一般是
5、指对一定时期内该城镇的经济和社会发展、土地利用、空间布局以及各项建设的综合部署、具体安排和实施管理。就城镇雨水资源利用和城镇规划两者之间的关系来讲，有许多方面。我觉得比较重要的是以下四个方面。第一，适当的规划绿地面积可以涵养较多的雨水，延缓地表径流的形成，减少地表径流量，更多地补给地下水，从而有助于减轻乃至消除城镇雨洪灾害。第二，规划要求硬化地面具有一定的可渗透面积率，有助于提高地下水补给量和减少地表径流量。第三，要求小区或者建筑区域规划建设雨水收集、利用和储蓄设施，确保一定降雨量或者降雨时间内的雨水不出小区或者区域，可以在促进对雨水进行利用的同时，补给地下水，从而降低形成雨洪形成的可能。第四
6、，在绿地比例一定的情形下，绿地的合理空间分布、植被种类适当配置、地形地貌恰当利用以及较高的渗透性，将极大地有助于将城镇雨水资源转化为地下水的补给来源，减少绿地浇灌用水，并且减少或者避免雨洪灾害产生的损失。简言之，如果能够通过规划建设的路径对城镇雨水资源进行充分的科学利用，其作用是非常大的。最容易看得见的效应是，消除和大大减少不当积水，方便出行，防治雨洪。不容易注意但却非常重要的科学结果是，增加地下水补给，维持和提高地下水资源的可再生能力。此外，科学利用城镇雨水可以减少绿化用水量，减少污水量，减少成本和美化城镇环境。三、国外的经验和启示西方发达国家已经完成了城镇化过程，我国目前正在进行的城镇化在
7、本实上同西方发达国家并无区别。在这一点上，我国可以将它们视为前人，应当吸取它们于城镇化过程中在城镇雨水利用和雨洪灾害防治方面的教训，利用其有益经验。总体上看，为了解决水资源短缺问题和防治雨洪灾害，许多西方发达国家都十分注意从城镇规划方面着手，推动对城镇雨水资源的科学利用，其中有不少经验可供我国借鉴，给我国带来启示。这里以美国、德国和日本为例进行介绍。美国以提高雨水的天然下渗能力为主要措施，提倡单位和个人收集雨水，从而确保城镇化后的区域其雨水洪峰流量必须保持在城镇化前的水平。虽然美国没有一部统一的专门法律，联邦和绝大多数州政府都为此组织编写和出版发行了有关小册子来推广城镇雨水利用的典范做法，一些
8、州还制定了城镇雨水管理或者鼓励利用雨水的法律。例如，得克萨斯州于2001年修改税法，减免具有节水（含雨水利用）设施的不动产的财产税；2005年该州水事发展局于印发得克萨斯州雨水收集手册（第3版）；是年5月，该州又通过法律，建立雨水收集评估委员会，管理雨水收集利用事务。再如，亚利桑那州图森市，2010年6月1日生效的一项法律要求所有新开发区域能够利用雨水的平面面积必须至少达到1/2。德国联邦和各州政府在20世纪90年代修改水资源法律时，要求各种小区或者区域建筑、道路的规划设计包括雨水利用或者促其下渗的内容并且予以落实。例如，屋面雨水集蓄系统所收集雨水经简单处理后可达到杂用水水质标准，用于家庭、公
9、共场所和企业的非饮用水。雨水截污与渗透系统使各种道路雨水通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。生态小区雨水利用系统要求小区沿着排水道修建渗透浅沟，表面种植草皮，促进雨水径流下渗。那些超过渗透能力的雨水，则进入池塘、雨水池或人工湿地，作为景观并下渗。目前，德国家庭生活用水量的约1/2来自雨水。为了控制城镇地表径流汇集、减小洪峰流量、补给地下水、恢复遭受破环的地下水环境系统、防治地面沉降，日本于1992年颁布第二代城市排水总体规划，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，规定新建和改建的大型公共建筑群必须建设雨水就地下渗设施。对东京附近20个降雨区22万M2长达五年的观测
10、和调查表明，“雨水利用”后，平均降雨量69.3mm的地区，其平均流出量由原来的37.59mm降低到5.48mm，流出率则由51.8%降低到了5.4%。四、关于通过规划建设促进城镇雨水利用和雨洪防治的若干建议本着防灾治害、化害为利的目标，从利用城镇雨水资源的角度，对城镇规划的改进可以用这样十五个字来概括：认识应提高，宏观要科学，微观重落实。具体来讲，可以主要从以下六个方面予以改进。一是把城镇雨水利用和雨洪防治纳入城镇规划，将雨水的收集、蓄积、处理、回用、入渗地下、排水等在城镇建设规划中一体落实。城镇降水及降水径流是城镇的主要水体污染源之一。降水过程吸纳大量的大气污染物，形成的地表径流冲刷和携带着
11、大量地表污物，成分和流向难以控制，渗入土壤后可能污染地下水。因此，充分科学地利用城镇雨水是确保水资源可持续利用，建设环境要好型、资源节约型生态宜居城镇的重要方面，应当纳入城镇规划。只有这样，才有利于对城镇雨水利用与城镇建设、防洪治污、水资源优化配置、生态建设统一考虑。二是对不同功能区进行平面布局上的合理规划，确保硬化的公共地面具有一定的可渗透面积率，实现有利于城镇雨水资源科学利用上的互补。例如，利用雨水能力较强的功能区同较弱的功能区最好交叉布局。这样，较强功能区可以利用较弱功能区利用不了的雨水，从而避免因较弱功能区过分集中而在相应地域容易发生雨洪，避免因较强功能区过分集中而导致相应地域的雨水资
