新加坡是一个美丽的岛国，地处马来半岛南端，属于热带雨林气候，年均降水量达2100mm[1]。但该国受国土面积狭小、天然河湖稀少、河流流程短等先天地理条件限制，再加上人口密度大，水资源缺口十分突出。为突破缺水困境，新加坡打造了全球先进的“四大国水策略”。
目前，业内针对新加坡水务政策、新生水技术、海水淡化工艺及水资源管理制度的研究，已取得阶段性成果。本文将汇总介绍滨海堤坝的运作结构和功效，企业工厂的雨水收集和处理系统，永续概念下水的利用和管理。
雨水收集——滨海湾蓄水池
新加坡人均水资源量仅为211立方米[2]，位于世界倒数第二。为了解决水资源短缺的问题，新加坡在全国各地建立了17[3]个蓄水池并配套建设一个暴雨收集池系统以收集大量的雨水。其中最知名的滨海湾堤坝，既是防洪屏障，也打造出滨海蓄水池，该蓄水池跻身全球五大供水工程之一。
这座滨海堤坝全长约350米[4]，将滨海湾蓄水池和海洋隔开，蓄水池的蓄水面积超过一万公顷[5]。暴雨来临时，雨水不会渗入地下，而是经由人工管道、运河、排水管网汇入蓄水池。社区、街道随处可见雨水收集箱，例如植物园的收集箱，收集的雨水专门用于浇灌园内绿植。道路两侧数米宽的混凝土排水渠如同城市脉络，将路面雨水输送至蓄水池。
Figure 1 滨海湾淡水蓄水池
Figure 2 滨海湾堤坝全景图
Figure 3排水泵
雨水处理——深入企业工厂
新加坡的雨水资源化管理，是其实现供水安全的关键战略。笔者采访了ChiralTek企业创始人，双方围绕新加坡雨水水质监测的技术方案与现存难点展开交流。
在新加坡的雨水收集体系中，深层重力隧道是核心基础设施。创始人介绍，这类隧道深度可达数十米甚至上百米，依靠重力汇集地表雨水，再由水泵将积存的雨水输送至水库。同时，他也明确指出，这套成熟的系统，仅可以解决新加坡约四分之一的雨水处理需求，无法覆盖全部降雨场景。
为提升雨水利用率，新加坡采用了精细化的分流收集模式。一方面，当地建筑已全面落实雨污分流，生活污水被单独处置，防止污染待收集的雨水。另一方面，各类集水设施收集的雨水也进行单独归集，进一步降低污染风险，提升雨水回收效率。
但是，由于大规模蓄水系统改造耗资巨大、城市改造工程复杂等问题，这项工程推进速度较为缓慢。当前，新加坡已建成覆盖全国约三分之二[6]土地的集水区网络。
Figure 4 水质检测前沿技术
Figure 5 涂敷性手性柱（可以对目标污染物进行定性识别与定量分析）
雨水管理与利用——永续概念
新加坡十分注重对净化后雨水的管理和循环利用。在永续展览馆中，完善的城市雨水循环体系被展出。雨水先由城市管网统一收集，再经雨水花园、植被过滤层、地下储水设施完成净化，最后根据水质差异应用于不同场景。这既能缓解城市内涝，又能高效地利用水资源。水质达标的净化雨水，主要用于绿化灌溉、道路清扫、景观河道补水等市政非饮用场景，有效节约了珍贵的市政自来水，减轻城市供水负担。
与此同时，一部分净化程度更高的雨水会汇入城市水库，作为天然水源的补充，再经水厂深度处理后，便可作为市民的生活用水。除此之外，新加坡推行ABC水源计划[7]：打造亲水公共空间、营造生态景观河道、运用生态技术净化雨水，让雨水治理与城市宜居建设融为一体。
Figure 6 ABC水计划城市资源分布图
总结与讨论
本文从公共设施、企业技术两大维度，介绍了新加坡雨水收集体系对城市可持续发展起到的作用。为破解国土狭小、天然水资源匮乏的困境，新加坡搭建起多层次的雨水收集体系。当地在街道铺设地下排水管网，搭配水泵转运积水，并依托滨海蓄水池等17座蓄水池，建成规模化集水网络。而尖端企业，例如ChiralTek，则通过深层重力隧道、雨污分流等技术实现精细化收水与污染防控，为雨水回收利用提供了坚实的技术支撑。而被收集储存的水有多种用途，收集净化后的雨水可直接作为市政杂用水，深度处理后还能作为生活饮用水，契合ABC水源政策。这套复合型水资源利用体系，不仅保障了新加坡的用水需求，也为全球其他国家和地区的水资源治理提供了优秀范本。
作者：北京大学附属中学道尔顿学院 付宇汐 陈家安 张韶光 闫咏茜 洪本澲
[1] 新加坡年均降水量2100mm，资料来源：https://www.weather.gov.sg/climate-climate-of-singapore
[2] 新加坡人均水资源量为211立方米，资料来源：https://www.pub.gov.sg/Public/Places-of-Interest/Marina-Barrage/
[3] 新加坡在全国各地建立了17个蓄水池，资料来源：https://www.pub.gov.sg/Public/Places-of-Interest/Marina-Barrage/
[4] 滨海湾堤坝长350米，资料来源：https://www.pub.gov.sg/Public/Places-of-Interest/Marina-Barrage/
[5] 滨海湾蓄水面积超过一万公顷，资料来源：https://www.pub.gov.sg/Public/Places-of-Interest/Marina-Barrage/
[6] 新加坡建成覆盖全国约三分之二土地的集水区网络，资料来源：https://www.pub.gov.sg/Public/WaterLoop/OurWaterStory/Local-Catchment-Water
[7] 新加坡使用ABC水源计划，资料来源：
https://www.pub.gov.sg/public/places-of-interest/our-reservoirs-and-waterways/abc-waters/about