数量经济技术经济研究.docx

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1、数量经济技术经济研究 摘要：目前我国大部分城市都有不同程度缺水状况，而汛期的雨水又常常给许多城市带来洪涝灾难，这种冲突的产生就是因为城市雨水没有得到充分的、科学的利用。对城市雨水利用的技术、经济与环境影响进行了具体的分析，并据此提出了城市科学舍理利用雨水的方案。 关键词：雨水；技术；经济；环境影响 中图分类号：TV2139 文献标识码：A 文章编号：10147328(2022)0400370 雨水利用有特别悠久的历史，早在公元前2000年，中东地区就有雨水利用的范例。我国也在很早就起先了雨水利用1。到了近代，随着地下水、地表水的开采利用技术的发展，人们雨水利用意识渐渐淡化。到2O世纪后半叶，随

2、着城市化进程的加快，水污染的加剧，水资源短缺已经成为许多地区发展的制约因素，因此雨水利用又被重新重视起来。 1 城市雨水利用技术分析 从广义上讲，陆地上一切形式的水资源利用都是雨水利用，而我们现在所说的雨水利用是特指有目的地对降雨资源进行收集、调配和利用等过程。 城市雨水利用包括雨水的收集、储存、限制并高效利用等过程。雨水用途包括：补充地下水、绿化用水、景观用水、城市杂用(洗车、冲洗道路及建筑物、消防等)、居民杂用、工业用水，深度处理后还可以用作饮用。 1.1 集流系统 1.1.1 收集面 城市雨水收集面大致可分为2种：一种是不渗水集雨面收集(屋面、混凝土面、水泥土或三合土面、塑料薄膜面、原土

3、夯实面等)，它们通过径流方式收集到一起；另一种是渗水面收集(绿地、渗透地面等)，这种收集主要为浇灌绿地、涵养地下水等。 集流面形式应依据各地的详细条件来选择。对于城市市区路面，假如条件允许的话最好运用渗水路面，并且要加大城市绿化面积，使绿地集雨并渗透地下，小区内或郊区庭院内为解决人畜用水的集流面应首先采纳屋顶，还可在庭院内铺设混凝土作为补充集流面，混凝土面效率可达75以上。对于以解决城市杂用、节水浇灌等为目的的雨水集蓄利用工程，集流面应因地制宜，尽量采纳现成的集水效率较高的集流面，如马路面、场院、郊区土路等。必要时，也可以采纳人工防渗集流面，如塑料薄膜集流面。薄膜集流面有2种铺设方法，一种是袒

4、露式，这种方式集流效率很高，可达95 以上，但塑料薄膜易老化，且简单被鸟琢破；另一种是在薄膜表面铺35 cm的沙，但效率降低。原土夯实集流面是一种完全就地取材的集流面，价格便宜，但集流效率较低，寿命较短2。 112 径流系统 我国现有城市市政工程中，城市排水系统主要有2种状况：一种是老城市中原有污、雨水合流制；另一种多为新建城市中的污、雨水分流制。要解决雨水大面积收集和大量贮存的问题，必需有详细的工程措施，对原有排水系统进行专项改造或新建专用排水系统。专用雨水收集系统除了要满意收集量的需求外，考虑到雨水的后加工和运用的要求，还必需作到在雨水人口处加设滤水格网，滤除城市中大颗粒固体垃圾，在管道全

5、范围内实行措施防止雨水污染等3。 1.2 蓄水系统 蓄水系统是对收集的雨水进行贮存和调控的系统。城市雨水贮存从工程设施的地理位置上可以分为就地贮存和异地贮存。 就地贮存有以下一些状况：绿地收集的雨水主要为本绿地供水，多余的水渗透到地下水中。对于渗透地面收集的雨水干脆渗透到地下，用来涵养地下水，假如雨量大而不能渗下的就排人径流收集系统。有的地方建设了屋顶花园，将雨水干脆贮存到屋顶，假如雨水过多则渗流下来。还有一些不渗透集雨面较小，储水量不大，可就地贮存到水窖、塘坝、小水库等。 异地贮存主要是集雨面较大而不渗透的地面等收集的雨水通过专用雨水排水系统调到大的专用雨水贮水池或排放到河道、湖泊、水库或池

6、塘内。贮水池可建在地上，结合城市规划，可建成湖面、水景等，兼有美化城市的功能；也可建在地下，如公路、广场或建筑物底下等，既不占用城市面积，又有利于防止污染，并且建在地面下可就近收集，削减管道长度，节约管网造价。 1.3 用水系统 城市收集储存的雨水可以有许多用途，依据水质和收集方式的不同，雨水的利用方式也不同 1.3.1 补充地下水 雨水补充地下水方法设施种类许多，大致可分为人渗补充地下水和干脆回灌地下水两大类，如图1。 (1)入渗补充地下水。绿地收集的雨水主要为本地植物供应水分和涵养地下水。将用于城市绿化的草地和花池稍加改造变成浅水蓄水池，一般蓄水池深度可达1020 cm，大面积草地可依据地

