基于生態水網工程的邯鄲市雨洪資源化利用模式

李保敏，牛元芳

（1.河北省邯鄲水文水資源勘測局，056001，邯鄲；2.河北省邯鄲市涉縣水利局，056400，涉縣）

城市雨洪資源的利用有集雨儲存水池式蓄水，溝渠、河道和湖泊截流蓄水，增加雨水就地入滲量和小區綠地及草坪蓄納雨水等途徑，利用技術較為成熟。但是現有雨洪利用技術要在舊城區得到大范圍推廣，需要規劃、城建、水利、環保、建筑等多部門的協調配合，實施難度較大。近年，河北省邯鄲市實施了生態水網工程，廣闊的生態水面不僅營造了秀美的水景，而且依托“生態水網”工程探索研究城區“五河四湖”模式下的雨洪資源利用技術，也成為邯鄲城區雨洪資源利用的有效途徑。

一、城區雨洪資源利用條件

1.水資源條件

邯鄲市多年平均汛期 （6—9月）降水量為376.8 mm，屬資源性缺水城市。城區生產生活用水水源主要靠跨區域引水，一是來自漳河岳城水庫和滏陽河東武仕水庫的地表水，二是來自峰峰礦區羊角鋪水源地的地下水。

隨著城市化迅速發展，不透水面積急劇擴大，徑流系數大大提高，同等量級的降雨產生的地表徑流量急劇增加。通過對城區雨洪資源量估算，邯鄲市城區汛期多年平均雨洪資源量為1 129.9萬m3，如果能將這部分雨水資源通過工程和非工程措施加以利用，不但能增加城區的供水水源，還能減少城區洪澇災害的發生，同時也有益于水生態文明城市建設。

2.下墊面及現狀雨洪利用條件

隨著經濟社會的快速發展，城區下墊面條件也隨之發生較大變化，原有的農田、草地、林地逐漸被建筑物及硬化地面取代，原有疏松、透氣、透水的地表被不透水材料覆蓋，雨水自然下滲減少、徑流增加，從而導致水循環系統失衡和地面產流條件改變。

近年，為減輕城區雨水洪澇，控制地下水水位下降，邯鄲市在城市建設上采取了一些措施。例如在人行道、廣場、停車場等地方鋪裝滲透性較好的滲水磚，使雨水自然蓄滲；新建或改建道路的雨污水管道全部實行雨污分流，增加雨水排泄量；逐步擴大游園、廣場、小區內的綠地面積覆蓋率；在公園內修建人工湖泊，增大雨洪資源存儲量等。受政策、經濟、技術等因素影響，這些措施并沒有使城區雨洪資源得以充分利用，大部分雨水都被當作廢水白白通過排水系統流入周邊河流，城區雨水缺乏綜合利用，洪澇災害依然存在。為此，必須尋求更加行之有效的措施，使城區雨洪資源效益最大化。

二、城區雨洪資源利用技術

1.城區生態水網工程簡介

邯鄲市城區生態水網主要是通過實施“引漳入滏”和“引水入沁”工程，將漳河岳城水庫和滏陽河東武仕水庫的兩大水源分別調入邯鄲市內，為城區的“五河”“四湖”等生態景觀建設提供水源保障。

“五河”包括滏陽河、支漳河、沁河、輸元河和渚河，其城區段已進行綜合治理，河流水面面積200hm2。“四湖”包括南湖、北湖、東湖和西湖。其中利用渚河、支漳河分洪道梯級攔蓄造“南湖”，水面面積 60hm2；利用齊村大壩造“西湖”，水面面積 50hm2；修復黃梁夢圍堤造 “北湖”，水面面積100 hm2；利用王安堡橡膠壩攔蓄支漳河水，規劃營造“東湖”。“四湖”和“五河”將最終互通互聯，使湖水和河水活起來、流起來，營造出“四湖疊影、五河繞城、河湖相通、碧水縈回”的水景。另外趙苑、龍湖、叢臺、滏陽公園內水面景觀面積為28.6 hm2。這些河流湖泊不但對改善城區環境發揮了重要作用，而且對城區的防洪排澇也發揮著舉足輕重的作用。邯鄲市城區雨洪資源通過雨水管網進入河流、湖泊后，不但可緩解城區防洪排澇壓力，還可補充其生態需水，減少從西部山區的調水量。

