阜阳市区雨水利用规划方案研究

刘 猛

一、雨水利用的必要性和可行性

城市雨水利用是解决城市水资源短缺和减少城市洪涝灾害的有效途径，也是改善城市生态环境的有效措施。我国城市雨水利用研究与应用开始于20世纪80年代，近年来随着政府部门的重视和推动，城市雨水资源利用呈现出良好的发展趋势，很多城市在雨水利用方面进行了大量工程实践，尤其是北方水资源紧缺地区雨水利用发展较快，取得了良好的效果，技术也日趋成熟。

由于天然雨水具有硬度低、污染物少等优点，因此雨水利用在减少城市雨洪灾害、开拓水源方面日益成为重要主题。对于大型公用建筑、居住区、建筑群等屋面及地面雨水，经收集和一定处理之后，可用于城市景观环境、绿化补水、道路浇洒、厕所冲洗及其他一些非生活用水用途。对于阜阳市这种严重缺水的城市来说，城市雨水的收集利用，一方面可以补充城市供水不足，节约宝贵的水资源，缓解水资源短缺；另一方面又可以减轻城市雨洪灾害的发生，补充城市水源，涵养地下水，对城市水环境保护和修复有重要意义。

二、降水特征和雨水可利用量

1.降水变化特征

阜阳市处于亚热带与暖温带的过渡带，属暖温带半湿润季风气候区，因气候的过渡性，造成冷暖气团交锋频繁，天气多变，降水年际变化大，年内分配不均，降水主要集中在6～9月份。选取阜阳城区及周边的阜阳、插花、三塔和六十里铺4个雨量站1951～2015年长系列降雨资料分析，多年平均降水量为935.3mm，最大年降水量为2003年的1669.9mm，最小年面雨量为1976年的486.3mm，丰枯比为3.44。从年内分布看，降水相对集中，在每年的汛期（6～9月）降水量为569.9mm，占全年总降水量的59.0%；每年非汛期（10～3月）各月的降水量均小于60mm，只占全年的25.8%。多年平均月降水量最大值出现在7月，为221.2mm，最小值出现在12月，只有22.0mm。

阜阳市区年降水变率较小，降雨偏差系数为0.233，多数年份的降水量与多年平均值较接近，这说明年平均降水量较稳定。月降水变率较大，其季节变化与降水量季节变化趋势相反，在雨季降水变率小，4～9月月降水量变率为0.33～0.64，旱季降水变率大，10～2月月降水量变率为0.50～0.82。这表明雨量丰沛的雨季降水量稳定少变，而少雨的旱季降水量很不稳定。

阜阳市区降水日数多，强度大。年平均降水日数为100天，占全年总日数的27.4%，多的年份达150天（1954年），最多月份的降水日数有21天（1954年6月和1963年7月），最少年份的降水日数也有72天（1978年）。降水日数与降水量一样存在季节变化，夏季多，冬季少，其中7～8月各月降水日数均在10天以上，尤以7月最多，达13天，其他月份都在10天以下。

2.雨水可利用量

根据对阜阳市区现状下垫面分析测算，老城区地面综合径流系数在0.65～0.70之间，新开发的小区地面综合径流系数在0.62～0.75之间，工业开发区地面综合径流系数在0.65左右。因此，取综合径流系数为0.65，季节折减系数为1.0。

目前，国内对弃流系数研究较少，考虑到整个阜阳市区的汇水面积较大，取较小的弃流系数为0.6，不同频率降水总量及可利用量计算成果如表1。

三、雨水利用规划方案

雨水利用工程建设是一个系统工程，在国内虽有一些实施的成功案例可供参考，但由于阜阳市在雨水利用方面几乎是从零开始，因此在规划初期将先进行雨水利用工程建设的示范，积累经验，为今后大规模实施提供技术支撑。

1.居住小区雨水利用方案

居住小区的雨水利用一般是在地下建蓄水池，收集屋顶雨水，供给小区冲厕、绿化、道路浇洒或景观用水。现状年阜阳市老城区的住宅小区面积都偏小，因此，对居住小区雨水利用的建设主要集中于老城区和新城区近年来新建小区。选择规模较大已建成居住小区进行雨水利用的规划试点工程建设，包括御景城、西苑小区、易景国际和海亮御府等6处，单个小区面积均在100亩以上，总占地面积87.2万m2，可收集雨水的屋面汇水面积为51.1万m2。综合考虑取雨水综合径流系数取0.8，10%的初期雨水弃流率，有效汇水率取80%，则可收集利用雨水量为 27.5 万 m3。