7、势改变状况分块蓄水，这样雨季可蓄存一部分雨水，蓄存的雨水随着时间的推移可自动渗透地下。补充地下水；另外，由于贮存的雨水对草地和花池起到浇灌作用，因此可削减对草地和花池浇灌的次数和用水量，节约自来水3。在绿地建设中，应使绿地低于四周的地面或道路，不仅使绿地上的雨水能人渗下去，而且还能使四周地面上的雨后产流汇人绿地，补给地下水。探讨表明，绿地与四周地面的高度。对绿地雨水利用的数量有很大影响4。 除绿地外，渗透地面、渗透管、渗透沟、渗透池(坑)等也是渗透补充地下水的常用设施。而且，城市要充分考虑增加雨水人渗的问题，应尽可能建设透水路面。 (2)干脆回灌地下水。在雨季，利用城市中已有渗井或人工建成的渗

8、井将雨水加压渗透地下，或在城市四周建设雨洪地下水回灌系统，发展地下调蓄，利用雨洪水和上游水库的汛期弃水进行地下水回灌，以补充地下水，抬高地下水位。这对于地下水超采已使地面沉降，甚至海水倒灌的城市尤其重要。 入渗式涵养地下水可应用于城区、生活小区、公园、道路和厂区等各种状况下，规模大小因地制宜，设施简洁，可减轻对雨水收集、输送系统的压力，补充地下水，还可以充分利用表层植被和土壤的净化功能削减径流带入水体的污染物。但一般渗透速率较慢，而且在地下水位高、土壤渗透实力差或雨水水质污染严峻等条件下应用受到限制。集中式深井回灌容量大，可干脆向地下深层回灌雨水，但对地下水位、雨水水质有更高的要求，尤其对用地

9、下水做饮用水源的城市应慎重5。 1.3.2 雨水的中水利用 雨水中水利用是将收集的雨水，经过处理后达到肯定的水质标准，用于居民杂用、城市清洁、绿化、喷洒路面、消防和维持城市水体景观等。我国人均综合日用水量约为300350 L(人d)，其中用于不干脆接触人体的各种杂用水约占总用水量的506。因此，收集城市雨水加以适当处理后进行中水利用，有很大的节水潜力。 1.3.3 用作饮用水水源 在一些极度缺水的城市，可以依据雨水水质进行雨水处理，以生产自来水。一般降雨的初始阶段(大约降雨2 mm以内)水质比较差，此后雨水水质较好6。将雨水干脆处理达到饮用水标准后用于饮用，或者将水质比较好的雨水集中收集到自来

10、水的来源水库、河流中，经水厂处理后供应饮用；还可以雨水回灌地下水后再抽取地下水作饮用水。 2 城市雨水利用的经济分析 雨水集蓄利用工程在经济上是否可行，甘肃省曾对此作过分析2。几个主要结论是：解决人畜用水问题，雨水集蓄工程国家人均资金投入，仅为人畜饮水常规工程的13115；不须要国家补助运行费；雨水集蓄工程的成本为远距离调水的16118；雨水集蓄工程大部分可以依靠群众自筹，国家只需补助造价中的一小部分，是一项费省效宏的工程。如，北京市某雨水利用工程4，雨水收集基本建设投资不到200元/m3，运行费用不足O1元m3。 下面对小区雨水利用进行一下经济分析。小区雨水利用方案依据当地条件可以设计为渗透

11、、中水利用或集中方式的组合。表1为各小区雨水利用经济数据对比7-9。 表1中，“年利用雨水量”是指雨水干脆处理成中水回用于城市杂用的水量；“雨水渗透后转化成自来水的成本”包括雨水渗透工程总投资折旧费(折旧年限按3O年计算)、工程运行费用以及从地下抽取地下水变成自来水的费用；“雨水转化成单位中水成本”包括工程总投资折旧费、转化成中水的运行费用。 由表1可看出对于城市小区来说，雨水通过渗透地下再转化成自来水的成本为135元 左右，雨水干脆用于中水成本大约为1619元m3之间，虽然由于各地详细条件和雨水利用方案的不同，雨水转化成本可能会有较大的差异，但不难总结出雨水利用成本水价在O52O元m3之间，

12、可以看出雨水利用在经济上是特别合理的。 从工程投资方面来看，雨水利用设施造价普遍比较低，只须要国家投入一小部分资金，其余可以由小区自行解决，有的甚至完全不须要国家投资。所以建设雨水利用工程在经济上比较可行。 3 城市雨水利用的社会及环境效益分析 雨水利用的效益是多方面的，更多地表现为社会效益、环境效益等间接效益，所以评价雨水利用更应当看它的社会效益和环境效益。 3.1 涵养地下水产生的效益 在我国许多城市，由于地下水过量开采，导致地下水位下降，地下漏斗范围不断扩大，甚至出现了地面沉降、海水倒灌。通过绿地、透水性地面等将雨水渗透地下，或者依据状况干脆将雨水回灌地下，能够起到涵养地下水、防止地面下

