随着全球水资源紧张加剧，在中国及世界许多地区，雨水不仅作为生产用水，而
且作为生活用水得到广泛应用，但作为饮用水源的水质问题研究薄弱，研究雨水作为
饮用水源的水质变化对饮水安全影响具有重要意义。本研究针对黄土区微型蓄雨设施
中水体污染物时空分布及对饮水安全影响等方面存在的问题，选取与人体健康密切相
关的水体典型污染物作为研究对象，通过理论分析和室内外试验相结合的方法，重点
研究了蓄集雨水典型污染物时空变化规律及作用机制，取得主要成果如下：
1、蓄雨水体水质随时间变化规律。雨水贮存过程中，污染物含量随时间增加呈
现逐渐降低，在 20~30 天内达到稳定的趋势，该变化趋势符合水体自净作用影响规律。
分析了贮存过程中沉降、扩散、降解和源汇等作用对污染物迁移转化影响，概化了污
染物随时间变化过程，建立了基于降解和源汇的计算公式，验证结果表明浊度和 COD
模拟结果较理想；含氮化合物影响因素复杂，其模拟结果具有一定偏差，但变化趋势
一致，说明该公式在一定程度上反应蓄雨水体污染物随时间变化。计算与实测结果表
明，蓄雨设施贮存雨水 20~30 天后水体污染物含量较低，为适宜取水时段，该结论对
饮水安全具有重要实际意义。
2、蓄雨水体水质的空间变化服从重力与扩散相互作用规律。实测结果表明，贮
存雨水污染物含量沿垂线分布呈现两端高、中间低的特征，主要受底层沉积物质和表
层水体漂浮物两个主要污染源及水体生物的影响，本质是重力和扩散相互作用的结
果。基于重力与扩散的相互作用，根据贮存水体边界条件，给出了污染物沿垂线分布
的公式，利用实测的浊度和 COD 资料验证，发现模拟结果存在一定偏差，但分布趋
势一致，表明该公式在一定程度上揭示了水体污染物的空间分布规律，但计算较复杂。
为了计算方便，依据实测资料给出了污染物沿垂线方向的经验性关系。上述研究结果
表明，在相对水深 0.4~0.6 h 处污染物含量最低，为适宜取水位置。该结论对蓄雨设
施饮水安全提供了技术保障。
3、不同蓄雨材料对蓄雨水体水质影响。试验结果表明，蓄雨水体水质变化的稳
定阶段主要受扩散作用影响，微型蓄雨设施材料对水体影响较大。进一步研究表明，采用新型材料 MBER（a Material Becoming Earth into Rock）土壤固化剂的蓄水设施水
体污染物时空分布与其它常用材料一致，但土壤固化剂对比水泥材料蓄水污染物含量
降低 15~20%，空间分布上水体中部位置相对浊度和 COD 含量分别降低 15%和 8%左
右。分析表明，与水泥材料相比，土壤固化剂与土壤及水的相互作用，产生了更多的
具有吸附作用的 Ca(OH) 2 等产物，强化了水体的自净作用。上述结果表明 MBER 土
壤固化剂作为蓄雨设施材料具有水质好的优势，作为安全饮水工程材料具有可行性。
4、安全蓄雨水质的简易评价方法研究。针对饮用水监测指标过多，水质不易评
价的问题，研究发现，不同的污染物成分多数具有一定的联系，可以通过统计分析排
除内在联系，优化出浊度、COD、易溶离子（如硝酸根）和 pH 共 4 个指标作为总体
控制指标来评价水体水质状况。利用 4 个指标建立了以安全饮水为目标的雨水水质评
价方法，经过实测资料分析和与其它方法的比较，表明该方法在评价雨水适宜饮用问
题上，具有直观、可靠和实用的特点。
5、安全蓄雨设施对典型地区雨水利用的水质保障作用。在地表水为苦咸水，地
下水为高氟水的定边白云山地区，农村庭院以固化土及水泥等为材质的蓄雨设施水体
水质监测结果表明，使用期内水质基本符合饮水安全要求，取水拟在水体中上部。而
在黄土高原丘陵沟壑区小流域的塘、河、库蓄集雨水监测结果表明，除部分水体浊度
和 COD 含量较高以外，水质基本符合饮水安全要求。蓄雨设施不但有助于解决小流
域尺度的饮水安全问题，同时具有防治水土流失的作用。
关键词：蓄雨设施；饮水安全；水质变化；水质评价；土壤固化剂