12、源利用潜能得不到充分发挥。三是增加城镇绿地比例，注重合理布局，对降水和降水径流化害为利。首先，绿地本身需要浇灌用水，利用雨水浇灌一方面可以减少浇灌成本，另一方面缓解城镇供水紧张或者不足。其次，绿地植物可以大量滞留许多有害金属，吸收地表污物；特别是，树木根系可以吸收水中的溶解质，减少水中细菌含量。最后，绿地的渗水性强，经自然净化后的雨水可以大量渗入地下，补充地下水，防止地面沉降。四是切实实施雨污分流的城镇排水系统，推行下凹式绿地规划和合理利用城镇低洼地。目前，绝大多数城镇的排水系统中，相邻的雨水和污水井口基本上都处于同一平面，即使一场稍大的小阵雨都会导致出现两个系统混同而在功能上没有区别的现象。
13、而且，上凸式占城镇绿地的绝大多数，随处可见即使人工浇灌时也会有不少水从绿地边缘渗出和流出，降雨时这种绿地根本发挥不了多大的雨水净化、涵养和下渗作用。就下凹式绿地规划建设而言，对于平整的小片绿地和带状绿地，让绿地地面低于周围硬化地面（建议20 cm），而且设置于绿地中的雨水收集口又高出绿地一定高度但却不超过道路路面（高出绿地地面10 cm但低于道路路面10 cm）；对于不平整的大型绿地（就势）建设蓄水池塘，或者在低凹处种植耐水植物，设置于池塘边或者低凹处的雨水收集口低于道路路面（10 cm）。加上合理利用低洼地，这种模式可以基本上实现雨污排水系统的真正分流，并节约巨额治污成本。【5】 以西安市为
14、例， 2020年规划主城区城市绿地面积达为70.40平方千米，以每年10次、每次多涵养或者存蓄厚度为10cm水量计算，每年可以多涵养704万吨雨水资源，减少污水处理费633.6万元（按2020年污水处理率达90%、综合污水处理费每吨1元计算）、公共绿地浇灌水费4224亿元（按综合水价每吨6元计算）。五是在小区和区域建筑规划中将雨水的综合利用作为一项不可缺少的设计指标，减少雨洪水量来源。目前的小区和区域建筑工程施工规划中，基本上没有关于雨水的收集、利用和渗透补给地下水的指标，而小区或者区域建筑工程又多是绿地面积比例很小的地域，是实际上城镇雨洪水量增加的主要来源地。国外经验和国内一些城市（如北京等
15、）的试验表明，通过工程性和非工程性措施，可以基本实现中雨情形下的雨水不出小区和区域建筑，而是在小区和区域建筑内利用或者就地下渗。六是将上述有关措施纳入法律与政策的轨道，落实“十一五”规划提出的“推进科学立法”、“完善可持续发展法律法规”。自然科学的研究成果和技术实施方案需要通过和依靠国家的强制力、推动力以及财税方面的经济激励措施予以保障。在科学、充分利用城镇雨水资源、防治城镇雨洪灾害中也不例外。少数城市的做法，如北京市2003年关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定和南京市2007年城市供水和节约用水管理条例的有关规定，起到了一些积极作用，尽管还很不够。例如，超采地下水而引起地面沉降是严
16、重的破坏环境，像海口这样一个年降水量丰富的地区都十分严重，不能不说是科学技术缺乏有效法律与政策的制度支撑。建议我国对城乡规划法和水法进行修改，确保各种各类城镇规划中包括城镇雨水资源利用和防治城镇雨洪灾害的内容。对陕西省而言，在中央对有关法律、行政法规作出修改之前，可以考虑在不违反上位法的前提下，制定陕西省的城镇雨水利用管理和办法，形式可以是地方性法规，也可以是政府规章；或者修改已有的法规和规章，如陕西省实施水法办法、西安市地下水资源管理条例、西安市水资源管理办法等。参考文献：【1】国家统计局：2009年国民经济和社会发展公报【2】汪恕诚.关于水资源节约、保护和合理利用情况的报告，全国人民代表大
17、会常务委员会公报，2005.1。【3】U.S. National Research Council, Urban Stormwater Management in the United States, The National Academies Press, Washington DC., 2008.【4】胡德胜等.绿地规划建设模式与城镇雨洪资源利用【J】.水利水电技术，2008.9。【5】U.S. Environmental Protection Agency, Protecting Water Quality from Urban Runoff, Document No. EPA 841
18、-F-03-003, February 2003.【6】Texas Water Development Board, The Texas Manual on Rainwater Harvesting (3rd ed.), 2005.【7】 Klaus W. Knig,The Rainwater Technology Handbook,WILO-Brain, Dortmund, 2001.【8】Japan Government Buildings Department: Guideline for On-site Wastewater and Rainwater Reuse Systems, 1997.