邯郸市城区雨洪及其资源化利用分析

郭凤震

（河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001）

邯郸市城区雨洪及其资源化利用分析

郭凤震

（河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001）

结合华北山前平原城区雨洪预报、资源利用关键技术研究课题和邯郸市雨洪资源状况，分析了城市雨洪资源化利用必要性，介绍了雨洪资源利用的进展，分析城区不同下垫面雨洪水质变化规律，提出了城市雨洪利用的主要措施。

城市雨洪；资源化利用

1 邯郸市城区水资源及雨洪状况

邯郸市位于华北平原南部，太行山东麓，属于山前平原城市。人均占有水资源量191m3，属极度缺水地区。随着城市化进程加快和社会经济的高速发展，城市人口不断增加，2012年底中心城区建成区面积150km2，人口160万人。为满足生活及工业用水需求，城区局部长期超采地下水，已形成了地下水漏斗，邯郸市城区北漏斗区面积44.64km2。规划到2020年，主城区面积扩大到209km2，人口达到220万人以上，水资源供需矛盾将更加尖锐，水资源短缺已成为邯郸市城区经济社会发展的瓶颈。

城市面积不断扩张，使原有的农田、林地逐渐被建筑物及硬化地面所取代，原有疏松透气透水的地表被不透水材料所覆盖，原有的降水产流关系模式和雨洪汇流规律发生了重大变化［1］，城区雨水管网和防洪工程体系不适应城区现状。近年局部暴雨造成城区内涝，灾害直接影响了城市运行和居民生活，给人民生命财产带来影响。

2 城区雨洪资源利用情况

20世纪80年代以来，由于全球范围内水资源日益紧缺和暴雨洪水灾害频繁，美国、德国等国家相继开展了雨洪资源利用研究与实践。一些经济发达、城市化进程发展较快的国家，将城市雨洪利用作为解决城市水源问题的战略措施，进行试验、推广、立法和实施。规定在新建小区之前，无论是工业、商业，还是居民小区，均要设计雨洪利用设施，若无雨洪利用措施，政府将征收雨洪排放设施费和雨洪排放费。

同期我国也进行了城市雨洪利用研究与应用并呈现出良好的发展势头。2005年4月，北京市水务局组织编写的《北京城市雨洪利用技术导则》被作为奥运场馆建设推荐性标准［2］，使城市雨洪利用技术得到逐步深化和系统化。结合邯郸市城区水资源短缺，汛期局部暴雨又易发内涝的状况，2007年，邯郸市水文局联合邯郸市水利局、河海大学进行了“华北山前平原雨洪预报及资源利用关键技术研究”，结合邯郸市生态水网建设，提出了适宜邯郸城区“五河四湖”的雨洪资源化利用模式，为山前平原城区雨洪资源利用提供了借鉴方案。

3 城区雨洪水质

3.1 区域和分析方法

为研究城区不同下垫面雨洪资源水质及变化规律，对城区生活区屋面、道路、公园绿地降雨径流水质进行了检测。

降雨产生径流开始取样，每隔10min取样一次，至径流停止。每个水样分别检测，检测指标为COD、SS、TN、TP 4项。分析方法采用SL219—98《水环境监测规范》［3］规定的方法。

3.2 不同下垫面雨水水质变化

3.2.1 生活区屋面雨水

3次降雨共取样21个，通过对各时段水质检测，发现屋面雨水初期的污染最明显，水质比较混浊，随着降雨时间的延长，污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。降雨30min后，水质接近地表水Ⅲ类水标准［4］。

3.2.2 道路雨水

通过对城区道路3次降雨过程水质变化检测分析，得出城区道路降雨径流水质与车辆、行人的过往密度和路面污染程度有关，水质的波动性比较大，交通干道比住宅区内道路的路面径流污染程度高。交通干道初期降雨径流COD最高接近1000mg/L，SS超过1000mg/L，TN为25mg/L，TP达0.5mg/L；而住宅区内道路COD最高在400mg/L，SS不足500mg/L，TN为13.8mg/L，TP低于0.4mg/L。

路面降雨径流水质随着降雨历时增加而改变，降雨强度越大，冲刷越彻底，径流水质越差；雨洪历时20min后水质趋于稳定，达到或接近地表水Ⅳ类水标准。

3.2.3 公园绿地雨水

通过对邯山广场绿地降雨径流水质监测分析，绿地降雨径流前期水质较差，COD、SS含量在500mg/ L以上，TN超过15mg/L,TP接近4mg/L，远超地表水环境质量Ⅴ类水标准和GB5084—2005《农田灌溉水质标准》［5］，产生径流30min后水质逐渐变好，并趋于稳定。

