庆阳市雨洪径流集蓄利用的实践

贾兴义，范正印，李林虎

(庆阳市西峰区水保局，甘肃 西峰 745000)

1 庆阳市雨洪径流集蓄利用现状及存在问题

庆阳市区位于甘肃省东部的董志塬上，为黄土高塬沟壑区地貌，气候干旱，年内降水分布不均，且降水多以暴雨形式出现，导致水土流失严重。为保持水土，人们在长期的生产实践中总结出了一系列行之有效的防止雨洪径流冲刷、侵蚀表层土壤的方法，并广泛应用于农业生产，取得了显著成效。庆阳市的雨洪径流集蓄利用方式主要有两种:一是通过大面积的梯田建设有效拦截地表径流，促使其就地入渗;二是利用局部有利地形修建多种形式的小型拦蓄工程，对难以就地入渗的地表径流先集蓄再利用。雨洪径流集蓄利用的主要措施包括在塬面上的房前屋后、道路两侧、田间地头修建水窖，在街道两侧、村庄周边、沟头附近修建涝池，在塬面较大胡同、集流槽末端和沟头以埂代路修建沟头防护措施，在坡面建设水平阶、水平沟、鱼鳞坑等，在支毛沟修建谷坊、淤地坝工程等。

近年来庆阳市社会经济快速发展，城市不断增容扩建，给水土保持工作带来了新的难题。首先，城市建设区硬化面积不断增加，原来的水保措施逐渐丧失了渗蓄功能，增加了城市防洪压力;其次，雨洪径流集中排放造成沟头溯源侵蚀活跃，破坏了生态环境和塬面的完整性;再次，雨洪径流携带大量泥沙流向下游，造成上游水土流失严重，下游防洪压力加大。总之，雨洪径流冲刷表层土壤造成的水土流失导致城市周边生态环境恶化、社会矛盾突出，严重制约了当地经济社会的和谐、健康、可持续发展。

2 雨洪径流集蓄利用实践

针对庆阳市城区雨洪径流无序排放、土壤侵蚀严重的现状，从 2003年开始水利水保部门总结经验教训，努力转变治水思路，改变过去传统靠排的简单思路和单一做法，变以排为主为以集蓄、利用为主，充分利用城市硬化地面相对集中、集蓄效率高的特点，因势而为，趋利避害，采用雨污分流的方法进行了较大规模的城市天然雨洪径流收集利用实践，变雨洪危害为雨洪资源，逐步从控制雨洪向利用雨洪转变，提出了雨洪资源集蓄利用的途径与方法，加大了对城市雨洪径流危害的治理力度，实施了较大规模的旨在实现雨洪径流集蓄利用的保塬生态试验工程——天湖工程。

天湖工程占地11.3 hm2，以庆阳市西峰新城区世纪大道和世纪广场共1.22km2硬化区域为集流场[1]，利用城市雨水管网和污水管网分离的有利条件，自新城区雨水管网末端起埋设引水管至蓄水人工湖，对雨洪资源进行收集利用。该工程于 2003年初开工建设，2004年 4月12日竣工交付使用。人工湖水面面积 4hm2，成湖后平均水深约3m，总体由城市硬化集雨区、雨水管网、沉沙池、人工湖、尾水渠等构成，总容量13.28万m3，年复蓄水量38.8万m3。天湖工程作为庆阳市第一个利用城市较大面积公共硬化区域开展的城市雨洪径流集蓄利用工程，不但能有效遏制城区雨洪径流下沟造成的水土流失危害，保护和治理城区及周边生态环境，而且很好地减轻了城市防洪压力，缓解了旱塬城市水资源短缺压力，为绿地养护、街道洒水、城市抗旱、城郊高效农业灌溉提供了补充水源，其做法得到了水利部的肯定。

为彻底解决城市发展过程中雨洪径流下沟造成的城市水土流失问题，改善和美化城区及周边生态环境，最大限度地集蓄利用宝贵的天然雨洪资源，2007年庆阳市西峰区水务局委托中国水利水电科学研究院编制完成了《甘肃省庆阳市新城南区雨洪集蓄保塬生态工程可行性研究报告》，并通过了有关部门的技术审查。该报告初步将庆阳市市区划分为南部集雨区、中部集雨区和北部集雨区，总体计划布置 5个人工蓄水湖(包括已建成的天湖)，并已逐步实施。预计 5个人工湖总集雨区域面积可达 25.74km2，总库容约316.28万m3，年复蓄水量近468.8万m3。同时，在市政府的支持下，市水务局对庆阳市的雨洪资源控制与开发利用进行了全面规划，提出11年内将在全市范围内建成3799处径流集蓄利用工程，实现控制和集蓄利用雨洪水资源 24878.43万m3的奋斗目标，为旱塬城市有效控制水土流失、综合利用雨洪资源提供了科学的决策依据。

3 雨洪径流集蓄利用工程建设取得的成效

(1)有效控制了城市水土流失，生态效益显著。据调查，已建成的天湖工程，每年可直接拦蓄雨洪径流38.8万m3，可避免或减少因雨洪下沟产生的沟头崩塌、坡面滑坡、沟岸泻溜、沟道冲蚀等造成泥沙流失量约3.33万t。规划实施的五湖工程如果全部建成，预计每年可直接拦蓄雨洪径流 468.8万m3，相当于庆阳市城区近1年的用水量;可减少向下游输送泥沙 60多万t，相当于 50多个中型淤地坝一年的泥沙拦蓄量;拦蓄径流效益达 66.19%，减沙效益达 70.87%，能有效控制城市土壤侵蚀，形成了以雨污分流为特点的从源头治理旱塬城市水土流失的特有模式。

