城市防洪及雨洪資源利用探討

□杜付然□王婉鶯

（1河南省水文水資源局；2中銀國際證券有限公司）

城市防洪及雨洪資源利用探討

□杜付然1□王婉鶯2

（1河南省水文水資源局；2中銀國際證券有限公司）

城市內(nèi)澇頻發(fā)，人民生命財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重，同時(shí)，許多城市又面臨水資源嚴(yán)重不足及地下水過量開采等問題。二者的矛盾讓尋求雨洪資源合理開發(fā)利用顯得愈發(fā)緊迫。文章分析了天氣變暖引起極端天氣頻繁，城市化進(jìn)程加快、綠地減少、不透水面積急劇增加，是城市暴雨洪水頻發(fā)的成因，闡述了鄭州市資源性缺水的特性。提出通過X波段雷達(dá)監(jiān)測、制訂科學(xué)方案等非工程措施解決鄭州市城市防洪問題，通過制定相關(guān)政策、采取獎(jiǎng)懲措施、建設(shè)攔蓄工程，將鄭州市建設(shè)成為海綿城市，進(jìn)而將城市防洪與緩解水資源緊缺緊密地聯(lián)系起來。

城市防洪；雨洪利用；海綿城市；鄭州市

1 概述

近幾年隨著氣候變暖，極端天氣肆虐，超標(biāo)準(zhǔn)短歷時(shí)暴雨多發(fā)，許多大城市內(nèi)澇嚴(yán)重，形成“在鄭州看海”或“在武漢看海”等局面，嚴(yán)重干擾人們的正常生產(chǎn)生活秩序，給城市居民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來極大隱患。

同時(shí)，城市又面臨水資源嚴(yán)重不足及地下水過量開采等問題，我國669個(gè)城市中有400多個(gè)城市存在資源型或水質(zhì)型缺水問題，其中100個(gè)城市屬于嚴(yán)重缺水。隨著城市化進(jìn)程的加快，工業(yè)、生活等用水急劇增加，為維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)，許多地區(qū)不得不超采地下水，加上原有的農(nóng)田、綠地、林地大面積被建筑物和硬化路面取代，使得原有透氣疏松透水性好的土壤被不透水材料所覆蓋，地下水不能得到很好的補(bǔ)給，導(dǎo)致城市出現(xiàn)地下水下降漏斗的中心。

如何實(shí)現(xiàn)雨洪資源化是解決我國大部分城市，尤其是北方地區(qū)嚴(yán)重缺水的當(dāng)務(wù)之急，有效的利用雨洪資源能夠提供城市可持續(xù)發(fā)展所必須的水資源、生態(tài)環(huán)境資源，打造良好的生物多樣性環(huán)境，保證城市功能的正常發(fā)揮。鄭州市作為嚴(yán)重缺水的城市之一，其特征和表現(xiàn)具有較強(qiáng)代表性，故以鄭州市為例，作為文章的研究范例。

2 鄭州市暴雨內(nèi)澇成因及雨洪利用現(xiàn)狀

2.1 鄭州市暴雨洪水

鄭州市區(qū)位于東經(jīng)113°25'～113°53'，北緯34°38'～34°58'之間，屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冷暖適中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，降水在一年內(nèi)相對集中，季節(jié)性暴雨為雨洪利用提供了前提條件。根據(jù)多年平均降水量數(shù)據(jù)，鄭州市汛期（6-9月）平均降水量為417.30 mm，占全年降水量的65.40%，非汛期（10月-翌年5月）平均降水量為220.30 mm，占全年降水量的34.60%。汛期降水量占全年降水總量的六成還多，因此極易出現(xiàn)突發(fā)性雨洪災(zāi)害。

鄭州市區(qū)內(nèi)主要河流有賈魯河、金水河、索須河、熊耳河、七里河、魏河和潮河等河流，尖崗、常莊、西流湖、龍湖等水庫。市區(qū)內(nèi)河流全部經(jīng)過加固處理，提高河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)，增加河道防滲能力，有利于排澇，不利于對地下水的補(bǔ)給。

2017年8月12日，鄭州市發(fā)生強(qiáng)降雨天氣，14：30分至15：30分，省委、水利廳、水利設(shè)計(jì)院、高新區(qū)站時(shí)段平均降水量43.80 mm，降雨主要集中在14：30分至15：00分30分鐘內(nèi)，平均降雨30.60 mm，造成城區(qū)大面積積水，汽車被淹，許多路段交通癱瘓，人員和車輛無法通行，給群眾出行帶來不便。

