邢臺市城市雨洪資源利用探析

郎子龍 王兵兵

（河北省邢臺水文水資源勘測局 河北 邢臺 054000）

水是人類賴以生存和發展的基礎，是國民經濟和社會發展的重要資源和環境要素，而水資源的供給則是城市的生命線。經濟的快速發展，城市化進程的加劇，使邢臺市市區水資源短缺問題日益突出。我國人均水資源占有量為2200m3，邢臺市人均水資源占有量僅為193m3，不足全國平均水平的1/10，低于國際公認的500m3極度缺水線。水資源問題已經成為制約邢臺市國民經濟和社會發展的重要因素。隨著近年城市化進程的加快，城區面積不斷擴大，導致城市不透水面積大幅度增加，于是城市降水形成的徑流系數增大，洪量增大，對城市排水和河道行洪構成巨大的壓力，也對邢臺市市區交通產生巨大壓力，威脅著的城市安全。2009年5月9日，邢臺市驟降175.5mm暴雨，降雨量創55年來歷史同期之最。積水一度導致市區交通“癱瘓”，6座地道橋被淹，129輛車拋錨。一方面是城市發展中面臨的水資源危機，另一方面是城市雨水資源得不到有效利用。因此，建立實用的雨洪控制與利用技術體系和推廣應用體系，以充分利用雨水，緩解水資源危機，削減洪峰流量，確保城市防洪安全，成為擺在邢臺市城市發展面前的一項重要工作。隨著建設節水型社會進程的加快，雨水資源化問題是建設節水型社會的有效途徑之一。

1 雨水利用必要性與可行性分析

1.1 必要性分析

邢臺市位于河北省南部，位于北緯36°50′～37°47′，東經 113°52′～115°49′之間，總面積12456km2，市區面積為127km2，是我國北方地區水資源最為緊缺的地區之一。隨著城市進程的加快，水資源供給與經濟社會發展需求的矛盾越發突出。城市水資源一方面嚴重不足，另一方面雨水資源被白白當做棄水排放，甚至造成洪災，水資源短缺與浪費共存。如果將城區雨洪資源收集并加以利用，其生態效益和經濟效益將十分明顯。一是可以緩解水資源短缺的壓力，增加經濟生活發展所需水資源量；二是可以降低城市排水管網負荷，節約市政建設投資。傳統的處理方法單純考慮將雨水徑流快速排出，所需雨水管道、雨水泵站等設施的容量、輸送能力必須隨之增大，這對于城市建設是一個沉重的包袱，也會制約城市進程的步伐。雨水利用是增加城市水資源量，減輕城市排水和河道行洪壓力，保證城市防洪安全和回補地下水的重要措施。

1.2 可行性分析

邢臺市多年平均年降水量為516.6mm，全年降水量的70%～80%集中在6月～9月份，通過城區雨水利用設施可將90%的雨水轉化為可利用水。這就意味著在現有取水量不變的情況下，使城市供水量相對增加。城市可利用雨水量可采用下式計算：

式中，A——城區面積；

α——城區不透水面積比；

β——多年平均降雨量（mm）；

σ——為徑流系數，混凝土和瀝青路面等不透水表面一般取0.9。

以邢臺市為例，多年平均降雨量為516.6mm，城區面積為127 km2，城區不透水面積按0.7計算則：

如果邢臺市雨水利用率為60%，那么每年可利用的雨水量將近2500萬m3。

國內外的雨水資源化實踐表明：城市雨水資源化是開源節流，改善生態環境，解決城市缺水問題和創建節約型社會的重要途徑，也是增強水資源自立能力和安全保障程度的一項重要選擇。

