衡水市城區(qū)雨洪資源利用分析

袁子琦

（河北省衡水水文勘測研究中心，河北 衡水 053000）

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。水資源不僅是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的寶貴資源，也是保障社會經(jīng)濟發(fā)展的命脈。由于水資源有限，加上人口不斷增長和經(jīng)濟社會發(fā)展等要求，日益突出的水源污染以及水資源短缺等問題嚴重困擾著城市的進步和發(fā)展。衡水市作為一個典型的資源型缺水城市，主要靠開采地下水保障各種生產(chǎn)生活用水，但這造成了地下水嚴重超采。隨著衡水市城鎮(zhèn)化速度加快，衡水市城區(qū)面積的增大促使各種不透水面積增大，導致滲水面積不斷減小。若汛期發(fā)生強降水，則容易形成地表徑流，從而引起城市內(nèi)澇等災害，造成大量水資源浪費。因此，分析城市雨洪資源對于緩解衡水市水資源短缺現(xiàn)狀以及城市內(nèi)澇災害等問題意義重大。

1 概況

1.1 氣候及降水情況

衡水市屬大陸溫暖半干旱季風氣候，四季特征明顯，冷暖干濕差異較大，冬季夏季偏長，春季秋季偏短，春季干旱少雨，夏季潮濕悶熱，秋季秋高氣爽，冬季雨雪稀少。衡水市多年平均降水量509.7 mm[1]，干旱指數(shù)最高為2.76、最低為2.36，屬于干燥氣候。降水特點為年際變化大，年內(nèi)分布不均，年內(nèi)降水主要集中在汛期6—9月。研究表明，年降水量超過200 mm即可開展集雨工程，年降水量處于300～500 mm的地區(qū)開展集雨工程效果更好。由此可見，衡水市完全具備開展雨洪資源利用的條件[2]。衡水市不同保證率降水量年內(nèi)分配成果，詳見表1。

表1 衡水市不同保證率降水量年內(nèi)分配成果

1.2 水資源現(xiàn)狀

衡水市作為一個典型的資源型缺水城市，人均水資源占有量還不到全省人均水平的1/2，在河北省屬于最低，只有148 m3，約為國際公認人均水資源占有量缺水下限的14.8%[3]。缺水問題不僅表現(xiàn)在水量上，還表現(xiàn)在水質(zhì)上。衡水境內(nèi)河湖等水體的水質(zhì)相對較差，不能加以利用。近些年主要通過跨流域調(diào)水、強化節(jié)水、控制用水量、超采地下水等一系列措施勉強實現(xiàn)水資源供需平衡。衡水地區(qū)地下水年平均超采量占全省總量的1/5，約8億～10億m3，造成衡水地區(qū)的地下水水位多年來不斷下降，諸多環(huán)境問題與地質(zhì)災害已經(jīng)因過度超采地下水而凸顯出來，當前制約衡水發(fā)展的主要因素是水資源短缺問題。

2 城區(qū)降水可利用量分析

衡水市為典型的北方城市，城區(qū)降水產(chǎn)生的年徑流量可用下式計算[4]：

式中：ω為城區(qū)降水產(chǎn)生的年徑流量（萬m3）；A為城區(qū)總面積（m2）；β為不透水面積比；α為徑流系數(shù)，城區(qū)不透水表面的徑流系數(shù)取0.9；P為多年平均降水量（mm）。

衡水市城區(qū)包括桃城區(qū)、高新區(qū)和濱湖新區(qū)，總面積為48.73 km2[5]，不透水面積比按0.6計算，多年平均降水量為509.7 mm，城區(qū)降水年徑流量為1341萬m3。假如收集利用率按照10%計算，那么衡水市城區(qū)年雨水收集利用總量為134.1萬m3，約占衡水市城區(qū)總用水量的2%。所以，衡水市城區(qū)降水收集利用可行。

3 城區(qū)雨洪資源利用現(xiàn)狀

雖然衡水市水資源短缺現(xiàn)象十分嚴重，但因為節(jié)水意識不強以及社會發(fā)展欠發(fā)達，目前城區(qū)雨洪利用工作僅處于初步階段。衡水市市區(qū)大多采用透水磚修建公園、生活廣場等，并且陸續(xù)增加綠地面積以達到綠地蓄雨的目的。這樣不僅可以減少城市內(nèi)澇災害情況的發(fā)生，而且雨水下滲也能在一定程度上補充地下水。因此，在結(jié)合本地實際情況的基礎上，積極借鑒國內(nèi)外城市雨洪利用成功案例的經(jīng)驗，開展和推廣城區(qū)雨洪資源利用工作很有意義。