13、沉、海水倒灌的作用。另外，地下水补充的足够多时，还可以抽取地下水作为生活用水等。同时，地面土壤起到净化雨水的作用。 3.2 美化环境产生的效益 水自古以来就被人们认为是美化环境的物质，而到了近代，由于工业的兴起、人口的增多、城市的扩张、污染的加重，使得水资源越来越短缺，许多以水为主要特征的景观都不存在了。而我们现在的目标是构建人与自然和谐社会，不仅要满意人们在衣食住行上的要求，也要满意人们美的享受。美化环境，使世界呈现自然风貌，是人类共同的目标。通过雨水利用能够补充水体、滋养绿地、补充景观用水，产生很大的环境效益。 3.3 防洪产生的效益 雨水合理利用具有防洪的作用。由于城区的扩张，不透水面积

14、逐年增加，使城区的雨水径流峰值明显增大。流出时间缩短，当出现较大的降雨时，造成市内雨水积存，影响交通，破坏建筑物，给城市的生产和生活造成极大的影响。这样就形成了城市水资源短缺与暴雨季节排水压力增大的冲突。雨水渗透和利用能有效地解决这个冲突。此外，人们相识到城区雨水的快速排出增加了接纳水体洪涝危害、河岸侵蚀和污染物冲击负荷，还造成合流制系统中污水处理厂运行的困难及一部分雨污水合流外溢而污染水体。雨水利用工程建成后，可有效地减轻排水系统压力和路面积水问题。 3.4 消退污染而削减的社会损失 据分析，为消退污染每投入1元可削减的环境资源损失是3元10，即投入产出比为1：3。雨水收集和入渗可以大大削减

15、污染雨水排入水体，也削减了因雨水的污染而带来的河流水体环境污染，这样因削减污染而产生的经济效益也是很大的。 3.5 节约城市排水设施的运行费用 雨水渗透与利用后，削减向市政管网排放雨水，减轻市政管网的压力，也削减市政管网的维护费用。管网运行费用为008元，m311，则雨水渗透与利用每年可节约巨大的城市排水设施的运行费用。 3.6 雨水利用对水环境的影响 雨水利用水环境不会造成负面影响。雨水利用量占整个雨水资源量的比例很小，从远景看，即使是最乐观的估计，开发利用的雨水也只可能占全部雨水资源的一百零一分之一、二，我国北方地区的径流系数为0.050.3，南方地区为0205，消耗的雨水所削减的河川径流

16、充其量也只是15，不会造成对河川径流大的影响，可以说是一种生态环境友好的工程5。以黄河流域2022年为例12，西北及华北地区雨水利用削减其径流约22亿m 3，仅占黄河流域年径流量的33，可见其影响是特别小的，不会对河川径流造成影响。 4 城市雨水利用模式 依据以上城市雨水的技术、经济及社会环境效益分析，可以总结出，城市雨水利用在技术上可行的，并且具有较大的经济效益、社会效益和环境效益，有利于城市可持续发展。所以，我们要加强对雨水利用的探讨，加快城市雨水利用，建议雨水利用模式如图2所示。 参考文献： 1 牟海省国内外雨水利用的历史、现状和趋势A中国雨水利用探讨文集C江苏：中国矿业高校出版社，19

17、101 2 朱强，李元红论雨水积蓄利用技术A中国雨水利用探讨文集C江苏：中国矿业高校出版社，19101 3 王季震城市雨水资源化利用及工程方法J华北水利水电学院学报，2004，25(2)：46 4 李丽娟城市雨水利用的潜力与对策A雨水利用与资源探讨文集C北京：气象出版社，2001 5 车伍现代城市雨水利用技术体系J北京水利，2003，(3)：1618 6王国平，庄敏城市雨水利用途径及措施的探讨J能源技术与管理，2022，(1)：6667 7 李俊奇城市雨水利用方案设计与技术经济分析J给水排水，2001，27(12)：2528 8 邓风，陈卫南京住宅小区雨水回用方案技术经济分析J城市环境与城市生

18、态200316(6)：104106 9 曾鸿鹄某小区雨水回用工程设计A华南青年地学学术研讨会论文集C广州：广东人民出版社，2003 1O邬扬善城市污水处理 投资与决策M北京：中国环境科学出版社11012 11邬扬善北京市中水设施的成本效益分析J给水排水，11016，22(4)：3 1-33 12李勇雨水集蓄利用的环境效应及探讨展望J水土保持探讨，2002，9f41：1821 基金项目： 南开高校“1015工程”循环经济哲学社会科学创新基地资助项目(A05005) 作者简介：胡晓亮(11011-)，男，硕士探讨生，主要从事环境科学探讨工作。 来源：海河水利2022.8 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页