每逢雨季，城市常面临 “暴雨内涝” 与 “雨水白白排走” 的双重困境 —— 一方面，短时间强降雨导致管网超负荷、道路积水；另一方面，大量雨水未经利用直接排入江河，待旱季来临时，又需依赖地下水或外调水缓解供水压力。据统计，我国多数城市雨季雨水资源化利用率不足 10%，而旱季城市缺水率超 20%，“排涝” 与 “节水” 的矛盾日益突出。因此，设计科学的 “雨水收集 - 存储 - 回用” 系统，将雨季多余雨水转化为可用资源，成为破解城市水问题的关键。本文将从系统设计原则、核心组件选型、场景化应用方案及实践案例四方面，详解如何实现城市防洪排涝与水资源利用的双赢。

一、系统设计核心原则：兼顾 “排涝效率” 与 “资源利用”

“雨水收集 - 存储 - 回用” 系统并非简单堆砌设施，需遵循 “先排涝、后利用”“因地制宜、分类设计”“经济高效、长效运维” 三大原则，确保在应对暴雨时优先保障排涝安全，同时最大化雨水利用价值：

（一）先排涝、后利用：筑牢防洪底线

系统设计需优先满足防洪排涝需求，避免因追求雨水利用而影响内涝防控。具体体现在：

降雨量分级处理：设定 “小雨 - 中雨 - 大雨 - 暴雨” 四级响应机制，小雨（日降雨量≤10mm）时，雨水全量收集；中雨（10mm＜日降雨量≤25mm）时，70%-80% 雨水收集，剩余通过管网排涝；大雨（25mm＜日降雨量≤50mm）时，仅收集初期雨水（前 15-20 分钟），重点保障排涝；暴雨（日降雨量＞50mm）时，暂停收集，所有雨水通过排涝系统快速排出，避免收集设施滞留雨水导致内涝。

管网协同设计：雨水收集系统需与城市排水管网、调蓄池联动，例如，小区雨水收集池与市政管网之间设置 “溢流闸门”，当收集池满容且降雨量超中雨标准时，闸门自动开启，雨水接入市政排涝管网，防止倒灌。某南方城市小区实践显示，按此原则设计后，暴雨期间未出现积水，同时雨季雨水收集量达年降雨量的 35%。

（二）因地制宜、分类设计：适配不同城市场景

城市不同区域（住宅小区、市政道路、工业园区）的雨水特征、利用需求差异显著，需针对性设计系统：

住宅小区：雨水主要来自屋面、绿地、路面，污染程度较低（SS≤100mg/L），优先用于绿化灌溉、道路冲洗、景观补水，系统设计侧重 “分散收集、就近回用”；

市政道路：雨水含泥沙、油污较多（SS≤300mg/L、石油类≤5mg/L），需强化预处理，回用方向以道路冲洗、市政绿化为主，系统需结合道路排水坡度设计收集点位；

工业园区：雨水可能携带工业污染物（如重金属、有机物），需严格处理（如加设重金属去除单元），回用优先满足厂区冷却用水、地面冲洗，若水质不达标则仅用于生态补水（如厂区景观湖）。

（三）经济高效、长效运维：控制成本与保障稳定

系统需平衡建设成本与长期收益，避免 “重建设、轻运维”：

低成本预处理：优先采用 “弃流过滤 + 沉淀池” 等低成本预处理工艺，替代高成本的膜过滤，例如，道路雨水收集先通过弃流装置排除初期污染雨水（前 5-10 分钟），再经格栅过滤泥沙，最后进入沉淀池，SS 去除率可达 60%-70%，单吨水预处理成本控制在 0.2 元以内；

模块化设计：采用模块化存储设施（如拼装式水箱、地下蓄水池），可根据雨水收集量灵活增减容量，避免一次性大投入；同时，选用免维护或低维护设备（如太阳能自控闸门、自清洁过滤器），降低年均运维成本（控制在系统总投资的 5% 以内）。

二、系统核心组件选型：从 “收集” 到 “回用” 的全流程适配

“雨水收集 - 存储 - 回用” 系统由收集、预处理、存储、回用四大核心环节组成，每个环节的组件选型直接影响系统效率与成本，需科学匹配场景需求：

（一）收集环节：高效捕捉雨水，减少流失

收集组件需根据不同汇水面特征选择，确保雨水最大化捕捉：

屋面雨水收集：采用 “屋面虹吸雨水斗 + 专用管道”，虹吸斗排水能力是普通雨水斗的 3-5 倍，适用于高层建筑（10 层以上），可快速收集屋面雨水，减少滞留；低层建筑可采用 “重力流雨水斗”，成本更低，单斗收集面积可达 50-100㎡；

绿地雨水收集：通过 “渗透式植草沟 + 渗透井” 组合，植草沟坡度控制在 1%-3%，引导雨水流入渗透井，同时绿地种植耐旱耐涝植物（如麦冬、鸢尾），减少雨水蒸发；渗透井采用透水性材料（如多孔混凝土），直径 0.8-1.2m，深度 2-3m，可补充地下水，同时收集部分雨水（渗透率 30%-40%）；

