衡水市城市暴雨评价及成果分析

韩 燕，高永华

(河北省衡水水文水资源勘测局，河北 衡水 053000)

衡水市城市暴雨评价及成果分析

韩 燕，高永华

(河北省衡水水文水资源勘测局，河北 衡水 053000)

分析衡水市开展城市水文的目的、意义和发展,介绍了水文监测站网现状及发展前景，介绍了暴雨的成因，积水概况，对生态水、路面积水及天然降水水质概况进行了分析。提出了衡水市雨水资源利用的必要性，并对衡水市的雨水资源利用进行了分析，提出加强城市雨水资源利用规划，扩展使用主体及使用途径，鼓励高校及科研单位加强雨水利用研究工作，探索适合不同雨水资源方式的收集、净化、储存技术与标准，使雨水方式多元化。

衡水市；城市水文；雨水资源；评价；分析

1 目的与意义

城市是一个区域政治、经济文化的中心，水是城市诞生的摇篮，是城市发展的灵魂，“依山傍水”是对理想居住环境的描述。我们几乎所有的历时文化名城古都都与河湖相邻，穿城的河流成为城市之魂。随着城市化进程的不断加快，城市水问题愈发凸显出来。如水资源短缺，水环境污染，洪涝灾害等，这些问题严重威胁着城市的发展和居民的安全。水成为城市发展快慢和城市发展质量的制约因素。多年来水文工程侧重于大江大河的防洪和城市外围的水资源监测和平原除涝等水文研究，随着城市的迅速扩展，城市水文研究被迫提到重要的日程。由于城市水文缺位，导致水文的发展，落后于城市建设的需要。因此，发展城市水文是水文工作的当务之急。

随着城市的快速发展，市区人口高度集中，工业迅速发

展，带来了诸如城市供水紧张，排水不畅，河道污染，水环境恶化等一系列问题[1]。开展城市水文监测和分析研究，对优化市政投资、提高城市抗灾减灾水平、保护市民安全、维护社会稳定具有不可替代的作用。因此，开展城市水文工作既满足城市发展的需要，也是水文工作重点之一，是拓宽水文服务领域。践行“大水文”发展理念的重要方面。

2 衡水市城市水文进展

社会经济的不断发展，人民生活水平不断在提高，对城市水文工作要求越来越高，水文服务城市发展的内容越不断再扩大，主要包括：供水、防洪除涝、水资源和水环境保护[2]。

2.1 站网布设

衡水市2010年在市区内布设降雨、地下水、外排水等各类观测站点进行观测，测验项目、站设数量级测验方式见表1。

表1 城市水文监测项目表

降水、地下水、蒸发以及景观水质、路面积水水质等项目的测验按照相应规范要求进行；暴雨低洼积水，主要以暴雨停止后调查最大积水深度的方式收集，以掌握市区低洼地段积水过程。

结合衡水市区的自然地理和经济社会情况，开展调查研究，掌握城市经济发展对水文的新需求。根据城市水文工作的特点，2014年在前几年开展城市雨洪监测的基础上，科学布设监测站点，补充监测站网密度，增设视频监控点。

各类监测站点包括雨量监测站。地下水观测站、景观水位监测站、积水监测站、水质监测站，见表2。

表2 各类监测站统计

(1)雨量观测站：水文局、市水务局、魏家村、衡水水文站、衡水湖水文站。

(2)地下水观测站：水文局、东滏阳、大西头。

(3)景观水位监测站：怡水公园、人民公园、胡堂排干、滏阳中华桥、滏阳永兴桥。

(4)积水监测站：康泰街、维明街、和平西路、中华南大街、中华大街地道桥、中心北大街口、路北东路、自强街、报社街、育才大街地道桥、中华北大街口、榕花北大街口、榕花大街地道桥、新桥北街地道桥、京衡南大街、京衡南大街地道桥、红旗大街、永兴西路、前进大街、隆兴路。

(5)水质监测站：滏阳河南外环桥、实验站雨水取样点。

2.2 实时监测

为城市防洪、水资源调度等提供技术支持，城市交通调度、城市规划设计、城市生态景观等提供咨询服务，针对衡水市实际情况，开展了对暴雨洪水的实时监测，争取提出城区积水预警。2015年安装电子水尺14套，加强实时监测能力。见表3。

表3 城市水文电子水尺一览表

图1 滏阳中华桥水位

图2 滏阳永兴桥水位

图3 人民公园水位

图4 胡堂排干水位

在人民公园、怡水园、胡堂排干安装了水尺板，4～7月进行了人工观测水位。见表4。景观水体实时监测数据见图1～图4。

表4 景观水水位监测数据 m

表5 衡水市2010-2015年暴雨统计

3 雨水分析

3.1 典型暴雨

暴雨是一种灾害性天气，往往造成洪涝灾害和严重的水土流失，导致工程失事、堤防溃决和农作物被淹等重大的经济损失。特别是对于一些地势低洼、地形闭塞的地区，雨水不能迅速宣泄造成农田积水和土壤水分过度饱和，会造成更多的地质灾害。暴雨常常是从积雨云中落下的。形成积雨云的条件是大气中要含有充足的水汽，并有强烈的上升运动，把水汽迅速向上输送，云内的水滴受上升运动的影响不断增大，直到上升气流托不住时，就急剧地降落到地面。衡水市暴雨多集中在7～8月，降水量在市区内自西南向东北方向递减。