4 城区雨洪资源

选用邯郸城区水文站1981～2010年汛期（6～9月）逐日降水量资料、1981～2010年径流量系列，用矩法计算径流量的统计参数，并通过皮尔逊型Ⅲ曲线进行适线调整，求出不同保证率的雨洪资源数量。经计算，邯郸市城区汛期多年平均雨洪资源量为1129.9万m3，其中6、7、8、9月雨洪资源量的占有率分别为11.5%、41.2%、37.4%和9.9%［6］。

5 城区雨洪资源化利用措施

年均1129.9万m3可资源化利用的雨洪资源，不但可缓解城区水资源的供需矛盾，还可以减轻城区防洪排涝压力，为城市可持续发展带来经济、社会和生态效益。

5.1 以城区现有水利工程为基础，做好雨洪资源拦蓄调节

（1）根据邯郸市生态水网工程规划与设计，“五河”“四湖”将最终互通互联，形成“四湖叠影、五河绕城、河湖相通、碧水萦回”的水景；利用“五河四湖”和生态水网工程，把城区雨洪资源通过雨水管网汇集排入“五河”，经闸门、拦河坝调蓄后补给“四湖”及城区内公园。

（2）降雨前期20min内的雨水水质较差，通过修建截流井将初期雨水截流。河道闸坝根据雨量大小在0.5～1.0h内闭闸蓄水，湖泊提闸滞洪。

邯郸城区汛期多年平均雨洪资源量可以满足城区五河四湖及公园景观水面的年换水需水量477.2万m3和水面蒸发、渗漏需水量227.5万m3，保证城区生态用水。

5.2 增加透水地面，补充城区地下水

（1）在公园、学校、人行道、停车场等铺设透水砖，透水砖下面铺设碎石、沙砾、沙子组成反滤层，通过透水砖的孔隙吸收雨水，让雨水渗入到地下补充地下水。

（2）利用渗水井渗透，把达标后的雨水通过雨水管引入渗水井渗入地下。

（3）利用草坪渗透，即围绕草坪周围垒起10cm的高沿，或将草坪地面降低，做成下凹式绿地，承接拦蓄周边雨水，用于绿地灌溉和增大雨水下渗量，经估算年提高补充地下水量250万m3。

5.3 居民区修建地下储水处理系统，提高雨洪资源利用率

在机关大院、企事业单位家属区、街道居民区和各类开发区等人口比较密集的地方，修建地下储水池和水处理系统。通过截污装置滤出的杂质进入污水管道，过滤后的雨水进入蓄水池，然后通过专用管道输送到居民家中，用于冲厕、洗涤等，也可用于洗车、浇灌绿地、喷泉、消防等。该方式可以利用100万m3雨洪资源。

5.4 在城区道路交叉口建造雨水调蓄设施，储存调节雨洪

在城区道路交叉口建设1000m3的雨水调蓄设施。通过雨水调蓄设施储存调节雨洪，达到削减洪峰、科学利用的目的。雨水调蓄设施有效容积按交叉道路汇水区域内50mm降雨量确定，在有条件区域可加大。雨水调蓄设施内排水设施要保证具有12h排空能力。通过雨水调蓄设施，可以有效储蓄30万m3雨洪资源,雨水调蓄设施与城市绿化灌溉系统相连接，利用储存的雨水进行绿化灌溉和道路洒水。

［1］杨铁荣，张丽岩，李润伟，等.城市雨洪资源利用若干问题的思考［A］.河北省水利学会第三届青年科技论坛论文集［C］.2006.

［2］殷社芳.北京城市雨洪利用若干问题的探讨［J］.北京水务，2009（S1）.

［3］SL219—98，水环境监测规范［S］.

［4］郭凤震，郭靖，刘庆华，等.邯郸市区不同下垫面降雨径流谁知变化特征研究［J］.水科学与工程技术，2012（1）:85-87.

［5］GB5084—2005，农田灌溉水质标准［S］.

Piedmont Urban Stormwater and Resource Utilization Analysis of Handan City

GUO Feng-zhen
（Hebei Handan Survey Bureau of Hydrology＆Water Resources，Handan 056001,China）

Combined with the urban rain flood prediction of the North China Piedmont plain,key technology issues of resource utilization and rain water resources situation of Handan City,analyzes the necessity of the utilization of rain flood resources in city,introduced the progress of rainfall flood resources utilization,analyses the change rule of rainfall flood water quality in different underlying surface,puts forward the main measures of city rainwater utilization.

city rainwater;utilization of resources

TV122

B

1672-9900（2014）03-0026-03

2014-02-24

郭凤震（1966-），男（汉族），河北威县人，高级工程师，主要从事水资源水环境评价研究工作，（Tel）13931052557。