(2)改善了发展环境，提升了城市品位，取得了良好的社会效益。近年来庆阳市在城区天然雨洪径流集蓄利用方面的实践和经验是从区域经济社会的可持续发展着眼，集解决城区雨洪排放、雨洪利用、改善生态环境、防治水土流失和回灌地下水等功能于一体，变害为利，走资源节约和生态保护的路子，增强了区域经济社会可持续发展的能力，符合党的十七大提出的“建设生态文明，基本形成节约资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”和“加强资源节约和生态保护，增强可持续发展能力”的总体要求。五湖工程及城区雨污分流管网的全面建成，将有利于解决新老城区排洪不足、内涝不断的被动局面，最大限度地减轻城区雨季内涝灾害的发生与危害;年均集蓄 468.8万m3雨洪径流不下沟，有助于彻底结束城区周边沟头向城市中心延伸、破坏城市完整性、限制城市建设规模、恶化城市生态环境的被动局面;为市民提供了一个休闲、观光、娱乐的好去处，形成了黄土高原特色的水文化，提升了城市品位，取得了良好的社会效益。

(3)为旱塬城市提供了补充水源，经济效益明显。庆阳市是一座黄土高原区旱塬城市，四面临沟，水资源匮乏，一直以巴家嘴水库为城市供水主要水源，提水扬程近 400m，利用困难，成本较高。现已分步实施的五湖工程设计年复蓄水量近 468.8万m3，可基本满足目前城区用水需求，按现有巴家嘴水库提水成本1.1元/m3计算，每年可节约用水成本 515.7万元;按庆阳市城市生活用水单价3.5元/m3计算，每年可节约用水成本1640.8万元;按现有商业、基建用水单价 7.5元/m3计算，每年可节约用水成本3516.0万元。由此可见，径流集蓄利用工程的实施将有效缓解庆阳市水资源短缺矛盾，降低水资源利用成本，为城市发展提供重要的补充水源。

(4)提升了城市水保工作的科技含量。庆阳市在城市雨洪径流集蓄利用实践中，一是通过分设城市雨水管网和污水管网，实现了集蓄利用中雨洪资源的清洁化;二是借助城市硬化区域面积大、集流效率高的特点，既成功破解了建设专用径流场占地面积大、投入成本高的难题，节约了土地，降低了成本，又实现了雨洪径流的高效收集;三是在工程建设中成功利用三七灰土、混凝土、土工膜等工艺克服了黄土的易湿陷性、渗透性等难题，取得了技术手段上的创新与突破，提升了庆阳市城市水保工作的科技含量，为进一步开展旱塬城市人工湖建设积累了经验。

(5)创新了治理思路，在水保工作中实现了五个转变。庆阳市在天然雨洪径流集蓄利用方面的实践创新，一是实现了城市天然雨洪径流由排到蓄、由害到利的转变;二是实现了由控制洪水到利用洪水的转变;三是实现了天然雨洪集蓄利用工程由农村向城市的转变;四是实现了水土保持由坡面治理、沟头防护到源头治理的转变;五是实现了天然雨洪径流集蓄利用工程由农村分散小工程向城市集中大工程的转变。

4 结 语

近年来庆阳市在天然雨洪径流集蓄利用方面的主要做法:一是综合利用城市硬化地面巧妙解决了修建专用径流场占地面积大、投入成本高的难题;二是通过雨污管道分流，实现了天然雨洪资源的清洁利用;三是集蓄成湖、变害为利，实现了雨洪径流资源化，既缓解了旱塬城市水资源短缺的矛盾，又减轻了城市防洪压力和塬边沟头剧烈侵蚀危害，既保持了水土，改善了生态环境和发展环境，又增强了经济社会可持续发展的活力;四是城市硬化面积大、径流(产流、集水)系数高，有利于提高降雨资源的利用率。在农村径流利用工程布设中利用较多的乡间土路年均径流系数为0.29，土庄院的年均径流系数为0.30[2];在同等降水量和保证率下，城市主要产流区沥青路面年均径流系数为0.72，混凝土路面为0.81[3]。相比之下，沥青路面径流系数是乡间土路的 2.48倍，是乡村土庄院的 2.40倍;混凝土路面径流系数是乡间土路的 2.79倍，是乡村土庄院的2.70倍。由此可见，城市沥青路面和混凝土路面径流利用效率远远高于乡村的土路面和土庄院。

综上所述，在西北黄土高原旱塬城市大力发展径流集蓄利用工程，一是可以有效控制城市水土流失，提高度汛能力，改善生态环境，有效调节区域小气候，增强城市水系绿地生态系统功能;二是可以实现雨洪资源的高效集蓄和清洁利用，以有效缓解城市水资源短缺的矛盾;三是可以为城市居民提供绿色环保的休闲场所，提升城市品位。

[1]贾兴义，吕治湖.城市雨洪水资源集蓄利用的探索与实践[J].水利建设与管理，2006(1):71-74.

[2]赵安成，李怀有，宋孝玉，等.黄土高塬沟壑区水资源调控利用技术研究[M].郑州:黄河水利出版社，2006:38-43.

[3]李怀有，赵安成，郭永乐.黄土高塬沟壑区集雨节水灌溉技术[M].郑州:黄河水利出版社，2002:1-34.