2.公共建筑集雨工程雨水利用方案

大型公共建筑硬质铺装率相对较高，结合海绵城市建设应增加下沉绿地及透水铺装率，一般收集雨水后用于厕所用水、景观用水等。拟选择已建成和正在建设的大型公共建筑进行雨水利用的试点，包括皖西北商贸城、阜阳国际汽配城、新华物流园、阜阳市国际会展中心、图书馆新馆和博物馆新馆和阜阳大剧院等8处，总汇水面积为149.5万m2。综合考虑取雨水综合径流系数取0.9，10%的初期雨水弃流率，有效汇水率取80%，则可收集利用雨水量为87.2万m3。

3.公园绿地雨水利用方案

公园一般建有绿地和观赏用的水景，雨水的利用可以把两者的作用有机地结合起来。公园内道路采用透水性路面，结合绿化地的渗水性能，可以截留部分因降雨而形成的地表径流，通过植物根系的吸收、微生物的降解和土壤的截污作用，去除一部分初期雨水中的污染负荷。剩余的地表径流通过引导，顺序进入缓步石、露天浅滩、净化区，最后进入蓄水池收集利用。阜阳市区有青颍公园、文峰公园、三角洲公园、阜阳生态公园等多个公园，以及泉河风景带、颍河风景带等滨河绿地，总汇水面积约603万m2，雨水地表综合径流系数为0.3，有效汇水率为80%，年雨水利用量为121.2万 m3/a。

4.广场雨水利用方案

对已建的硬质路面广场通过雨水口收集雨水径流或改铺透水砖，在地面下铺设级配石料的过滤盲沟或多孔混凝土过滤板进行简单过滤，雨水经收集后汇入蓄水池，沉淀过滤后即可用作广场浇洒用水。选择清河广场和阜阳火车站站前广场作为试点，两个广场总汇水面积5.5万m2，以硬质铺装为主。雨水地表综合径流系数取0.8，有效汇水率取80%，则年雨水利用量为3.3万m3/a。

5.市政道路绿地雨水利用方案

市政道路绿地雨水利用规划主要通过建设透水路面，以及将高位绿地改造成低位绿地，道路路面和绿化带雨水就地收集，经过植物根系和微生物的降解将进一步降低污染物浓度，可减少对环境的污染程度，同时由于绿地对雨水下渗的促进作用，可以削减污染道路雨水汇入、减轻城市对雨洪的排涝压力。近期对阜阳市东环路道路景观绿化工程、阜颍路绿化工程和淮河路绿化工程进行雨水利用工程改造，绿化总面积为33.5万m2。取地表径流综合系数为0.5，有效汇水率为80%，则全年雨水的可间接利用量为54.9万 m3/a。

四、雨水利用管理措施

表1 阜阳市区不同频率的降水总量

1.拓宽雨水改造工程建设的资金来源

加大雨水利用工程投入力度，政府的投入是政策性的，主要起引导和鼓励的作用。除阜阳市政府积极给予支持外，还应充分调动群众投资、投劳的积极性，鼓励个人、私营企业和社会各界投资兴建雨水集蓄利用工程。

2.重点扶持雨水利用产业的发展

雨水开发利用技术的研发和应用将带动雨水利用产业的发展，如雨水收集处理设备的生产，渗透地砖、管材的制造等，阜阳市政府应加大对这些产品引进或生产的扶持力度，加强技术指导，提高科技含量，将经济实惠、效果明显的雨水利用技术尽快推广应用。

3.设立专项资金

为确保雨水利用的稳步推进，阜阳市政府应设立雨水利用专项基金，研究和推广雨水利用技术，积极引进新技术，鼓励技术创新，不断总结和推广先进经验，使城市雨水利用技术不断完善和发展。

4.尽快制定雨水利用的法律、规范和标准

相关部门需要制定出阜阳城市的雨水利用的相关规范与标准，并形成法律文件以规范雨水利用。例如，规定新建达到一定规模的居民区、广场、工厂等公建项目在规划报建时必须同时报送有关雨水利用的设计内容，否则规划不予审批。对园林绿化、洗车、道路浇洒、建筑施工用水、大型公建空调循环水等一些用水水质要求较低的行业，应明确建议使用雨水的有关规定。

5.强化公众教育和参与意识

通过宣传和市场手段鼓励居民利用雨水资源，强化公众教育和参与意识。公众的教育与参与包括对城市专门管理人员的培训、对城市居民的教育和监督等，主要方式是教育、培训、参与、宣传等，使市政管理人员和广大居民认识到雨水资源合理利用的必要性■