造成這一災(zāi)害的主要原因是氣候變暖及熱島效應(yīng)加劇城區(qū)空氣對流，強(qiáng)對流易引發(fā)極端天氣，增加短歷時(shí)大暴雨發(fā)生的概率，同時(shí)城市透水性及形態(tài)發(fā)生巨大變化，屋頂、院內(nèi)及路面硬化，不透水層面積大量增加，在道路上產(chǎn)生低洼地，致使城市地區(qū)水文循環(huán)過程發(fā)生較大改變，極大地減少下滲量和植物截留，填洼水量幾乎為0，加大凈雨深，降低糙率，減少對水流的阻力，加快坡面匯流速度，匯流距離短，只有數(shù)百米，很容易在低洼處形成積水點(diǎn)，而老舊的排水系統(tǒng)，排澇效率低下，難以及時(shí)將積水排出，從而造成城市內(nèi)澇。

2.2 鄭州市水資源特性

2015年鄭州市區(qū)年降水量為591.00 mm，折合水量5.87億m3，降水主要集中在汛期。水資源總量為1.37億m3，其中地表水資源量0.85億m3，徑流深85.10 mm，大于周邊縣區(qū)，地下水資源量1.27億m3。地下水開采量2.23億m3，淺層地下水水位下降2.08 m。人口475.65萬人，國內(nèi)生產(chǎn)總值3408.22億元，工業(yè)增加值601.77億元，供水總量為6.66億m3（跨區(qū)域調(diào)水量為4.06億m3），其中農(nóng)業(yè)用水量0.53億m3，工業(yè)用水量1.30億m3，生活用水量3.52億m3，生態(tài)用水量1.32億m3。人均用水量140 m3，萬元GDP用水量8 m3，規(guī)模以上萬元工業(yè)增加值用水量22 m3。過度開采地下水，使鄭州市區(qū)的淺層地下水以京廣鐵路為界，形成了東、西兩個(gè)降落漏斗。西部降落漏斗中心位于惠濟(jì)區(qū)古滎鎮(zhèn)漢代冶鐵遺址附近，在枯水期（4月份）地下水埋深35.15 m，漏斗面積138.50 km2，在豐水期（8月份）地下水埋深36.47 m。東部降落漏斗中心位于金水區(qū)金水東路國土資源廳附近，在枯水期（4月份）地下水埋深16.78 m，漏斗面積288.01 km2，在豐水期（8月份）地下水埋深16.30 m，漏斗面積320.10 km2。枯水期淺層地下水總降落漏斗面積為426.51 km2。豐水期淺層地下水降落漏斗總面470.83 km2。

2.3 鄭州市雨洪利用現(xiàn)狀

目前鄭州市基本上還沒有真正意義上的城市雨水收集利用系統(tǒng)，絕大部分雨水在淹沒一些街區(qū)之后，通過排水系統(tǒng)流入周邊河流及新開挖的一些湖泊，用于新城區(qū)的生態(tài)用水，老城區(qū)雨水缺乏綜合利用。

為解決日漸加劇的城市內(nèi)澇及緩解水資源短缺對鄭州市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的嚴(yán)重制約，推進(jìn)海綿城市建設(shè)，鄭州市政府先后出臺了《中原經(jīng)濟(jì)區(qū)鄭州都市區(qū)建設(shè)綱要》、《鄭州市2013年生態(tài)水系建設(shè)實(shí)施方案》、《鄭州市人民政府關(guān)于印發(fā)2013年鄭州市環(huán)境綜合整治實(shí)施方案的通知》、《鄭州市城市市政工程設(shè)施管理?xiàng)l例》等一系列有關(guān)城市建設(shè)中水資源再利用的政策規(guī)章，為雨洪資源利用提供了有力的政策保障。水利廳也開展雨洪資源利用試點(diǎn)并取得初步成效。鄭州市開挖了一些人工湖，用于容納雨洪及補(bǔ)給地下水，在市區(qū)人行道上，用透水磚代替不透水磚，在加大對地下水補(bǔ)給的同時(shí)，可一定程度上減輕城市內(nèi)澇。

