邢台市城市雨洪资源利用探析

郎子龙 王兵兵

（河北省邢台水文水资源勘测局 河北 邢台 054000）

水是人类赖以生存和发展的基础，是国民经济和社会发展的重要资源和环境要素，而水资源的供给则是城市的生命线。经济的快速发展，城市化进程的加剧，使邢台市市区水资源短缺问题日益突出。我国人均水资源占有量为2200m3，邢台市人均水资源占有量仅为193m3，不足全国平均水平的1/10，低于国际公认的500m3极度缺水线。水资源问题已经成为制约邢台市国民经济和社会发展的重要因素。随着近年城市化进程的加快，城区面积不断扩大，导致城市不透水面积大幅度增加，于是城市降水形成的径流系数增大，洪量增大，对城市排水和河道行洪构成巨大的压力，也对邢台市市区交通产生巨大压力，威胁着的城市安全。2009年5月9日，邢台市骤降175.5mm暴雨，降雨量创55年来历史同期之最。积水一度导致市区交通“瘫痪”，6座地道桥被淹，129辆车抛锚。一方面是城市发展中面临的水资源危机，另一方面是城市雨水资源得不到有效利用。因此，建立实用的雨洪控制与利用技术体系和推广应用体系，以充分利用雨水，缓解水资源危机，削减洪峰流量，确保城市防洪安全，成为摆在邢台市城市发展面前的一项重要工作。随着建设节水型社会进程的加快，雨水资源化问题是建设节水型社会的有效途径之一。

1 雨水利用必要性与可行性分析

1.1 必要性分析

邢台市位于河北省南部，位于北纬36°50′～37°47′，东经 113°52′～115°49′之间，总面积12456km2，市区面积为127km2，是我国北方地区水资源最为紧缺的地区之一。随着城市进程的加快，水资源供给与经济社会发展需求的矛盾越发突出。城市水资源一方面严重不足，另一方面雨水资源被白白当做弃水排放，甚至造成洪灾，水资源短缺与浪费共存。如果将城区雨洪资源收集并加以利用，其生态效益和经济效益将十分明显。一是可以缓解水资源短缺的压力，增加经济生活发展所需水资源量；二是可以降低城市排水管网负荷，节约市政建设投资。传统的处理方法单纯考虑将雨水径流快速排出，所需雨水管道、雨水泵站等设施的容量、输送能力必须随之增大，这对于城市建设是一个沉重的包袱，也会制约城市进程的步伐。雨水利用是增加城市水资源量，减轻城市排水和河道行洪压力，保证城市防洪安全和回补地下水的重要措施。

1.2 可行性分析

邢台市多年平均年降水量为516.6mm，全年降水量的70%～80%集中在6月～9月份，通过城区雨水利用设施可将90%的雨水转化为可利用水。这就意味着在现有取水量不变的情况下，使城市供水量相对增加。城市可利用雨水量可采用下式计算：

式中，A——城区面积；

α——城区不透水面积比；

β——多年平均降雨量（mm）；

σ——为径流系数，混凝土和沥青路面等不透水表面一般取0.9。

以邢台市为例，多年平均降雨量为516.6mm，城区面积为127 km2，城区不透水面积按0.7计算则：

如果邢台市雨水利用率为60%，那么每年可利用的雨水量将近2500万m3。

国内外的雨水资源化实践表明：城市雨水资源化是开源节流，改善生态环境，解决城市缺水问题和创建节约型社会的重要途径，也是增强水资源自立能力和安全保障程度的一项重要选择。

2 雨水利用的现状和存在问题

现阶段，雨洪收集利用还未形成一套完整、实用的理论和技术体系，也缺少法律法规的支持，有一些地方已开始探索雨水利用体系。邢台市雨水利用方面还未形成意识，缺乏对雨水资源利用的经验。雨水虽作为世界公认的水资源的新财富，但邢台市与其他严重缺水城市一样，在城市规划、改造、建设时没能对雨水利用引起足够的重视，还是把解决普遍存在的城市缺水问题寄希望于外部调水或超采地下水。雨水回收利用需要在城市建设规划之初，就考虑雨水资源的回收利用。城市的迅速发展和人口高度集中决定了城市需要大量的水资源，而城市雨水利用本身就是一种节水措施。可利用雨水作中水或中水补充水，也可用作城市消防或非常时期的补充水源，节约城市水资源。

3 雨水回收利用措施

3.1 雨水的收集及储存技术措施

3.1.1 绿地雨水收集

园林行业是水资源消耗的大户，邢台市又是严重缺水的城市，如果能将流失的雨水进行有效收集和利用，必将成为解决城市水资源短缺的有效措施之一。雨水经过绿地后，会有相当一部分被截留在绿地土壤中，但仍有一部分多余的雨水会以地面径流的方式浪费掉，而这部分水经过绿地后，得到大幅度的净化，有很高的利用价值，因此可以考虑收集起来加以利用。

绿地的雨水收集可以采取建造雨水贮留设施的方法，雨水贮留设施分为地面蓄水和地下蓄水两种。地面蓄水设施可以是蓄水池、也可以是塘坝。直接的也是最经济的办法是利用城市低洼地进行优化改造，并配以适当的引水设施，能很好地蓄存雨水径流。

