王兆庚，郭祺忠，2，练继建，陈 亮

（1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300354；2.罗格斯大学 土木与环境工程系，新泽西州，美国 08854）

1 研究背景

城市雨水回补地下水是雨水利用及资源化的一种重要形式，对于城市的发展具有重大意义。城镇化加快，不透水面积（硬化路面及建筑面积等）不断增加，改变了自然雨水水文过程［1］。据国家统计局、住建部公开数据，近40年内（1978—2017年），中国人口城镇化率增加了40.6%（由17.9%增长为58.5%），同时伴随着不透水面积的急剧增长，其中建筑与小区占城区面积的近70%［2］。该过程加大了地表径流，减少了雨水下渗量；使得近80%的降雨形成径流，雨水径流量增加70%左右，下渗量减少约40%，导致城市地下水无法得到补给、地表径流增加，引起城市水资源短缺及内涝频发问题［3-5］。《中国水旱灾害公报》［6］公开数据显示，近10年内（2008—2017年），北方平原区地下水含蓄量平均每年减少38 亿m3，逐步造成地下水空洞，且每年有近170 多个城市遭受不同程度的进水受淹或暴雨内涝，造成平均每年2000 亿元左右的经济损失。因此增加地下水含蓄量，减少城市内涝灾害的发生，迫在眉睫。然而，有关研究表明［7-9］，降落至地表的雨水，尤其是屋面雨水水质较好、污染较轻，较路面雨水具有更高的利用价值。而且降落至建筑屋面的雨水本身具有势能，这部分势能对于提高雨水利用效率，具有很高的开发价值。故加强雨水尤其是建筑屋面雨水的利用，以及屋面雨水资源化对于上述问题的缓解具有重大意义。……