郭鳳震

（河北省邯鄲水文水資源勘測局，河北邯鄲 056001）

邯鄲市城區(qū)雨洪及其資源化利用分析

郭鳳震

（河北省邯鄲水文水資源勘測局，河北邯鄲 056001）

結(jié)合華北山前平原城區(qū)雨洪預(yù)報、資源利用關(guān)鍵技術(shù)研究課題和邯鄲市雨洪資源狀況，分析了城市雨洪資源化利用必要性，介紹了雨洪資源利用的進(jìn)展，分析城區(qū)不同下墊面雨洪水質(zhì)變化規(guī)律，提出了城市雨洪利用的主要措施。

城市雨洪；資源化利用

1 邯鄲市城區(qū)水資源及雨洪狀況

邯鄲市位于華北平原南部，太行山東麓，屬于山前平原城市。人均占有水資源量191m3，屬極度缺水地區(qū)。隨著城市化進(jìn)程加快和社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市人口不斷增加，2012年底中心城區(qū)建成區(qū)面積150km2，人口160萬人。為滿足生活及工業(yè)用水需求，城區(qū)局部長期超采地下水，已形成了地下水漏斗，邯鄲市城區(qū)北漏斗區(qū)面積44.64km2。規(guī)劃到2020年，主城區(qū)面積擴(kuò)大到209km2，人口達(dá)到220萬人以上，水資源供需矛盾將更加尖銳，水資源短缺已成為邯鄲市城區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的瓶頸。

城市面積不斷擴(kuò)張，使原有的農(nóng)田、林地逐漸被建筑物及硬化地面所取代，原有疏松透氣透水的地表被不透水材料所覆蓋，原有的降水產(chǎn)流關(guān)系模式和雨洪匯流規(guī)律發(fā)生了重大變化［1］，城區(qū)雨水管網(wǎng)和防洪工程體系不適應(yīng)城區(qū)現(xiàn)狀。近年局部暴雨造成城區(qū)內(nèi)澇，災(zāi)害直接影響了城市運(yùn)行和居民生活，給人民生命財產(chǎn)帶來影響。

2 城區(qū)雨洪資源利用情況

20世紀(jì)80年代以來，由于全球范圍內(nèi)水資源日益緊缺和暴雨洪水災(zāi)害頻繁，美國、德國等國家相繼開展了雨洪資源利用研究與實(shí)踐。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化進(jìn)程發(fā)展較快的國家，將城市雨洪利用作為解決城市水源問題的戰(zhàn)略措施，進(jìn)行試驗(yàn)、推廣、立法和實(shí)施。規(guī)定在新建小區(qū)之前，無論是工業(yè)、商業(yè)，還是居民小區(qū)，均要設(shè)計雨洪利用設(shè)施，若無雨洪利用措施，政府將征收雨洪排放設(shè)施費(fèi)和雨洪排放費(fèi)。

同期我國也進(jìn)行了城市雨洪利用研究與應(yīng)用并呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭。2005年4月，北京市水務(wù)局組織編寫的《北京城市雨洪利用技術(shù)導(dǎo)則》被作為奧運(yùn)場館建設(shè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)［2］，使城市雨洪利用技術(shù)得到逐步深化和系統(tǒng)化。結(jié)合邯鄲市城區(qū)水資源短缺，汛期局部暴雨又易發(fā)內(nèi)澇的狀況，2007年，邯鄲市水文局聯(lián)合邯鄲市水利局、河海大學(xué)進(jìn)行了“華北山前平原雨洪預(yù)報及資源利用關(guān)鍵技術(shù)研究”，結(jié)合邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)建設(shè)，提出了適宜邯鄲城區(qū)“五河四湖”的雨洪資源化利用模式，為山前平原城區(qū)雨洪資源利用提供了借鑒方案。

3 城區(qū)雨洪水質(zhì)

3.1 區(qū)域和分析方法

為研究城區(qū)不同下墊面雨洪資源水質(zhì)及變化規(guī)律，對城區(qū)生活區(qū)屋面、道路、公園綠地降雨徑流水質(zhì)進(jìn)行了檢測。

