阜陽市區雨水利用規劃方案研究

劉 猛

一、雨水利用的必要性和可行性

城市雨水利用是解決城市水資源短缺和減少城市洪澇災害的有效途徑，也是改善城市生態環境的有效措施。我國城市雨水利用研究與應用開始于20世紀80年代，近年來隨著政府部門的重視和推動，城市雨水資源利用呈現出良好的發展趨勢，很多城市在雨水利用方面進行了大量工程實踐，尤其是北方水資源緊缺地區雨水利用發展較快，取得了良好的效果，技術也日趨成熟。

由于天然雨水具有硬度低、污染物少等優點，因此雨水利用在減少城市雨洪災害、開拓水源方面日益成為重要主題。對于大型公用建筑、居住區、建筑群等屋面及地面雨水，經收集和一定處理之后，可用于城市景觀環境、綠化補水、道路澆灑、廁所沖洗及其他一些非生活用水用途。對于阜陽市這種嚴重缺水的城市來說，城市雨水的收集利用，一方面可以補充城市供水不足，節約寶貴的水資源，緩解水資源短缺；另一方面又可以減輕城市雨洪災害的發生，補充城市水源，涵養地下水，對城市水環境保護和修復有重要意義。

二、降水特征和雨水可利用量

1.降水變化特征

阜陽市處于亞熱帶與暖溫帶的過渡帶，屬暖溫帶半濕潤季風氣候區，因氣候的過渡性，造成冷暖氣團交鋒頻繁，天氣多變，降水年際變化大，年內分配不均，降水主要集中在6～9月份。選取阜陽城區及周邊的阜陽、插花、三塔和六十里鋪4個雨量站1951～2015年長系列降雨資料分析，多年平均降水量為935.3mm，最大年降水量為2003年的1669.9mm，最小年面雨量為1976年的486.3mm，豐枯比為3.44。從年內分布看，降水相對集中，在每年的汛期（6～9月）降水量為569.9mm，占全年總降水量的59.0%；每年非汛期（10～3月）各月的降水量均小于60mm，只占全年的25.8%。多年平均月降水量最大值出現在7月，為221.2mm，最小值出現在12月，只有22.0mm。

阜陽市區年降水變率較小，降雨偏差系數為0.233，多數年份的降水量與多年平均值較接近，這說明年平均降水量較穩定。月降水變率較大，其季節變化與降水量季節變化趨勢相反，在雨季降水變率小，4～9月月降水量變率為0.33～0.64，旱季降水變率大，10～2月月降水量變率為0.50～0.82。這表明雨量豐沛的雨季降水量穩定少變，而少雨的旱季降水量很不穩定。

阜陽市區降水日數多，強度大。年平均降水日數為100天，占全年總日數的27.4%，多的年份達150天（1954年），最多月份的降水日數有21天（1954年6月和1963年7月），最少年份的降水日數也有72天（1978年）。降水日數與降水量一樣存在季節變化，夏季多，冬季少，其中7～8月各月降水日數均在10天以上，尤以7月最多，達13天，其他月份都在10天以下。

2.雨水可利用量

根據對阜陽市區現狀下墊面分析測算，老城區地面綜合徑流系數在0.65～0.70之間，新開發的小區地面綜合徑流系數在0.62～0.75之間，工業開發區地面綜合徑流系數在0.65左右。因此，取綜合徑流系數為0.65，季節折減系數為1.0。

目前，國內對棄流系數研究較少，考慮到整個阜陽市區的匯水面積較大，取較小的棄流系數為0.6，不同頻率降水總量及可利用量計算成果如表1。

三、雨水利用規劃方案

雨水利用工程建設是一個系統工程，在國內雖有一些實施的成功案例可供參考，但由于阜陽市在雨水利用方面幾乎是從零開始，因此在規劃初期將先進行雨水利用工程建設的示范，積累經驗，為今后大規模實施提供技術支撐。

1.居住小區雨水利用方案

居住小區的雨水利用一般是在地下建蓄水池，收集屋頂雨水，供給小區沖廁、綠化、道路澆灑或景觀用水?，F狀年阜陽市老城區的住宅小區面積都偏小，因此，對居住小區雨水利用的建設主要集中于老城區和新城區近年來新建小區。選擇規模較大已建成居住小區進行雨水利用的規劃試點工程建設，包括御景城、西苑小區、易景國際和海亮御府等6處，單個小區面積均在100畝以上，總占地面積87.2萬m2，可收集雨水的屋面匯水面積為51.1萬m2。綜合考慮取雨水綜合徑流系數取0.8，10%的初期雨水棄流率，有效匯水率取80%，則可收集利用雨水量為 27.5 萬 m3。