道路雨水收集：在道路两侧设置 “路缘石排水口 + 雨水篦子”，排水口间距 15-20m（低洼路段缩短至 10m），雨水篦子采用防盗防堵塞设计（格栅间隙 5-10mm），避免泥沙、垃圾堵塞管道；同时，在道路下方铺设 “渗透排水管”（透水率≥1×10⁻³m/s），部分雨水通过管道渗透至地下，剩余进入收集系统。

（二）预处理环节：降低污染，保障回用安全

预处理是决定雨水回用可行性的关键，需根据雨水污染程度选择工艺：

轻度污染雨水（如小区屋面、绿地）：采用 “弃流 + 格栅 + 沉淀池” 工艺，弃流装置（如气动式弃流器）排除前 5-10 分钟初期雨水（含污染物较多），格栅过滤大颗粒杂质（如树叶、石子），沉淀池（停留时间 30-60 分钟）去除悬浮物，SS 去除率可达 70%-80%，出水 SS≤30mg/L，满足绿化灌溉需求；

中度污染雨水（如市政道路）：在 “弃流 + 格栅 + 沉淀池” 基础上，增加 “过滤罐（石英砂 + 活性炭）”，石英砂过滤悬浮物（SS 去除率再提 15%），活性炭吸附油污、有机物（石油类去除率达 80%），出水石油类≤1mg/L，可用于道路冲洗；

重度污染雨水（如工业园区周边道路）：需叠加 “化学预处理（如 PAC 投加）+ 膜过滤（微滤膜）”，PAC（聚合氯化铝）投加量 5-10mg/L，去除胶体态污染物与重金属，微滤膜（孔径 0.1-1μm）进一步截留细小颗粒，出水 COD≤50mg/L、重金属≤0.1mg/L，可用于工业冷却用水。

（三）存储环节：平衡雨季收集与旱季回用

存储设施需兼顾容量、占地、成本，常用类型包括：

地下蓄水池：适用于用地紧张的城区（如住宅小区、市中心道路），采用钢筋混凝土结构，容积 50-500m³（小区）、500-2000m³（市政道路），设置在地下车库、绿地下方，不占用地面空间；配备液位传感器与自动补水装置，当水位低于 1/3 容积时，停止回用并等待雨季补水；

拼装式水箱：适用于新建区域（如开发区、新建小区），采用食品级 PE 或不锈钢模块拼装，容积 10-100m³，安装周期短（3-5 天），可根据需求增减模块，成本较地下蓄水池低 20%-30%；

调蓄塘 / 景观湖：适用于公园、工业园区，利用天然水体或人工湖作为存储设施，搭配水生植物（如芦苇、荷花）进一步净化雨水，容积 1000-10000m³，兼具存储、净化、景观功能，某工业园区调蓄塘雨季收集雨水 2 万 m³，旱季可满足 3 个月的绿化与地面冲洗需求。

（四）回用环节：按需分配，最大化利用价值

回用系统需根据水质与用户需求，实现 “分质供水”：

低水质需求（绿化灌溉、道路冲洗）：采用 “重力流 + 变频泵” 供水，预处理后的雨水直接接入绿化灌溉管网、道路冲洗栓，配备电磁阀与定时器，实现自动灌溉（如每天凌晨 2-4 点灌溉，避免白天用水高峰）；

中水质需求（景观补水、厕所冲水）：需增加 “消毒单元（如紫外线消毒）”，紫外线剂量≥40mJ/cm²，杀灭细菌、病毒，确保水质安全，通过专用管网输送至景观水池、卫生间冲水系统，与自来水系统形成 “双管网”，避免混接；

高水质需求（工业冷却、洗车）：在消毒基础上，增加 “反渗透（RO）装置”，去除离子与有机物，出水 TDS（总溶解固体）≤100mg/L，满足冷却用水与洗车需求，某汽车厂采用该工艺，雨季雨水回用率达 40%，年节约自来水 12 万吨。