2 雨水利用的現狀和存在問題

現階段，雨洪收集利用還未形成一套完整、實用的理論和技術體系，也缺少法律法規的支持，有一些地方已開始探索雨水利用體系。邢臺市雨水利用方面還未形成意識，缺乏對雨水資源利用的經驗。雨水雖作為世界公認的水資源的新財富，但邢臺市與其他嚴重缺水城市一樣，在城市規劃、改造、建設時沒能對雨水利用引起足夠的重視，還是把解決普遍存在的城市缺水問題寄希望于外部調水或超采地下水。雨水回收利用需要在城市建設規劃之初，就考慮雨水資源的回收利用。城市的迅速發展和人口高度集中決定了城市需要大量的水資源，而城市雨水利用本身就是一種節水措施。可利用雨水作中水或中水補充水，也可用作城市消防或非常時期的補充水源，節約城市水資源。

3 雨水回收利用措施

3.1 雨水的收集及儲存技術措施

3.1.1 綠地雨水收集

園林行業是水資源消耗的大戶，邢臺市又是嚴重缺水的城市，如果能將流失的雨水進行有效收集和利用，必將成為解決城市水資源短缺的有效措施之一。雨水經過綠地后，會有相當一部分被截留在綠地土壤中，但仍有一部分多余的雨水會以地面徑流的方式浪費掉，而這部分水經過綠地后，得到大幅度的凈化，有很高的利用價值，因此可以考慮收集起來加以利用。

綠地的雨水收集可以采取建造雨水貯留設施的方法，雨水貯留設施分為地面蓄水和地下蓄水兩種。地面蓄水設施可以是蓄水池、也可以是塘壩。直接的也是最經濟的辦法是利用城市低洼地進行優化改造，并配以適當的引水設施，能很好地蓄存雨水徑流。

對于收集后的雨水，可采取直接利用和間接利用的方法。直接利用是將雨水徑流收集起來，根據用途的不同進行不同程度處理后，用于綠化、洗車、道路噴灑、廁所沖洗等。間接利用是使用多種措施強化雨水就地入滲，使更多雨水留在城市境內并滲入地下以補充地下水。

3.1.2 雨水滲透措施

可根據具體工程的不同情況，將各種滲透裝置進行組合。例如在一個小區內可將滲透地面、綠地、滲透池、滲透井和滲透管等組合成一個滲透系統。其優點是可以根據現場條件的多變選用適宜的滲透裝置，取長補短，效果顯著。如滲透地面和綠地可截留凈化部分雜質，超出其滲透能力的雨水進入滲透池（塘），起到滲透、調節和一定凈化作用，滲透池的溢流雨水再通過滲井和濾管下滲，可以提高系統效率并保證安全運行。缺點是裝置間可能相互影響，如水力計算和高程要求；占地面積大等等。

邢臺市的水源主要以開采使用地下水為主。所以一方面，應盡可能減少封閉路面，增加城市綠化植被面積。采用在綠色植被與土壤之間增設貯水層、透水層等辦法，充分利用植物以及土壤的凈化作用以及滲濾作用，減少雨水對城市地下水的污染，并可有效補償地下水的過度開采。另一方面，在排放雨水徑流時，將傳統的非滲透雨水管改為滲透管或穿孔管，管周圍回填礫石。滲透管溝兼有滲透和排放兩種功能，可以有效地涵養地下水。

采用各種雨水滲透設施，讓雨水回灌地下，補充涵養地下水資源，是一種間接的雨水利用技術。還有緩解地面沉降、減少水澇改善生態環境等多種效益。

3.2 雨水回收利用推廣手段

3.2.1 小區示范工程

在將要開發建設的區域，將雨水利用理念融入到規劃設計中去，并與小區建設同步進行雨洪利用工程建設。

工程內容包括：將屋頂和部分道路的雨水收集、處理后用于景觀補水和回灌地下水；將部分車行道和人行道鋪裝為透水地面；建設有入滲設施的下凹或平綠地。

基本流程：工程收集屋頂和樓前透水地面與部分不透水道路的雨水，經去除初雨、沉淀過濾后進入回灌井回補地下，同時在沉淀池內安裝水泵，抽取沉淀后的雨水補充人工湖的耗水。超過設計標準的降雨徑流，通過溢流堰溢流到外部的市政雨水管道。見圖1。

