张爽娜
(河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水 053000)
衡水市城区雨水资源利用分析
张爽娜
(河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水 053000)
雨水是地球上一切可更新水资源的源泉,合理有效利用城市雨水,可以有效缓解水资源供需矛盾。结合衡水市水资源和雨水利用现状,阐述衡水市雨水资源利用的必要性,并对衡水市雨水资源利用提出充分利用雨水,制定条例法规,把雨水利用纳入城市整体规划,充分利用现有的蓄水工程,建立雨水集蓄系统和入渗系统,补给地下水发挥“土埌水库”的调蓄功能。
水资源现状;城市雨水资源利用;对策;衡水市
衡水市是河北省最缺水的地区之一。目前全市人均水资源占有量仅为148 m3,是全省人均水平的47.6%,全国的6.7%和世界的2%,大大低于国际公认的维持一个地区社会、经济、环境发展所需的人均1 000 m3的临界值,是最贫水地区之一。地下水是全市最重要的水源,由于需水量的迅猛发展以及用水存在不同程度的浪费,造成地下水超采严重,从而形成了冀、枣、衡大漏斗,漏斗中心水位埋深由1992年6月末的64.76米剧增到2006年的95.7 m,降落漏斗面积由1992年的2 686 km2扩展到2006年6月末全市区域均处于漏斗区范围内[2]。由于水位下降,引起了水井“泵吊”、地面沉降、大地裂缝及水质恶化等生态环境的破坏,直接威胁到各类工程建筑安全及人类健康,制约了工农业的生产。
衡水市气候属于暖温带大陆性、半湿润半干旱季风气候区,四季分明,具有春季干燥多风、夏季炎热多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷少雪等特点。光热资源丰富,雨热同期,适合多种植物生长。全市多年(1956~2003)平均降雨量509.7 mm[1],降水集中在 6 -9 月份,占全年降水量的76.9%。据相关资料表明,一般年平均降水量大于200 mm的地方都能发展集雨工程,年降水量在300~500 mm以上的地区经济效益更好。从降水资源上讲,衡水市完全可以发展雨水集蓄利用技术。衡水市不同保证率降水量年内分配成果见表1。
表1 衡水市不同保证率降水量年内分配成果表mm
衡水市区目前城市供水系统由城市集中供水(自来水公司供水)、自备井及引用衡水湖水三部分构成,水源为外流域调水和地下水。2005年衡水市区年供水量4 682万m3,其中公共供水1 572万m3,自备井供水1 310万m3,衡水湖供水量1 800万m3。我们本着“先用地表水,后用地下水”的原则,合理配置水资源,与2004年相比,地表水供水量增加834万m3,地下水减少474万m3。
目前衡水市区需水量为每年4 000万吨以上,但是地下水的可供利用量仅为1 540万m3(偏枯水年)~1614万m3(丰水年),实际地下水开采量每年都大大超过了这一数字,造成供需严重失衡。虽然市区管网已成环状,仍满足不了用水上的需求,在用水高峰时屡有断流现象,随着城市建设的发展,工业发展和人口的增长,需水量还会有所上涨,势必加剧水资源的供需矛盾。
随着国民经济的发展及城市的不断扩大,一方面水资源严重不足,另一方面大量的雨水被直接排走,白白流失,甚至造成洪灾,水资源浪费和短缺共存[3]。如果将城区汛期雨水洪水蓄积起来,在需要的时候加以利用,其效益十分明显:一是可以减轻水资源短缺的压力,提高水资源利用效率;二是可以改善区城生态环境,减轻城市防洪排水系统压力;三是可以补充涵养地下水资源,减缓地面沉降,改善地下水环境。
由于天然雨水具有硬度低,污染物少等优点,因此它在减少城市雨洪危害,开拓水源方面正日益成为重要主题。对于大型公用建筑、居住区、建筑群体等屋面及地面雨水,经收集和一定处理后,除用于浇灌农作物、补充地下水,还可用于景观环境、绿化、洗车场用水、道路冲洗、冷却水补充及一些其它非生活用水用途。厂房雨水可根据生产工艺需要,将雨水进行适当处理后用于补充部分生产用水。目前衡水市城区使用1 m3的自来水费用(含水资源费、污水处理费、南水北调基金)为2.85元,而从运行管理和小区用水费用支出分析,投入收集1m3雨水的年运行费用不足0.10元。