三、场景化应用方案：不同城市区域的系统设计实例

针对住宅小区、市政道路、工业园区三大典型场景，设计差异化的 “雨水收集 - 存储 - 回用” 系统方案，确保落地可行性：

（一）住宅小区：“分散收集 + 就近回用”，降低物业成本

以 1000 户、占地 5 万㎡的中型小区为例：

收集范围：屋面（面积 2 万㎡）、绿地（面积 2 万㎡）、道路（面积 1 万㎡）；

系统配置：

屋面：每栋楼安装 2-3 个虹吸雨水斗，雨水经专用管道接入地下蓄水池（容积 300m³）；

绿地：设置渗透式植草沟（总长 500m）与渗透井（20 口，直径 1m），部分雨水渗透补充地下水，部分流入蓄水池；

预处理：采用 “气动弃流器 + 格栅 + 沉淀池”，弃流初期 5 分钟雨水，沉淀池停留时间 40 分钟；

回用：雨水经紫外线消毒后，接入绿化灌溉管网（覆盖小区所有绿地）与地下车库冲洗栓，剩余雨水用于景观水池补水；

成效：雨季可收集雨水约 5000m³，旱季可满足 4 个月的绿化灌溉与车库冲洗需求，年节约自来水费用约 3 万元，同时减少小区雨季排涝量 30%，降低内涝风险。

（二）市政道路：“线性收集 + 集中回用”，服务市政运维

以 1 公里、双向 6 车道的城市主干道为例：

收集范围：道路路面（面积 8000㎡）、两侧人行道与绿化带（面积 4000㎡）；

系统配置：

道路：每 15m 设置 1 个防堵塞雨水篦子，雨水经路缘石排水口接入地下渗透排水管，部分渗透，部分流入道路中段的地下蓄水池（容积 1000m³）；

绿化带：采用 “植草沟 + 渗透井”，引导雨水进入蓄水池；

预处理：“弃流装置（弃流前 10 分钟雨水）+ 格栅 + 沉淀池 + 石英砂过滤罐”，SS 去除率达 85%；

回用：雨水通过变频泵输送至道路冲洗车取水点（每 500m 设 1 个）与绿化带灌溉栓，用于道路日常冲洗与绿化养护；

成效：雨季可收集雨水约 8000m³，年可替代 30% 的市政绿化与道路冲洗用水，节约自来水 1.2 万吨，同时减少道路雨水排涝量 40%，降低市政管网负荷。

（三）工业园区：“分质收集 + 梯级回用”，降低工业用水成本

以占地 10 万㎡的机械制造园区为例：

收集范围：厂区屋面（3 万㎡）、停车场（2 万㎡）、道路（2 万㎡）、绿地（3 万㎡）；

系统配置：

分质收集：屋面雨水（污染轻）直接接入清水储罐（容积 500m³），停车场与道路雨水（含油污、泥沙）接入污水储罐（容积 800m³），绿地雨水通过渗透补充地下水；

预处理：清水储罐雨水经 “格栅 + 沉淀池 + 紫外线消毒”，用于绿化、厕所冲水；污水储罐雨水经 “弃流 + 格栅 + 沉淀池 + PAC 投加 + 微滤膜 + 消毒”，用于厂区地面冲洗、设备冷却；

回用：冷却用水通过专用管网接入车间冷却系统，地面冲洗用水接入厂区冲洗栓，实现 “梯级利用”；

成效：雨季可收集雨水约 1.5 万 m³，年回用率达 50%，替代 20% 的工业杂用水，年节约水费约 8 万元，同时减少园区雨季排涝量 35%，避免雨水携带工业污染物外排。

四、实践案例：城市级雨水利用系统的双赢成效

（一）案例 1：深圳光明区 “海绵城市 + 雨水利用” 系统

深圳光明区作为国家海绵城市试点，构建了 “全域雨水收集 - 集中存储 - 分质回用” 系统：

收集：在道路、小区、公园铺设渗透式铺装（面积超 100 万㎡），建设植草沟 300 公里、渗透井 5000 口，最大化收集雨水；

存储：新建地下调蓄池 20 座（总容积 50 万 m³），利用河道、湖泊作为天然调蓄设施（总容积 100 万 m³）；

回用：雨水经预处理后，用于市政绿化（占回用总量 40%）、道路冲洗（30%）、小区补水（20%）、河道生态补水（10%）；

成效：雨季雨水资源化利用率达 45%，年节约自来水 800 万吨，同时区域内涝发生率从 2018 年的 15 次 / 年降至 2024 年的 2 次 / 年，实现 “排涝” 与 “节水” 的双重改善。

（二）案例 2：苏州工业园区雨水回用工程

苏州工业园区针对工业用水需求大的特点，设计 “雨水 - 再生水 - 工业用水” 联动系统：

收集：园区道路、厂房屋面雨水通过专用管网收集，区分 “清洁雨水” 与 “污染雨水”；

处理：清洁雨水经简单过滤消毒后，用于绿化、冲洗；污染雨水经深度处理（混凝 + 过滤 + 反渗透）后，接入园区工业冷却用水管网；

联动：与园区污水处理厂合作，将雨水与再生水混合，满足不同工业企业的用水需求；

成效：2024 年园区雨水回用总量达 200 万吨，占工业杂用水总量的 25%，年减少地下水开采 150 万吨，同时雨季园区排涝压力降低 50%，未出现工业污染雨水外排事件。

结语

城市防洪排涝与水资源利用并非对立，通过科学设计 “雨水收集 - 存储 - 回用” 系统，可将雨季 “负担” 转化为旱季 “资源”。核心在于遵循 “先排涝、后利用” 原则，根据不同场景选择适配的组件与工艺，实现 “收集高效、存储合理、回用安全”。从实践来看，这类系统可使城市雨季雨水资源化利用率提升至 30%-50%，同时减少排涝量 30%-50%，既缓解内涝压力，又降低自来水依赖。未来，随着海绵城市建设的推进与智慧化技术（如 AI 调度、物联网监测）的融入，“雨水收集 - 存储 - 回用” 系统将更精准、高效，为城市水安全与水资源可持续利用提供坚实支撑。