雨水收集的历史非常悠 久。4000年前,在异常 干旱的中东地区,人们就收 集雨水用于生 活和灌溉。在美洲,3000多年前的印第安村居就成功地利用不同地形,修筑台地种植玉米,在沟底种植水稻。2000年前,阿拉伯闪米特部族的纳巴泰人发明了利用少量雨水浇灌庄稼的纳巴泰方法。在印度西部的塔尔沙漠,人们通过水池、石堤、水坝、水窖等多种形式收集雨水,获得足够的水量来支持世界上人口最稠密的沙漠(60人/km2)。几百年前,美国亚利桑那的印地安人用漏斗状的长堤,把雨水集中到几公顷的土地上,种植玉米、甜瓜等。
从19世纪末、20世纪初开始,随着现代地下水开采技术和水库等地表水开发技术的普及推广,供水量很小而分散的雨水利用技术被忽略了。近30年来,随着常规地表水、地下水开发利用程度提高,缺水问题越来越突出,随着城市化水平提高而带来到城市防洪问题的突出,雨水利用技术又重新进入研究者和管理层的视野。
第一届国际雨水利用会议(英文先叫 on Rain Water Cistern Systems,后来改为 Systems )1982年在美国夏威夷举行。在1989年第四届菲律宾马尼拉会议上,成立了国际雨水利用协会( Systems )。从国际雨水利用会议举行的地点的广泛性:1982年夏威夷、1984年维京群岛圣托马斯、1987年泰国孔敬(Khon Kaen)、1989年菲律宾马尼拉、1991年台湾基隆、1993年肯尼亚内罗毕、1995年中国北京、1997年伊朗德黑兰、1999年巴西彼得罗利纳()、2001年德国曼海姆(Mannheim)、2003年墨西哥 特斯科科(Texcoco)、2005年印度新德里、2009年澳大利亚悉尼、2011年马来西亚吉隆坡,从多雨地区(马尼拉、基隆、吉隆坡)到少雨地区(德黑兰、特斯科科)、从热带到温带、从大陆到海岛、从大国到小国,就可以看出雨水利用受到了各类不同国家和地区的普遍重视。
美国国际开发署资助了一项面向全球的雨水收集系统计划(RWCS),以后又建立了雨水收集信息中心(RWlC)和一个通讯网。
联合国居住区计划()2005年出版了三卷本的《蓝滴系列:雨水收集与利用》 (Blue Drop Series: Rain water and ),一、二、三卷分别针对决策者、受益者和实施者。
国际上雨水利用比较好的国家和地区有很多,以下介绍几个典型国家的案例:
德国对城市雨水的排放有明确的法律规定。雨水在进入污水管道之前必须经过就地入渗消纳,或收集处理后再回用,只有超量部分和污染程度较高的部分才允许排入污水管,并利用经济手段鼓励用户采用雨洪利用技术。例如若用户实施了雨水利用技术,即可减免雨水排放费。德国的雨水排放是收费的,而且收费标准很高,污水排放的收费标准相同,通常为自来水费的1.5倍左右。
新加坡也对城市开发提出了严格的雨水利用要求。公用事业局在1976年就推出了地面排水系统准则(Code of Practice on Surface Water Drainage),要求发展商从源头着手,负起一部分防淹水的责任。2013年4月第六次修订该准侧,并于6月实施,要求占地面积大于0.2公顷的新建设项目都修建雨水径流减缓设施,除了储蓄水池,也可以包括屋顶花园、生态滞留池、湿地、垂直种植箱,或者符合该局提出的“活跃、优美、清洁”(ABC)理念的水道。在准则修订之前,遇到暴雨时,80%-90%降落在钢筋水泥建筑的雨水会变成地面径流排掉,这对沟渠造成负担。准则修订后,发展商装置的储水或“吸水”设施能“困住”25%-35%的地面径流,让雨水缓缓流走。该准则还要求有地下设施的建筑地面层须超出路面一定高度,否则就得安装防淹水闸门。
日本是在城市中开展雨水利用规模最大的国家,所集蓄的雨水主要用于冲洗厕所、浇灌草坪,也用于消防和发生灾害时应急使用。尤其提倡在房前屋后因地制宜修建占地少的雨水入渗设施,例如在屋顶修建蓄水系统、或修建屋顶蓄水和渗井、渗沟相结合的回补系统,雨水在屋顶集蓄后,逐步放入渗井或渗沟,再回补地下。
美国的雨洪利用结合了回补地下水、防洪、排水河道的抗冲保护和水质改善等多种要求,并作为土地利用规划的一部分。马里兰等州都有雨水利用的法规,要求包括道路、商业区、住宅区在内的所有建设项目,都要满足洪水管理要求,并包括水量和水质两个方面。降雨初期产生的径流很脏,冲洗了地面很多废物、泥沙以及污染物,因此最初1英寸的降水的径流被禁止直接排入排水系统,而必须经过过滤处理。新建项目必须能够蓄纳一年一遇的洪水量,对于更大的洪水,必须有足够的排洪设施并不能加大下游的洪水风险。
泰国是农村利用雨水规模较大的国家。20世纪80年代以来开展的“泰缸”(Tai jar)工程。在泰国东北部地区,一栋房子如果没有积存雨水的缸子就不成为一个家。用水泥混凝土浇制的泰缸替代早期的陶缸,成本下降到十分之一。泰缸既可就地浇制,也可以在加工场集中批量制造。泰缸已被推广到非洲、加勒比海等许多地区。在澳大利亚和新西兰,不能集中供水的偏远地区,生活用水几乎都是靠收集雨水。
加勒比海岛国巴巴多斯于1996年要求所有新建的大于3000平房英尺的住宅、大于1000平房英尺的商用建筑,都必须建造雨水存贮设施。
国外城市地区的雨水利用经验,除了具体的技术,主要有三条:一是树立建设项目的低影响设计理念,原则上所建设的项目不能加重周围地区的洪水排泄负担;二是有严格的法规,规定建设项目必须建设雨水利用设施;三是采取经济手段来进行激励和调控,例如收取雨水排放费、对开展雨水利用的用户则减免雨水排放费、对雨水利用设施的建设进行补贴,等等。
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