城市雨洪管理技术探讨

陈少舟

（唐山市陡河河道管理处，河北 唐山 063000）

城市雨洪管理技术探讨

陈少舟

（唐山市陡河河道管理处，河北 唐山 063000）

以唐山市中心区（路南区、路北区、开平区）为例，分析城市化对城市水文的影响，探讨城市洪灾的成因，分析洪灾产生的危害及城市化对地下水的影响，制定城市雨洪管理技术措施，为减少城市洪灾，合理利用雨洪资源，补充地下水等提供技术依据。

城市；水文；水资源；管理；措施

1 城市化对城市水文的影响

1.1 降水径流产排方式改变

城市化改变了土地利用方式和自然地貌条件，房屋道路等造成城市不透水面积加大，到2009年底，路南、路北两区硬化面积占城市总面积的57.5%，开平区硬化面积占城市总面积的24%。城市扩张和城市下垫面的改变，由自然排放向人工管网排水系统转变，既改变了降水产流形式，也改变了排水方式。

1.2 雨洪资源的再分配

城市空间的扩张，侵占耕地、湿地、沟塘等，导致城市蓄水空间缩小。1990年以来，埋填陡河两侧湿地、沟塘5处，减少蓄水容积75万m3。城市下垫面不透水面积的增加，导致地面对降水径流的蓄滞能力减小，降水蒸发、渗透量减少，径流系数增大，径流量增加。年径流系数由2000年的0.12增加到2008年的0.22，增加83.3%，次降水径流系数达到0.476。20%保证率的径流量由2000年的5108万m3增加到2008年的6014万m3， 增加17.7%，75%保证率的径流量由2000年的987万m3增加到2008年的2543万m3，增长157.6%，保证率愈高，径流量增加百分比愈大。

1.3 城市水环境变化

用试验器皿直接采集市区空中降水（未与地面接触）化验，水质接近蒸馏水。主要变化指标为pH值（6

受城市污染物的胁迫，降至地表的水质呈动态变化，主要污染为NH3－N、COD、pH值（8

降水地表径流水质由于受区域降水的不均匀性，介面（路面、房屋、绿地等）污染物种类、浓度不同，径流路径不同，污染物指标一般在降水10mm明显降低：NH3－N浓度由3.00mg/L（降水量0.4mm）降低到2.67mg/L（降水量9.6mm），COD浓度由227mg/L（降水量0.4mm）降低到114mg/L（降水量9.6mm），部分区域降水5mm污染物浓度明显降低，降水强度越大，水质改变越明显。唐山市区降水30mm后，汇入陡河、青龙河水体水质（主要污染物NH3－N、COD等）优于Ⅴ类标准。

唐山市年排水量1.1亿m3，因水质达不到Ⅴ类水标准，故主要用于工业、农业、景观等。

1.4 城市小气候变化

唐山市50a气象、水文资料分析，城市年平均温度高于郊区年平均温度（高0.5℃），且市内外年平均温度均呈增加趋势：市内年平均风力低于郊区年平均风力，年平均湿度低于郊区年平均湿度，年降水量呈下降趋势，但雨日平均降水量呈明显增加趋势，时空分布不均匀性增强，降水强度加大。城市化影响城市小气候，城市小气候又影响降雨分布及极端气候变化。

2 城市洪灾的成因和影响

2.1 城市洪灾的成因

2.1.1 超设计标准的洪水

按照城市规模设计城市排水标准，当遇有超设计标准降雨时，形成大面积、高等级洪灾。

2.1.2 排水基础设施缺乏致灾

城乡结合部由于缺乏排水基础设施，或因城市规划、设计、施工等相互影响造成局部排水设施缺乏（或排水设施一时难以发挥功能），造成的局部洪灾。唐山市2006、2007年2a因缺乏排水设施，造成排水不畅。李各庄河大庆道一带降雨淹没水深50cm，靠机泵排水处理。

2.1.3 地势低洼区域的洪灾

路南区大虹桥一带地势低洼，中到大雨时，积水严重，严重影响当地居民生活和道路通行，需机泵排水处理。

2.1.4 排水系统阻塞形成的洪灾

排水系统阻塞主要是集水口（箅子）、终端出口淤堵，管路淤积、坍塌等，应加强日常维修和降水时的现场管理。

2.1.5 下游水位回升形成的回水区洪灾

集水区内集水量大于区域排水量时，形成局部回水淹没。2008年青龙河流域火车站附近发生回水淹没，水深30cm，使用机泵排水处理。

2.1.6 河流水位升高形成的淹没区洪灾

城市河流是城市排水总通道，由于河流水位升高形成淹没区洪灾。2004年雨季，因龙王庙河水位升高造成龙泽路以西、火炬大厦以南区域淹没水深60cm，部分地下室、门市、车辆被淹，造成一定经济损失。