3 鄭州市雨洪利用解決途徑和方法

雨洪主要以分散攔蓄、儲存和分散利用等方式再使用，解決途徑主要有工程措施和非工程措施。非工程措施成本低，投資小，因此在雨洪資源利用上主要以非工程手段為主，工程手段為輔。

3.1 非工程措施

首先，對全市的道路進(jìn)行普查，篩選易積水路段進(jìn)行地形測量，對積水點(diǎn)水位進(jìn)行監(jiān)測，對附近下水道進(jìn)行排查，用X波段高分辨率雨量雷達(dá)對全市降水量實(shí)時(shí)全覆蓋監(jiān)測，研究適合的產(chǎn)匯流模型，制訂科學(xué)的調(diào)度方案，泄、蓄結(jié)合，有效利用雨洪資源，把洪災(zāi)損失降到最小。

其次，要完善相關(guān)法規(guī)，盡快出臺對雨水管理的目標(biāo)、任務(wù)、使用范圍、權(quán)力責(zé)任利益分配等法規(guī)。如：設(shè)置專項(xiàng)基金、誰投資誰收益。出臺相關(guān)法規(guī)，要求所有新建小區(qū)必須具備雨水收集和雨洪排放設(shè)施，違者罰款或另收費(fèi)，以促進(jìn)雨水收集利用設(shè)施的普及和雨洪的排泄；限制污染材料的使用，鼓勵(lì)新型環(huán)保透水材料的使用，如：風(fēng)積沙透水磚等。支持推進(jìn)社會組織在政策、法律框架內(nèi)配合政府進(jìn)行雨洪資源系統(tǒng)建設(shè)。

最后，借助社會組織的專業(yè)知識與技能，利用科學(xué)手段，提高雨洪資源信息化程度（我國水利信息化指數(shù)30%，美國為95%）。建立規(guī)范的雨洪利用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，對水質(zhì)凈化指數(shù)、屋頂集雨儲存設(shè)施、建筑物擁有綠地比重等形成明確數(shù)據(jù)，幫助政府對社會組織進(jìn)行評估與監(jiān)督，及社會組織對政府的責(zé)任利益劃分。

3.2 工程措施

建設(shè)攔河工程、蓄水工程、下滲工程及排水工程等，攔截并蓄存珍貴的雨水、排泄成災(zāi)的洪水。在商場、辦公樓、住宅樓頂層建設(shè)雨洪收集利用系統(tǒng)工程，收集的雨水經(jīng)過一級預(yù)處理，可為商場提供沖廁所、消防緊急用水等，在建筑物下方設(shè)帶板蓋的滲透溝，通過滲水設(shè)施回灌地下水，澆灌附近植被。市內(nèi)道路建設(shè)或改造時(shí)，將下水道口設(shè)置在行車道靠邊的道牙上，下水井及蓄水裝置設(shè)在綠化帶中，在提高道路積水排澇速度的同時(shí)，可有效防止行人跌入下水井，并可為綠化帶提供灌溉用水。政府可以委托中介，與企業(yè)進(jìn)行合作，促使企業(yè)參與雨洪利用，建設(shè)集水設(shè)備。

通過BOT模式，開放部分城市建設(shè)職能和工程，引進(jìn)社會資金，使更多社會組織參與到雨洪資源利用系統(tǒng)建設(shè)中。

4 結(jié)語

美洲有個(gè)諺語：地球不是從上一代那里繼承過來的，而是從下一代那里暫借的。2012年1月12日，國務(wù)院發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》要求減少地下水的過度開發(fā)，增加水資源的循環(huán)使用，不僅是為當(dāng)下尋求發(fā)展，更是為了后輩們能夠生活在更加美好的環(huán)境，用上更加純凈的水。堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展以及資源尤其是水資源可持續(xù)發(fā)展的原則，建立人與自然和諧相處的科學(xué)機(jī)制，真正形成生態(tài)型和節(jié)水型的現(xiàn)代新城市。

[1]王志峰，蔡方.現(xiàn)代城市管理概論[M].北京:清華大學(xué)出版社，2008（20）.

[2]許拯民.城市防洪及雨洪利用工程技術(shù)研究[M].長江出版社，2008（89）.

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1673-8853（2017）11-0021-02

2017-9-30

編輯：劉青