2.城區河湖需水量

根據城市河湖水體功能，將城區雨洪資源集中用于河湖生態需水量，主要包括水面蒸發需水量、維持水體自凈能力的換水量、湖底滲漏需水量和景觀功能需水量等。各項水量計算方法如下。

（1）河湖水面蒸發需水量

依據水面蒸發能力和水面面積計算湖泊和河流水面蒸發量。計算公式如下：

式中，We為河湖水面蒸發量（億 m3），A為河湖水面面積（hm2），E為水面蒸發能力（mm）。

根據水資源評價成果，邯鄲市城區多年平均汛期水面蒸發能力為534.6mm，由此可計算，邯鄲市城市河流湖泊多年平均汛期水面蒸發量為227.5萬m3。其中，“五河”汛期年均水面蒸發量為106.9萬m3，南湖、西湖、北湖汛期年均水面蒸發量分別為32.1 萬 m3、26.7 萬 m3、53.5 萬 m3，城區內公園水面蒸發量為15.3萬m3。

（2）湖泊自身需水量

為保證城市湖泊正常需要的自凈能力，應進行人工換水，促進水體流動，保持湖泊的功能正常發揮。換水量與換水周期由相關部門確定。每年換水的需水量：

式中，Wc為湖泊在第t種換水周期下的需水量（萬 m3），h為湖泊水深（m），A為河湖水面面積（hm2）；T為換水系數。

邯鄲市城區現有湖泊主要包括南湖、西湖、北湖以及市內公園景觀水面，湖泊面積238.6 hm2，湖泊水深按平均2 m計，年換水1次，則湖泊換水每年需水量為477.2萬m3。其中南湖、西湖、北湖年換水需水量分別為120 萬 m3、100 萬 m3、200 萬 m3， 市內公園年換水需水量為57.2萬m3。

（3）河湖滲漏需水量

邯鄲市城區公園內的小型湖泊湖底都做了防滲漏層，滲漏需水量可忽略不計。城區周圍的南湖、西湖、北湖及河道沒有做防滲漏層，則應考慮滲漏需水量：

式中，Wg為河湖滲漏需水量（萬 m3），K為剖面位置的滲漏系數 （m/d，取1.2），A為河湖水面面積（km2），μ 為給水度 （取0.07）；t為河湖過水或滲漏時間（d，取汛期 6—9月共 122天）。

經計算，邯鄲市城區“五河”及南湖、西湖、北湖汛期滲漏量為420.2萬m3。其中，“五河”汛期滲漏量為205萬m3，南湖、西湖、北湖滲漏量分別為61.5 萬 m3、51.2 萬 m3和 102.5 萬 m3。

（4）景觀、娛樂需水量

城市湖泊一般都具有景觀、娛樂的功能，在城市湖泊設計中，其湖泊水深不能低于發揮景觀功能的最小水深。

3.城區“五河四湖”雨洪資源利用模式

（1）河道雨洪控制工程

邯鄲市生態水網工程實施以來，城區內的滏陽河、沁河、輸元河、支漳河、渚河都得到了治理。治理工程實施后，不僅使市區段水質得到改善，滿足了邯鄲市工農業用水需求，改善了流域生態環境，同時加大了河道行洪、排澇能力，美化了城市環境。

滏陽河城區段自上而下建有張莊橋節制閘、柳林閘、電廠閘、蘇里閘和賀莊橡膠壩，在張莊橋節制閘上游形成南湖水面景觀，在蘇里閘上游形成北湖水面。滏陽河已治理的市區段，還形成了羅城頭、滏陽、龍湖、蘇曹等4個滏陽河帶狀公園，成為邯鄲市城區一大景觀。

