基于绿色水利理念下的家庭雨水收集利用措施

摘要：绿色水利是一种现代水利事业在可持续发展大环境下提出的新型水资源管理理念。本文基于绿色水利理念综述了美国新泽西州在雨水径流管理方面的策略，并着重阐述了家庭雨水收集措施，旨在对我国绿色水利事业的发展起到借鉴和参考的作用。

关键词：家庭雨水收集；绿色水利；美国；新泽西州

正文

1 绿色水利理念概述

1.1 绿色水利的提出

随着经济的不断发展，对于自然环境产生的负面影响日趋严重，这一问题也在世界范围内引起广泛关注。本着可持续发展的原则，各行各业在追求发展与经济的同时，兼顾了生态与效益的平衡。因此绿色发展的理念应运而生，并在全球范围各领域获得广泛认可。20世纪60年代，率先在工业设计中提出并广泛应用[1]。

绿色水利是一种现代水利事业在可持续发展大环境下提出的新型水资源管理理念。在人类开发利用水资源的同时，要减少生态破坏，促进人与自然的和谐共处。

1.2 绿色水利的原则

1.21 生态保护优先原则

水资源的开发利用依靠水利工程来实现，在水利工程的设计、实施、维护等过程中，始终应该坚持生态保护优先考虑的原则，不能因为经济利益而忽视了生态保护。

1.22 自然环境友好原则

在水利工程实施的各个环节，应秉持采用环保技术、使用环保材料，减少污染，循环使用的原则。

1.23 使用资源节约原则

资源是有限的，甚至有些资源是不可再生的，因此在使用资源时，要提高资源利用率，减少浪费，循环利用。

1.24 坚持持续发展原则

可持续发展的理念赢贯穿水利工程实施的各环节，确保水资源长期可持续利用，与经济和社会发展需求平衡。

1.3 绿色水利的应用领域

1.31生态水利工程

水利事业的建设和发展离不开水利工程的实施，生态水利工程以保护和修复生态系统为核心，保证水资源能够合理化利用。例如生态河道的修复，湿地的保护，水库的优化调度等。

1.32节水灌溉

节水灌溉主要应用于农业，以此来减少农业用水。

1.33水资源循环利用

全球很多国家都在水资源的循环利用领域做了研究，包括雨洪管理、海绵城市等，本文要讨论的雨水收集措施就在其中。美国在这方面较为领先，通过绿色基础设施实现雨水的积存、渗透和净化。例如雨水花园、透水铺装、绿色屋顶。

2 美国新泽西州雨水径流管理

新泽西州在上世纪八十年代就有了最初的雨水管理法规和对应设计手册，主要针对水量（雨洪）管理。2004年的更新版多加了水质和地下水回补要求。2020的更新版要求必须用“绿色雨水基础设施”满足以上三类要求并明确了什么雨水控制设施是“绿色雨水基础设施”。2023年7月的最新版又多加了考虑未来气候变化的要求。

2.1 美国雨水径流管理目的

20世纪50年代，伴随着城市的快速发展，在重视城市污水处理的前提下，城市水质质量仍无法得到改善，因此美国开始重视雨水径流管理。目的是：

（1）从无管控的发展向有计划的管理转变；

（2）使雨水直接管道排放向有效的雨水管理利用转变，主要是通过绿色的水利基础设施来实现。

2.2 新泽西州雨水管理规定

在新泽西州2020年修订，2021年3月实施的《主要开发项目的雨水管理设计和性能标准》中规定：

（1）防洪标准：对于所有设计暴雨，施工后的径流峰值应小于施工前的径流峰值，两年一遇暴雨的径流峰值应降低至50%，十年一遇暴雨的径流峰值应降至75%，百年一遇暴雨的径流峰值应降低至80%。

（2）水质标准：施工后的径流中的总悬浮固体（TSS）平均每年必须去除80%。对于特殊的水资源保护区，TSS去除率要求达到95%。水质设计暴雨为2小时内不均匀大于1.25英寸。之前（2004年）的要求是：对于再开发项目，仅需要去除50%的总悬浮固体。

（3）供水（地下水补给）标准：施工前后的地下水补给量平均每年必须保持相同。

3 美国新泽西州家庭雨水收集措施

3.1 雨水桶

雨水桶主要是收集屋顶或者家庭其他集水区的径流，通常用于非饮用水用途的家庭用水，比如灌溉、清洗等。1000平方英尺的屋顶降下一英寸的雨水，大约可以收集600加仑。

雨水桶在新泽西州的家庭中使用不是很普遍，也有很多废弃的雨水桶。分析可能原因有：公众和相关人员认知不足；雨水桶不美观；位置不佳；对房主来讲储存量不足；设施用途发生变化等。

雨水桶虽然存在一些不足，但可以与其他家庭收集雨水的绿色设施联合使用，起到补充作用，对于雨水桶更好的使用，可以从改善外观、设立位置、容量大小等方面做更深入的研究。

3.2 绿色屋顶

绿色屋顶相比雨水桶更为美观，但成本也更高。主要由四层构成，由下至上分别是：排水材料、土木织物滤网/土工布滤网、土壤层、植被层。绿色屋顶主要分为拓展型绿色屋顶和密集型绿色屋顶。拓展型绿色屋顶具有较薄的机质层和低矮植物，由于耐旱性，景天属植物常被使用；而密集型绿色屋顶有更深的机质层，因此更适合根系较深的植物。

绿色屋顶比裸露的屋顶吸收的热量更少，尤其是针对隔热效果较差的老旧建筑，不论是制冷还是制热都很有效。据以往研究显示，夏季热量吸收约减少70%-90%，冬季的热量散失可减少约10%-30%。

图1 不同屋顶累积净流量对比图

3.3 雨水花园

雨水花园主要包括集水区、渗透区和补给区。雨水花园作为一种净化水质的手段，某些类型可以去除高达97%的大肠杆菌[2]，并且已被证明可以去除城市径流中大部分锌[3]。

4 几点思考

（1）我国家庭在雨水收集方面涉入很少，几乎为空白，如果出现花园也仅起到美化环境、装饰庭院的作用，这是因为人们意识淡薄还是气候位置不适宜又或者是经济、技术方面的原因，还需进一步探讨。

（2）针对我国国情是否可以制定一套较为实用的家庭雨水收集措施，以小带大，以点带面，推动我国绿色水利事业长足发展。

（3）政府管理机构是否可以制定和优化雨水径流管理规定，将水质、水量治理融入日常管理，保证绿色用水、防止和减少灾害发生。

参考文献

[1]刘琳，崔文正.绿色理念在水利工程中的应用[J].黑龙江水利科技，2024，52（07）：130-133.DOI：10.14122/j.cnki.hskj.2024.07.029

[2]Bioretention for stormwater quality improvements in Texas， Separation and Purification Technology， April 18， 2011

[3]Urban stormwater treatment using bioretention， Journal of Hydrology， Volume 397， Issues 3-4

牛婷婷（1987.9），女 汉族 河北省张家口人 学历：研究生 职称：助理工程师，从事水资源管理研究