3.3.2 公園示范工程

公園雨洪利用。雨洪利用內容包括：屋頂和道路的雨水收集后，經處理，回灌地下，同時綠地內采用滲井、滲溝等設施增加入滲能力。

公園的建筑物集中在廣場周圍，因此結合實際情況，在廣場西側現有空地建設一套雨水處理與貯存系統，廣場及周圍建筑物所產生的徑流通過雨水口進入雨水利用系統，然后匯入雨水處理與貯存系統。超過設計標準的雨水將排入市政管網。

在公園的綠地內，根據實際情況因地制宜地設置起伏地形，在豎向上營造低洼面，結合園路建設，適當建設滲透管溝，使雨水盡可能入滲。

4 雨水利用污染控制

4.1 雨水污染源控制

污染源的控制包括相關的政策、法規，管理及技術等各種措施。如合理地規劃與設計城市用地，減少城區土壤的侵蝕，加強對建筑工地的管理，加大對市民的宣傳與教育力度，配合嚴格的法規和管理，最大限度地減少城市地面垃圾與污染物，保持市區地面的清潔等。

這方面，我國許多城市還存在不少問題。城區地面污染嚴重，垃圾、裸露地面的泥沙侵蝕，施工工地等都是比較突出的污染源。把雨水口和雨水井當做垃圾筒，隨意傾倒污水和垃圾現象也非常普遍，雨季嚴重地污染水體并影響下水道的正常運行，造成路面積水。

4.2 輸送途中或終端控制

除源頭控制措施外，還可以在徑流的輸送途中或終端采用雨水滯留沉淀、過濾、吸附、穩定塘及人工濕地等處理技術。需要注意雨水的水質特性，如顆粒分布與沉淀性能、水質與流量的變化、污染物種類和含量等。我國對城市雨水水質特性和相應處理技術的研究尚處于初級階段，沒有相應的技術規范和要求。隨著城市雨水利用技術的推廣和城市非點源污染控制的開展，雨水的凈化處理技術也將越來越重要。

5 效益分析

5.1 社會效益

邢臺市作為一個嚴重缺水的城市，為滿足城市的發展不斷的超采地下水，造成地下水位不斷下降。興建雨水集蓄工程后，可充分利用汛期雨量較為充沛的有利條件，蓄積雨水，提高雨水利用水平，對邢臺市區防洪減災，保持水土、保護生態平衡都具有積極的推動作用。有利于當地社會經濟的持續、快速、健康發展，為建設人水和諧的城市奠定基礎。

5.2 經濟效益

雨水集蓄利用工程適合邢臺市集水工程分散的特點，維護費用低，使用時間較長，能發揮最大的效益。工程項目實施后，城市及小區綠地用水得到解決，可降低城市用水消耗，提高水資源利用效率，有利于推進和諧城市的建設步伐。

5.3 生態效益

雨水集蓄工程有利于改善邢臺的生態環境。修建蓄水池等節水工程之后，提高了水資源的使用效率，促進了人與自然和諧發展。蓄水池等節水工程有效地攔蓄徑流，削減了集中降雨形成的洪峰，減少了因洪水而對城市造成的危害，是城市水土保持的一項有效措施。

6 結語

隨著城市化進程的加快，城市水資源緊張，城市防洪壓力增大嚴重影響著城市的可持續發展。城市雨水資源的利用的理念與實施是改善城市水資源危機的有效手段。實施雨水集蓄利用工程，不僅充分利用了雨水，緩解水資源危機，還削減了雨水流量，為城市防洪減輕了壓力。不僅為后代留下了寶貴的地下水資源，而且為節水型社會建設，為社會可持續發展創造了條件，雨水資源利用社會效益和經濟效益顯著。陜西水利

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