目前，衡水市雨洪利用成功的案例有衡水中學。衡水中學已建成人工湖和噴泉池2個雨水利用和景觀工程，蓄水體積達到1150 m3，1 a可節(jié)約自來水超過2萬m3，不僅可以將校園內(nèi)雨水收集起來用于校園景觀、綠化，節(jié)約用水經(jīng)費，很大程度上緩解用水壓力，而且可以起到節(jié)水意識培養(yǎng)和宣傳教育作用。

4 城區(qū)雨洪資源利用途徑

城市雨洪利用主要有2種方式，即直接利用和間接利用。

屋頂集流與馬路分流是城市雨水直接利用中2種相對成熟的技術。其中，屋頂集流是指通過建筑物屋頂攔蓄雨水，將其存儲于地下，經(jīng)過過濾、反滲透過濾等一系列處理之后，經(jīng)輸水管道提供給用戶使用；屋頂集流應盡量選擇居民區(qū)、商場或者其他污染較輕的屋面收集。馬路分流就是規(guī)劃城市排污管道以及雨水集流管道，雨水集流管道設置分散，雨天集存，晴天使用，該技術最大的特點就是經(jīng)濟便捷，可以直接利用，不需要對雨水進一步處理。根據(jù)城市生態(tài)特點規(guī)劃出河湖相通的生態(tài)水網(wǎng)，將城區(qū)雨洪資源通過雨水管網(wǎng)排入河流，經(jīng)閘門、攔河壩調(diào)蓄后補給公園景觀以及湖泊等用水。

城市雨水間接利用是指利用坑塘、河渠、洼地等促使雨水就地下滲，直接引入地下含水層。這種做法不但可以補充、涵養(yǎng)地下水，減輕城市排水管道負擔，更重要的是有益于增加淺層地下水量，進而改善生態(tài)環(huán)境、遏制城市熱島效應。同時，水分下滲可以在一定程度上得到凈化。

城市雨洪利用通常具體做法有以下5種。

（1）屋頂集雨系統(tǒng)。屋頂集雨系統(tǒng)主要由5個部分構成，即雨水收集部分、截污部分、蓄水部分、凈化部分、輸水部分。雨水收集裝置收集的雨水經(jīng)雨漏管，到達截污裝置進行過濾，過濾后的雨水排入蓄水池，當蓄水池滿時，漫出的水與濾出的雜質(zhì)一同沖入污水管道。根據(jù)揚程和水量需求，選用適當?shù)乃脤⑿钏刂械乃訅旱降诙┧芫W(wǎng)供沖廁、洗衣等生活雜用。

（2）城區(qū)滲井群系統(tǒng)。在建筑密集的城區(qū)修建滲井群系統(tǒng)，將屋頂和庭院的雨水通過滲井群系統(tǒng)引流入滲。引滲系統(tǒng)可采用透水花管輸水，亦可采用滲溝輸水，實現(xiàn)分散與集中入滲相結(jié)合，在城市鋪裝面以下修建整個系統(tǒng)。這樣既能達到雨水利用的目的，又不影響城區(qū)景觀。

（3）透水磚地面下滲系統(tǒng)。在停車場、庭院、馬路等區(qū)域鋪設透水磚，促使降水迅速下滲，使降水基本不產(chǎn)生徑流。這樣既能使雨水下滲，又能使地面不積水。

（4）城市綠地隱形蓄水系統(tǒng)。結(jié)合園林給排水工程以及微地形改造，以增加土壤含水率為目的在城市范圍內(nèi)修建的地下蓄水系統(tǒng)，統(tǒng)稱為城市綠地隱形蓄水系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個完整的地下儲水系統(tǒng)，實際就是在地下堆建而成的滲水盲溝和滲蓄坑，兩者相互連通，使用的是廢磚、水泥塊以及砂卵石等堅硬材料。與城區(qū)現(xiàn)有的地表蓄水系統(tǒng)和地下排水系統(tǒng)相連構成完整的城市蓄排水系統(tǒng)，在最大程度上利用雨洪資源。

（5）利用河渠、湖泊等截流蓄洪。在汛期將城區(qū)洪水通過河渠引入城市人工或者天然蓄水水體，非汛期經(jīng)過處理后供城市用水。這樣一方面緩解城市洪澇災害情況，另一方面增加城市可利用水源，將雨洪變?yōu)榭衫盟Y源，緩解城市用水壓力。同時，增加了城區(qū)湖泊的滯蓄能力，既增加水資源利用量，又改善城區(qū)生態(tài)環(huán)境。