3.2 暴雨成因分析

近年来，我国城市雨洪灾害呈现多发趋势，越是大型城市，暴雨引起的内涝问题就越突出，造成的损失就越严重。例如 2012年7月 21日，北京遭遇 61年来特大暴雨，暴雨造成城区多处积水，交通瘫痪，房屋倒塌 1万多间，79 人因此次暴雨死亡，经济损失 116.4 亿元[3]。

首先，当前我国的城市化率已超过50%,城市高密度的人口、工业企业，在面临同样大的暴雨洪水时遭受的损失比同地区郊区大；另一方面城市化进程极大的改变了区域地表径流条件，也是造成城市雨洪灾害多发的重要原因[4]。高度硬化的地面却阻碍了降雨向土壤的入渗；岛效应导致暴雨频发；城市排水管网建设滞后等都是造成暴雨的原因。

表6 2012年8月8日暴雨市区积水

3.3 城区径流分析

降水之后的径流过程可以分为下渗、产流、汇流。由于城区植被面积小，建筑物和人工铺砌的道路、广场等不透水面积大，降雨之后，下渗的水比较少，下渗率很小。因城区下渗率小，降雨之后的水除了进入排水管道之外，随着地势迅速聚集到比较低洼的地方，形成积水。城区排水管道密，降雨之后，雨水迅速进入排水管道，大量的雨水一涌而下，迅速汇集到一起，形成很大的水流。城市化使城区径流的产流、汇流速度加快，给排水管道造成极大的压力，容易形成内涝。

由于连续降水，各监测水文站水文暴涨，2010年8月20日，前进大街明渠水文站外排雨水流量4.81 m3/s，2012年8月9日，前进大街明渠水文站外排雨水流量6.50 m3/s。

3.4 暴雨积水概况

市区内涝最严重的几个区域分别为大庆路、自强街、中华南大街、和平西路和南门口街积水区，这5个区域线路长、面积大。铁路阴暗滏阳河以西最主要的积水去是自强街、中华大街、和平西路积水区，铁路以北大庆路积水区，这是城市雨洪监测的重点，尤其是大庆路积水去最难监测，面积太大，如果设点观测，需要设立的监测点将很多。

如果遇上大暴雨，几个地道桥是交通运行关键，(1)京衡南大街地道桥，(2)榕花大街地道桥，(3)中华南大街地道桥，(4)育才南大街地道桥。一旦出现积水，将严重影响道路的畅通运行，也需要监测。

4 水质分析

衡水市全年降水量较少，水资源短缺问题显著，充分开发利用城市雨水，对城市雨水状况进行分析研究，为城市雨水资源利用提供科学依据，为满足衡水市经济和生活可持续发展具有十分重要的意义。

按照水利部颁发的《水环境监测规范》(SL219-98)，对市区生态水、暴雨路面积水和天然水开展水质调查工作，并根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，对监测资料进行了水质分析评价。

经监测，生态水采样点永兴路桥、怡水园，水质级别为劣Ⅴ，主要污染物为氨氮、硫化物、氟化物；暴雨路径积水采样点中华大街地道桥、中华北大街、中心北大街、自强街和和平西路水质级别为劣Ⅴ，主要污染物为氟化物、总磷、氨氮等；天然水采样点为水文局院内，水质状况较好，水质级别为Ⅱ类。

5 结语

(1)雨量自测报系统站网不足，因此自测报的时效性没有发挥出来。

(2)城市水文站必须实现完成自动化才能发挥效益，除降水量外，坑塘蓄水和积水观测应向自测报发展。

(3)通过长系列监测降水、地下水、蒸发、径流量、市区积水量等资料，建立适用于本区域的水文模型，提高城市防洪减灾能力。

(4)加强城市雨水资源利用规划，扩展使用主体及使用途径。鼓励高校和科研单位加强雨水利用的研究工作，探索适合不同雨水资源方式的收集、净化、储存技术与标准，使雨水使用方式多元化[5]。

[1]拜存有，高建峰.城市水文学[M].郑州:黄河水利出版社.2009.

[2]陆桂华，朱昌福，马倩.江苏城市水文的实际与思考[J].水文.2001(1):88-91.

[3]赵凡，赵常军，苏筠.北京“7·21”暴雨灾害前后公众的风险认知变化[J].自然灾害学报.2014,23(4):38-45.

[4]陈卫国.安庆暴雨涝灾成因探析及对策[J].中国水利.2013(11):42-3.

[5]闫丽娟，郭庆富，戴永胜，等.合肥市城区雨水利用效益分析[J].南水北调与水利科技.2011,9(2):126-129.

2016-09-28

韩燕(1983-)，女，河北平山人，工程师，主要从事水环境监测及评价工作。

P333.2

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1004-1184(2017)01-0091-03