降雨產(chǎn)生徑流開始取樣，每隔10min取樣一次，至徑流停止。每個水樣分別檢測，檢測指標(biāo)為COD、SS、TN、TP 4項(xiàng)。分析方法采用SL219—98《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》［3］規(guī)定的方法。

3.2 不同下墊面雨水水質(zhì)變化

3.2.1 生活區(qū)屋面雨水

3次降雨共取樣21個，通過對各時段水質(zhì)檢測，發(fā)現(xiàn)屋面雨水初期的污染最明顯，水質(zhì)比較混濁，隨著降雨時間的延長，污染物濃度逐漸下降并趨于穩(wěn)定。降雨30min后，水質(zhì)接近地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)［4］。

3.2.2 道路雨水

通過對城區(qū)道路3次降雨過程水質(zhì)變化檢測分析，得出城區(qū)道路降雨徑流水質(zhì)與車輛、行人的過往密度和路面污染程度有關(guān)，水質(zhì)的波動性比較大，交通干道比住宅區(qū)內(nèi)道路的路面徑流污染程度高。交通干道初期降雨徑流COD最高接近1000mg/L，SS超過1000mg/L，TN為25mg/L，TP達(dá)0.5mg/L；而住宅區(qū)內(nèi)道路COD最高在400mg/L，SS不足500mg/L，TN為13.8mg/L，TP低于0.4mg/L。

路面降雨徑流水質(zhì)隨著降雨歷時增加而改變，降雨強(qiáng)度越大，沖刷越徹底，徑流水質(zhì)越差；雨洪歷時20min后水質(zhì)趨于穩(wěn)定，達(dá)到或接近地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 公園綠地雨水

通過對邯山廣場綠地降雨徑流水質(zhì)監(jiān)測分析，綠地降雨徑流前期水質(zhì)較差，COD、SS含量在500mg/ L以上，TN超過15mg/L,TP接近4mg/L，遠(yuǎn)超地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)和GB5084—2005《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》［5］，產(chǎn)生徑流30min后水質(zhì)逐漸變好，并趨于穩(wěn)定。

4 城區(qū)雨洪資源

選用邯鄲城區(qū)水文站1981～2010年汛期（6～9月）逐日降水量資料、1981～2010年徑流量系列，用矩法計算徑流量的統(tǒng)計參數(shù)，并通過皮爾遜型Ⅲ曲線進(jìn)行適線調(diào)整，求出不同保證率的雨洪資源數(shù)量。經(jīng)計算，邯鄲市城區(qū)汛期多年平均雨洪資源量為1129.9萬m3，其中6、7、8、9月雨洪資源量的占有率分別為11.5%、41.2%、37.4%和9.9%［6］。

5 城區(qū)雨洪資源化利用措施

年均1129.9萬m3可資源化利用的雨洪資源，不但可緩解城區(qū)水資源的供需矛盾，還可以減輕城區(qū)防洪排澇壓力，為城市可持續(xù)發(fā)展帶來經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

5.1 以城區(qū)現(xiàn)有水利工程為基礎(chǔ)，做好雨洪資源攔蓄調(diào)節(jié)

（1）根據(jù)邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)工程規(guī)劃與設(shè)計，“五河”“四湖”將最終互通互聯(lián)，形成“四湖疊影、五河繞城、河湖相通、碧水縈回”的水景；利用“五河四湖”和生態(tài)水網(wǎng)工程，把城區(qū)雨洪資源通過雨水管網(wǎng)匯集排入“五河”，經(jīng)閘門、攔河壩調(diào)蓄后補(bǔ)給“四湖”及城區(qū)內(nèi)公園。

（2）降雨前期20min內(nèi)的雨水水質(zhì)較差，通過修建截流井將初期雨水截流。河道閘壩根據(jù)雨量大小在0.5～1.0h內(nèi)閉閘蓄水，湖泊提閘滯洪。