目前,衡水市雨水利用处于初期发展阶段,雨水直接利用设施较少,城市雨水随污水管网排放,不仅造成城市排水管网压力,也造成资源浪费。如果把雨水利用与天然洼地、公园河湖等湿地保护相结合,建设雨水地下回灌系统,将雨水资源利用于农田灌溉、公共卫生及地下水涵养等方面,可以缓解城市水资源紧缺的局面,是一种开源节流的有效途径。
1)地下管网系统尚不完善
大部分雨水的设计体系仍是“直接排放和疏导”的模式,雨水管道尚未建设,部分排水管网已经老化,容易堵塞。
2)城区不透水面积加大
城区道路及房屋等地面建筑物形成的不透水面积占市区面积的比例越来越大,由此引起市区的降水径流及地下水的补给均发生明显变化。
3)雨水利用基本空白
衡水市的雨水利用技术还比较落后,缺乏系统性,更缺少法律法规保障体系,尚处于初期发展阶段,还没有将雨水作为一种资源加以利用,也缺乏系统的雨水利用规划和雨水利用工程,雨水的利用率还特别低。
制定相应的雨水利用条例和法规,把雨水利用纳入城市整体规划。加强宣传强化公众教育,通过宣传进一步提高公众雨水资源利用意识,使城市居民认识到雨水资源利用的必要性、可行性。
衡水湖是我市最大的蓄水工程,现蓄水能力1.88亿m3,较大蓄水坑塘1 500余个,蓄水能力达2 000万m3。怡水河、迎宾河、滏阳河,这几条河贯通衡水市区,是衡水市区水网的重要组成部分,既是城市水景观又是衡水市区主要行洪河流,承担衡水市的引蓄水工程和防洪安全。为雨水集蓄利用等集雨工程的规划建设提供了基础。
一是屋面雨水集蓄系统,收集下来的雨水主要用于家庭、公共场所和企业的非饮用水。二是雨水截污与渗透系统。道路雨水通过下水道排入沿途大型地下或地上蓄水池或通过渗透补充地下水。街道雨水管道口建设截污挂篮,以拦截雨水径流携带的污染物[4]。三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道建有渗透浅沟,表面植有草皮,供雨水径流流过时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨水池或人工湿地,作为绿化、水景或继续下渗。
合理扩大深、浅地层回灌水量,提高地下水修复能力,减少地面流失,有效地减轻地下水污染。
1)将新建居民小区、道路、广场和停车场等建设为透水地面,以方便入渗回补地下水。
2)为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗量,建议道路高程高于周围绿地高程,同时保留路牙并设置缺口,以便道路径流进入绿地;加强城市分区绿化,提高就地入渗率,充分发挥“土壤水库”的调蓄功能;屋面径流也应尽量引入花坛、绿地,经自然净化、渗透后再进入人工入渗设施。这些均需在城市平面和高程规划中体现。
3)新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施,包括渗井、渗沟、渗池等,可因地制宜地修建在楼前屋后。
我国对于城市雨水利用的普及率较低,由于城市雨水利用初期投资较大,回收期较长,政府在对雨水利用工程项目上给予的财政资助较少,给雨水利用的推广和发展带来难度。因此,政府应给出相应的优惠政策,要求房地产商在开发建设中引入雨水利用工程,以促进雨水利用的普及实施[5]。
雨水是一种重要的淡水资源,雨水资源的开发利用无疑是开辟城市新水源的一个有效途径,因此,科学合理利用雨水资源可以有效缓解城市水资源短缺、减少城市防洪与排水压力,减轻城市水体污染,改善城市水循环及生态环境,可实现水资源的优化配置和水资源的持续利用。
[1]河北省衡水水文水资源勘测局.衡水市水资源评价报告[R].2006.
[2]衡水市水务局.城市雨水利用的调研报告[R].2008.
[3]王情.中国北方城市雨水资源利用探讨[J].水资源保护,2009.25(4):86-87.
[4]张世喜.城市雨水资源减排与资源化利用现状浅析[J].城乡与环境,2010,35:66 -67.
[5]刘同僧。廊坊市城区雨水资源综合利用前景分析[J].2012,(1).
TV213.9
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1004-1184(2013)05-0101-02
2013-04-23
张爽娜(1979-),女,河北冀州人,工程师,主要从事水文水资源工作。