2.2 洪灾造成的影响

人身伤害（直接伤害与次生灾害造成），建筑物、水利工程、电力系统等破坏及次生灾害造成的经济损失，疾病传染，人们生活影响等。

3 城市化对地下水的影响

城市化对地下水的影响最为严重，主要表现在降水补给量和河道补给量变化方面。

3.1 降水补给量对地下水影响

降水入渗补给系数变化见表1，2。

表1 不同降水量降水入渗补给系数

表2 不同降水量降水入渗补给系数

表1，2对比结果，城市化后降水入渗补给系数减少区间为0.02～0.03，减少比例为11%～16.7%。

1980～2008年降水量和降水补给量计算结果分析，降水量由1980～1999年年均601.7mm降到2000～2007年年均519.1mm，减少13.7%； 降水补给量由1980～1999年年均5668.5万m3降到2000～2007年年均4388.8万m3，减少22.6%。

应用皮尔生函数（乘积矩法）计算多年地下水位变化结果显示：地下水位与降水量相关系数仅为0.13，说明城市下垫面对地下水的补给量影响严重。

3.2 河道对地下水的补给量影响

1980～2007年陡河河道对地下水的补给量计算结果分析，1980～1985年陡河河道对地下水的补给量年均1472万m3，1986～2007年陡河河道对地下水的补给量年均2125万m3，增加补给量653万m3/a，2008年至今陡河河道对地下水的补给量年均1883万m3，减少补给量242万m3/a。其原因是1980～1985年，市区陡河为季节性河流，没有修建拦蓄工程，地下水补给量相对较少。1986年后，先后在陡河修建了1座水闸、3座橡胶坝，拦蓄降水径流、城市排水等，常年不断流，增加了地下水补给量。2008年后，陡河进行治理，部分河段两侧设混凝土墙，河底铺设防渗毯，影响了地下水的补给，人为造成水循环系统障碍。

4 雨洪管理技术措施与建议

4.1 加强城市建设立法工作

用法律控制城市规模、城市化水平（以不透水面积百分比计）、人口密度（含总容积）、生态环境、资源配备等。

4.2 科学规划城市雨洪管理

城市规划实现科学性，防止盲目性和不连续性。梳理城市河道、管网排水能力，保障城市排水通畅与安全；规划蓄滞洪区域，制定雨洪控制和环保指标，如绿化率、下垫面透水率、水域面积（增湿调温）、水质等；编制项目时，不得改变项目运行区域降水径流系数等。

雨洪管理属于水务管理范畴，但涉及领域、部门较多，管理缺乏统一性：城市防洪由水务、市政管理，城市供水、排水、再生水利用由市政管理，水资源保护由水务、环保管理。部门交叉，影响了雨洪管理的规范性、科学性。

4.3 开展雨洪管理技术研究

雨洪管理涉及社会、经济、生态等领域，从不同角度进行雨洪管理技术研究是城市化进程中的责任。

在雨洪管理技术支撑下实施的南湖、北湖、凤凰湖及联结渠项目，年可增加利用雨洪资源量、中水量3100万m3，年可增加陡河灌区雨洪资源量1800万m3；通过南湖、北湖、凤凰湖补充地下水1300万m3。

［1］唐山市陡河河道管理处.唐山市区水环境系统研究［R］.2009.

［2］董哲仁，孙东亚.生态水利工程原理与技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［3］钱易，刘昌明，邵益生.中国城市水资源可持续开发利用［M］.北京：中国水利水电出版社，2002.

［4］黄君礼.水分析化学［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

［5］林益冬，孙保沭，林丽蓉.工程水文学［M］.南京：河海大学出版社，1993.

［6］阮本清，韩宇平，蒋任飞.灌区生态用水研究［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

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1672-9900（2011）01-0045-02

2011－01－24

陈少舟（1964－），男（汉族），河北滦县人，高级工程师，主要从事水利建设与管理工作，（Tel）13603155676。