2.公共建筑集雨工程雨水利用方案

大型公共建筑硬質鋪裝率相對較高，結合海綿城市建設應增加下沉綠地及透水鋪裝率，一般收集雨水后用于廁所用水、景觀用水等。擬選擇已建成和正在建設的大型公共建筑進行雨水利用的試點，包括皖西北商貿城、阜陽國際汽配城、新華物流園、阜陽市國際會展中心、圖書館新館和博物館新館和阜陽大劇院等8處，總匯水面積為149.5萬m2。綜合考慮取雨水綜合徑流系數取0.9，10%的初期雨水棄流率，有效匯水率取80%，則可收集利用雨水量為87.2萬m3。

3.公園綠地雨水利用方案

公園一般建有綠地和觀賞用的水景，雨水的利用可以把兩者的作用有機地結合起來。公園內道路采用透水性路面，結合綠化地的滲水性能，可以截留部分因降雨而形成的地表徑流，通過植物根系的吸收、微生物的降解和土壤的截污作用，去除一部分初期雨水中的污染負荷。剩余的地表徑流通過引導，順序進入緩步石、露天淺灘、凈化區，最后進入蓄水池收集利用。阜陽市區有青潁公園、文峰公園、三角洲公園、阜陽生態公園等多個公園，以及泉河風景帶、潁河風景帶等濱河綠地，總匯水面積約603萬m2，雨水地表綜合徑流系數為0.3，有效匯水率為80%，年雨水利用量為121.2萬 m3/a。

4.廣場雨水利用方案

對已建的硬質路面廣場通過雨水口收集雨水徑流或改鋪透水磚，在地面下鋪設級配石料的過濾盲溝或多孔混凝土過濾板進行簡單過濾，雨水經收集后匯入蓄水池，沉淀過濾后即可用作廣場澆灑用水。選擇清河廣場和阜陽火車站站前廣場作為試點，兩個廣場總匯水面積5.5萬m2，以硬質鋪裝為主。雨水地表綜合徑流系數取0.8，有效匯水率取80%，則年雨水利用量為3.3萬m3/a。

5.市政道路綠地雨水利用方案

市政道路綠地雨水利用規劃主要通過建設透水路面，以及將高位綠地改造成低位綠地，道路路面和綠化帶雨水就地收集，經過植物根系和微生物的降解將進一步降低污染物濃度，可減少對環境的污染程度，同時由于綠地對雨水下滲的促進作用，可以削減污染道路雨水匯入、減輕城市對雨洪的排澇壓力。近期對阜陽市東環路道路景觀綠化工程、阜潁路綠化工程和淮河路綠化工程進行雨水利用工程改造，綠化總面積為33.5萬m2。取地表徑流綜合系數為0.5，有效匯水率為80%，則全年雨水的可間接利用量為54.9萬 m3/a。

四、雨水利用管理措施

表1 阜陽市區不同頻率的降水總量

1.拓寬雨水改造工程建設的資金來源

加大雨水利用工程投入力度，政府的投入是政策性的，主要起引導和鼓勵的作用。除阜陽市政府積極給予支持外，還應充分調動群眾投資、投勞的積極性，鼓勵個人、私營企業和社會各界投資興建雨水集蓄利用工程。

2.重點扶持雨水利用產業的發展

雨水開發利用技術的研發和應用將帶動雨水利用產業的發展，如雨水收集處理設備的生產，滲透地磚、管材的制造等，阜陽市政府應加大對這些產品引進或生產的扶持力度，加強技術指導，提高科技含量，將經濟實惠、效果明顯的雨水利用技術盡快推廣應用。

3.設立專項資金

為確保雨水利用的穩步推進，阜陽市政府應設立雨水利用專項基金，研究和推廣雨水利用技術，積極引進新技術，鼓勵技術創新，不斷總結和推廣先進經驗，使城市雨水利用技術不斷完善和發展。

4.盡快制定雨水利用的法律、規范和標準

相關部門需要制定出阜陽城市的雨水利用的相關規范與標準，并形成法律文件以規范雨水利用。例如，規定新建達到一定規模的居民區、廣場、工廠等公建項目在規劃報建時必須同時報送有關雨水利用的設計內容，否則規劃不予審批。對園林綠化、洗車、道路澆灑、建筑施工用水、大型公建空調循環水等一些用水水質要求較低的行業，應明確建議使用雨水的有關規定。

5.強化公眾教育和參與意識

通過宣傳和市場手段鼓勵居民利用雨水資源，強化公眾教育和參與意識。公眾的教育與參與包括對城市專門管理人員的培訓、對城市居民的教育和監督等，主要方式是教育、培訓、參與、宣傳等，使市政管理人員和廣大居民認識到雨水資源合理利用的必要性■