支漳河城區段除現有的張莊橋分洪閘、左西閘、邯大路橡膠壩、小北堡閘外，還規劃修建王安堡橡膠壩，并且在王安堡橡膠壩上游形成東湖水面景觀。

沁河上建有8座溢流堰式攔河壩，水面平均深度為1m。在攔河壩的一側建有提升閘門，便于在防洪、清淤時泄水。河岸上還設有觀賞亭和親水平臺。趙苑和叢臺兩座公園位于沁河沿岸。

輸元河因其流程較短，沒有建節制閘和橡膠壩，僅在與滏陽河交匯處形成了北湖水面景觀。在沁河和輸元河上游依托齊村大壩形成了西湖水面景觀。

渚河規劃修建南十里鋪橡膠壩和王灣橡膠壩。

（2）城區雨水匯集分區

根據邯鄲市城區地貌特征和行政區劃，將城區分為趙王城-邯鋼區、邯山區、復興區、叢臺區、東部新區等5個雨水匯集區。其中趙王城-邯鋼區雨水匯入渚河和沁河，邯山區雨水匯入滏陽河和支漳河，復興區雨水匯入沁河和輸元河，叢臺區雨水匯入滏陽河和沁河，東部新區雨水匯入支漳河。

（3）“五河四湖”雨洪資源利用技術

根據城區雨洪水質分析，降雨前期20分鐘內的雨水水質較差，不能直接利用，可在雨水管道入河口的上游適當位置修建截流井，將初期雨水截流至市政污水管網。后期水質較好的雨水可直接進入河道經閘壩和湖泊進行調蓄。經分析，根據降雨強度大小，在降雨0.5～1.0 h后閘壩閉閘蓄水，湖泊提閘滯洪。

由河道閘壩攔蓄形成的水面，可以像水庫一樣，通過水文分析計算確定河道特征水位，如防洪限制水位、防洪高水位。當城區發生暴雨時，可以根據河道特征水位利用閘門進行洪水調度。防洪限制水位和防洪高水位間的蓄水量要能容納受水區內的雨水產流量，如果產流量較大，河道水位達到防洪高水位時，要及時開啟閘門，充分利用公園內湖泊和 “四湖”的調蓄功能，蓄積雨水，降低河道水位。

邯鄲市城區大部分雨洪資源通過雨水管網匯集排入“五河”，受城區河湖地理位置及流向影響，經閘門、攔河壩調蓄后的雨水主要補給北湖、東湖以及城區內公園，只有少部分能進入西湖和南湖。根據河湖需水量計算，除去西湖和南湖外，現狀城區內的河湖水面汛期年均蒸發和滲漏需水量分別為 175.7萬m3、307.4萬 m3，湖泊換水年需水量為257.2萬m3，共計740.3萬m3。邯鄲市城區汛期多年平均雨洪資源量為1 129.9萬m3，完全可以保證城區河湖生態需水量。在滿足了城市湖泊正常運行所需的水量之后，可將剩余部分水量作為城市雨洪回用資源，用于一些水質要求較低的市政或公共用水，包括綠化灌溉、道路沖刷、沖廁等。

三、結 論

①城區生態水網工程中的 “四湖”是邯鄲城區內的海綿系統，“五河”是連接該海綿系統的紐帶。“五河四湖”作為邯鄲市的景觀工程，也是生態雨洪滯蓄和凈化設施，用來消納城市雨澇，實現城市對雨水的彈性管理，并可形成地下水補充、濕地修復與保護等多種生態系統服務，符合水生態文明城市的建設理念。

②經初期雨水截流后的可利用雨洪資源，可通過雨水管網匯集直接進入“五河”，經河道上修建的閘壩攔蓄調進后，補充“四湖”和公園湖泊生態需水量。根據降雨強度大小，在降雨0.5～1.0 h后閘壩閉閘蓄水，湖泊提閘滯洪。

③由河道閘壩攔蓄形成的水面，可以像水庫一樣通過水文分析計算確定河道特征水位，如防洪限制水位、防洪高水位。當城區發生暴雨時，根據河道特征水位利用閘門進行洪水調度。

④據計算，邯鄲市城區汛期多年平均雨洪資源量完全可以滿足城區河湖生態需水量。

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