5 城區(qū)雨洪資源利用存在問題及改進措施

5.1 城區(qū)雨洪資源利用存在問題

5.1.1 城區(qū)雨洪特性增加了利用難度

衡水市年內(nèi)降水約超過70%集中在汛期，分布極不均勻，而汛期降水又主要在7、8月份，降水過于集中，雨水資源得不到很好收集利用，就隨管網(wǎng)、河流排入下游。據(jù)上述計算，這部分雨洪量大約每年為352.1萬m3，根據(jù)衡水市水資源公報統(tǒng)計數(shù)據(jù)，衡水市多年平均城鎮(zhèn)公共用水量為667.84萬m3，這部分雨洪量超過城鎮(zhèn)公共用水量的1/2；如果可以通過各種途徑對這部分雨洪量加以利用，將節(jié)約大量的水資源，產(chǎn)生可觀的生態(tài)效益與經(jīng)濟效益。

5.1.2 集雨工程發(fā)展、雨洪利用技術推廣依然不足

城市居民參與城市雨洪利用意識淡薄，不能意識到雨洪利用的重要性。城市雨洪利用觀念提出較晚，缺少相關法律法規(guī)作為保障，缺少現(xiàn)代化的規(guī)劃設計，要做的工作還有很多。屋頂集雨系統(tǒng)、滲井群系統(tǒng)等被認為是行之有效的措施，但得不到很好的應用和推廣。由于從事研發(fā)雨洪利用相關設備企業(yè)較少，雨洪利用工作社會參與度較低。

5.1.3 城市道路雨水面源污染未得到控制，影響雨水充分利用

城市道路街區(qū)縱橫交錯，不透水層面積大、產(chǎn)流多，這部分雨水未得到直接利用，而且雨水面源污染未得到控制，城市機動車道每年產(chǎn)生大量雨水徑流，雨水徑流大多水質(zhì)較差，經(jīng)排水管道排入城市河湖后不僅造成可利用水資源的浪費，更是引發(fā)了河湖、景觀水體污染等生態(tài)環(huán)境問題。

5.2 城區(qū)雨洪資源利用改進措施

5.2.1 工程措施

逐步改造衡水市城區(qū)現(xiàn)有的雨污分流管網(wǎng)，爭取盡快建成，盡早落實城區(qū)雨洪資源利用工作；對休閑廣場、怡水園、青年公園等公園或者廣場地區(qū)的雨水集蓄設施進行改造，使有蓄水體的怡水園可將雨水引流直接排入蓄水坑塘，沒有蓄水體的公園或者廣場可以修建儲水罐等儲水工程存儲雨洪資源，便于利用；對老城區(qū)一些老舊小區(qū)進行改造，修建屋頂和硬化地面集流系統(tǒng)，增設儲水罐，也可以修建低壓管或暗溝，在地下修建蓄水池，儲存的雨水用于道路噴灑、小區(qū)綠化等。以上工程措施的前提是將收集到的雨水，特別是道路積水，凈化后再重新利用，確保不會破壞排入景觀水體的水質(zhì)，保障水資源和城市發(fā)展的協(xié)調(diào)性。

5.2.2 非工程措施

高度重視城市雨洪資源利用工作，加大雨洪利用技術的推廣與研究力度，全面推進城市雨洪利用事業(yè)的發(fā)展，以長遠的角度考慮，將雨洪資源利用置于城市遠景發(fā)展規(guī)劃中重要的位置，促進城市人水和諧發(fā)展；要考慮衡水市實際情況，全面規(guī)劃、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，做好該地區(qū)合理的城市雨洪利用規(guī)劃，制定相應法規(guī)制度等，全力促使和保障衡水市雨洪利用工作成功開展，將雨洪利用規(guī)范化；在推進城市雨洪利用工作開展的同時，提高對城市生態(tài)文明建設的重視，將兩者緊密結(jié)合，使城市雨洪利用工作成為改善城市生態(tài)與環(huán)境的有利因素；重新規(guī)劃衡水市現(xiàn)有排水系統(tǒng)，盡量滿足城市排澇需求，對排水管網(wǎng)的排澇能力重新進行核算；制定獎勵制度，鼓勵企業(yè)和相關單位參與建設與管理；分析城市雨洪利用情況較好的典型案例，結(jié)合本地實際情況，制定相關雨洪利用激勵政策，調(diào)動相關部門的積極性，積極參與規(guī)劃、管理和服務[6]。

6 結(jié)語

近年來，衡水市城市化進程不斷加快，水資源短缺、內(nèi)澇嚴重、水質(zhì)惡化等因素影響了整個城區(qū)可持續(xù)發(fā)展進程。城區(qū)水資源供需不平衡使得更多的人們開始關注城區(qū)雨洪資源的開發(fā)利用。衡水市作為一個水資源嚴重短缺、經(jīng)濟發(fā)展中等的城市，積極開展雨洪資源利用可以在一定程度上緩解城區(qū)缺水問題，減輕城市防洪排澇的壓力，改善生態(tài)環(huán)境，為衡水市社會、經(jīng)濟、環(huán)境等可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展提供水資源保障。