邯鄲城區(qū)汛期多年平均雨洪資源量可以滿足城區(qū)五河四湖及公園景觀水面的年換水需水量477.2萬m3和水面蒸發(fā)、滲漏需水量227.5萬m3，保證城區(qū)生態(tài)用水。

5.2 增加透水地面，補(bǔ)充城區(qū)地下水

（1）在公園、學(xué)校、人行道、停車場等鋪設(shè)透水磚，透水磚下面鋪設(shè)碎石、沙礫、沙子組成反濾層，通過透水磚的孔隙吸收雨水，讓雨水滲入到地下補(bǔ)充地下水。

（2）利用滲水井滲透，把達(dá)標(biāo)后的雨水通過雨水管引入滲水井滲入地下。

（3）利用草坪滲透，即圍繞草坪周圍壘起10cm的高沿，或?qū)⒉萜旱孛娼档?，做成下凹式綠地，承接攔蓄周邊雨水，用于綠地灌溉和增大雨水下滲量，經(jīng)估算年提高補(bǔ)充地下水量250萬m3。

5.3 居民區(qū)修建地下儲水處理系統(tǒng)，提高雨洪資源利用率

在機(jī)關(guān)大院、企事業(yè)單位家屬區(qū)、街道居民區(qū)和各類開發(fā)區(qū)等人口比較密集的地方，修建地下儲水池和水處理系統(tǒng)。通過截污裝置濾出的雜質(zhì)進(jìn)入污水管道，過濾后的雨水進(jìn)入蓄水池，然后通過專用管道輸送到居民家中，用于沖廁、洗滌等，也可用于洗車、澆灌綠地、噴泉、消防等。該方式可以利用100萬m3雨洪資源。

5.4 在城區(qū)道路交叉口建造雨水調(diào)蓄設(shè)施，儲存調(diào)節(jié)雨洪

在城區(qū)道路交叉口建設(shè)1000m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施。通過雨水調(diào)蓄設(shè)施儲存調(diào)節(jié)雨洪，達(dá)到削減洪峰、科學(xué)利用的目的。雨水調(diào)蓄設(shè)施有效容積按交叉道路匯水區(qū)域內(nèi)50mm降雨量確定，在有條件區(qū)域可加大。雨水調(diào)蓄設(shè)施內(nèi)排水設(shè)施要保證具有12h排空能力。通過雨水調(diào)蓄設(shè)施，可以有效儲蓄30萬m3雨洪資源,雨水調(diào)蓄設(shè)施與城市綠化灌溉系統(tǒng)相連接，利用儲存的雨水進(jìn)行綠化灌溉和道路灑水。

［1］楊鐵榮，張麗巖，李潤偉，等.城市雨洪資源利用若干問題的思考［A］.河北省水利學(xué)會第三屆青年科技論壇論文集［C］.2006.

［2］殷社芳.北京城市雨洪利用若干問題的探討［J］.北京水務(wù)，2009（S1）.

［3］SL219—98，水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范［S］.

［4］郭鳳震，郭靖，劉慶華，等.邯鄲市區(qū)不同下墊面降雨徑流誰知變化特征研究［J］.水科學(xué)與工程技術(shù)，2012（1）:85-87.

［5］GB5084—2005，農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

Piedmont Urban Stormwater and Resource Utilization Analysis of Handan City

GUO Feng-zhen
（Hebei Handan Survey Bureau of Hydrology＆Water Resources，Handan 056001,China）

Combined with the urban rain flood prediction of the North China Piedmont plain,key technology issues of resource utilization and rain water resources situation of Handan City,analyzes the necessity of the utilization of rain flood resources in city,introduced the progress of rainfall flood resources utilization,analyses the change rule of rainfall flood water quality in different underlying surface,puts forward the main measures of city rainwater utilization.

city rainwater;utilization of resources

TV122

B

1672-9900（2014）03-0026-03

2014-02-24

郭鳳震（1966-），男（漢族），河北威縣人，高級工程師，主要從事水資源水環(huán)境評價研究工作，（Tel）13931052557。