对于收集后的雨水，可采取直接利用和间接利用的方法。直接利用是将雨水径流收集起来，根据用途的不同进行不同程度处理后，用于绿化、洗车、道路喷洒、厕所冲洗等。间接利用是使用多种措施强化雨水就地入渗，使更多雨水留在城市境内并渗入地下以补充地下水。

3.1.2 雨水渗透措施

可根据具体工程的不同情况，将各种渗透装置进行组合。例如在一个小区内可将渗透地面、绿地、渗透池、渗透井和渗透管等组合成一个渗透系统。其优点是可以根据现场条件的多变选用适宜的渗透装置，取长补短，效果显著。如渗透地面和绿地可截留净化部分杂质，超出其渗透能力的雨水进入渗透池（塘），起到渗透、调节和一定净化作用，渗透池的溢流雨水再通过渗井和滤管下渗，可以提高系统效率并保证安全运行。缺点是装置间可能相互影响，如水力计算和高程要求；占地面积大等等。

邢台市的水源主要以开采使用地下水为主。所以一方面，应尽可能减少封闭路面，增加城市绿化植被面积。采用在绿色植被与土壤之间增设贮水层、透水层等办法，充分利用植物以及土壤的净化作用以及渗滤作用，减少雨水对城市地下水的污染，并可有效补偿地下水的过度开采。另一方面，在排放雨水径流时，将传统的非渗透雨水管改为渗透管或穿孔管，管周围回填砾石。渗透管沟兼有渗透和排放两种功能，可以有效地涵养地下水。

采用各种雨水渗透设施，让雨水回灌地下，补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝改善生态环境等多种效益。

3.2 雨水回收利用推广手段

3.2.1 小区示范工程

在将要开发建设的区域，将雨水利用理念融入到规划设计中去，并与小区建设同步进行雨洪利用工程建设。

工程内容包括：将屋顶和部分道路的雨水收集、处理后用于景观补水和回灌地下水；将部分车行道和人行道铺装为透水地面；建设有入渗设施的下凹或平绿地。

基本流程：工程收集屋顶和楼前透水地面与部分不透水道路的雨水，经去除初雨、沉淀过滤后进入回灌井回补地下，同时在沉淀池内安装水泵，抽取沉淀后的雨水补充人工湖的耗水。超过设计标准的降雨径流，通过溢流堰溢流到外部的市政雨水管道。见图1。

3.3.2 公园示范工程

公园雨洪利用。雨洪利用内容包括：屋顶和道路的雨水收集后，经处理，回灌地下，同时绿地内采用渗井、渗沟等设施增加入渗能力。

公园的建筑物集中在广场周围，因此结合实际情况，在广场西侧现有空地建设一套雨水处理与贮存系统，广场及周围建筑物所产生的径流通过雨水口进入雨水利用系统，然后汇入雨水处理与贮存系统。超过设计标准的雨水将排入市政管网。

在公园的绿地内，根据实际情况因地制宜地设置起伏地形，在竖向上营造低洼面，结合园路建设，适当建设渗透管沟，使雨水尽可能入渗。

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关的政策、法规，管理及技术等各种措施。如合理地规划与设计城市用地，减少城区土壤的侵蚀，加强对建筑工地的管理，加大对市民的宣传与教育力度，配合严格的法规和管理，最大限度地减少城市地面垃圾与污染物，保持市区地面的清洁等。

这方面，我国许多城市还存在不少问题。城区地面污染严重，垃圾、裸露地面的泥沙侵蚀，施工工地等都是比较突出的污染源。把雨水口和雨水井当做垃圾筒，随意倾倒污水和垃圾现象也非常普遍，雨季严重地污染水体并影响下水道的正常运行，造成路面积水。

4.2 输送途中或终端控制

除源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应处理技术的研究尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展，雨水的净化处理技术也将越来越重要。

5 效益分析

5.1 社会效益

邢台市作为一个严重缺水的城市，为满足城市的发展不断的超采地下水，造成地下水位不断下降。兴建雨水集蓄工程后，可充分利用汛期雨量较为充沛的有利条件，蓄积雨水，提高雨水利用水平，对邢台市区防洪减灾，保持水土、保护生态平衡都具有积极的推动作用。有利于当地社会经济的持续、快速、健康发展，为建设人水和谐的城市奠定基础。

5.2 经济效益

雨水集蓄利用工程适合邢台市集水工程分散的特点，维护费用低，使用时间较长，能发挥最大的效益。工程项目实施后，城市及小区绿地用水得到解决，可降低城市用水消耗，提高水资源利用效率，有利于推进和谐城市的建设步伐。

5.3 生态效益

雨水集蓄工程有利于改善邢台的生态环境。修建蓄水池等节水工程之后，提高了水资源的使用效率，促进了人与自然和谐发展。蓄水池等节水工程有效地拦蓄径流，削减了集中降雨形成的洪峰，减少了因洪水而对城市造成的危害，是城市水土保持的一项有效措施。

6 结语

随着城市化进程的加快，城市水资源紧张，城市防洪压力增大严重影响着城市的可持续发展。城市雨水资源的利用的理念与实施是改善城市水资源危机的有效手段。实施雨水集蓄利用工程，不仅充分利用了雨水，缓解水资源危机，还削减了雨水流量，为城市防洪减轻了压力。不仅为后代留下了宝贵的地下水资源，而且为节水型社会建设，为社会可持续发展创造了条件，雨水资源利用社会效益和经济效益显著。陕西水利

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