河南省城市水文現(xiàn)狀與思考

□江海濤 □岳利軍（河南省水文水資源局）

河南省城市人口眾多、建筑密集，截至2008年，河南省18個省轄市總城區(qū)面積1465km2，總?cè)丝谶_1069萬，城市“熱島效應(yīng)”使不穩(wěn)定能量大量聚集，城市發(fā)生極端天氣的幾率大為增加，往往一場暴雨或洪水就能夠給城市帶來較大的災(zāi)害。城市防洪有2個特點：一是由于城區(qū)道路全部硬化，建筑物頂部也不存水，降雨后產(chǎn)生的地表徑流比較多，雨后匯流比較快，容易出現(xiàn)災(zāi)害；二是城市人口和財富相對集中，還有很多重要的基礎(chǔ)設(shè)施、廠礦企業(yè)，一旦遭災(zāi)，損失較大。所以城市防洪是未來城市發(fā)展的關(guān)鍵，城市水文工作也是經(jīng)濟社會發(fā)展賦予水文人的責任。

一、河南省城市水文工作的現(xiàn)狀

城市水文工作的發(fā)展是伴隨著城市化的進程而發(fā)展的。應(yīng)對城市防洪減災(zāi)和水資源監(jiān)測，目前開展的工作有以下幾個方面。

（一）開展城市水資源精測與評價研究

1994～1996年，為了研究城市供水、用水量、降雨、徑流關(guān)系，在洛陽市城區(qū)進行了為期3年的城市水文測驗和分析研究工作，對洛陽市的來水、用水、排水和耗水的量和質(zhì)進行了精確的測驗和詳細的調(diào)查，并進行了逐月水量平衡計算和水資源評價。

（二）增設(shè)城市防洪監(jiān)測站點

2007年濟南“8·17”暴雨災(zāi)害后，我省原有城市防洪水文雨量監(jiān)測網(wǎng)存在空白，18個省轄市中只有11個市有且僅有1處雨量站，防汛指揮部門得不到及時、準確的城市實時雨水情信息，影響了城市防汛調(diào)度。河南省水文水資源局為進一步完善城市防洪應(yīng)急預報系統(tǒng)，提高預報的時效性和針對性，加強城市外河洪水和城市內(nèi)部暴雨形成的洪澇的監(jiān)測，為城鎮(zhèn)居民、工礦企業(yè)減少不必要的損失，2009年開展城市遙測雨量站的建設(shè)，在全省18個省轄市城區(qū)內(nèi)增設(shè)80處雨量遙測站，并將這些城市的雨量觀測信息納入到全省水文信息監(jiān)測網(wǎng)中。項目完成后全省共有91處城市雨量站，基本控制了18個省轄市的城區(qū)降雨分布。

全省城市遙測雨量站發(fā)揮了重要作用。2009年6月14日17時開始，周口市遭受狂風、暴雨、冰雹等強對流天氣襲擊。周口市第三高中雨量站監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，6月14日17時～22時5h雨量達到184.5mm（其中19時～20時1h雨量68.5mm），造成周口部分泵站停電無法工作，整個市區(qū)約1/3的積水無法正常排出，群眾財產(chǎn)安全受到嚴重威脅。

2009年8月28日駐馬店市遭遇暴雨襲擊，根據(jù)駐馬店水務(wù)局監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示8月28日10時～11時1h雨量72mm，駐馬店水文局累計雨量157mm。暴雨造成駐馬店城區(qū)大面積積水，先后出現(xiàn)中華大道東段地下道公交車熄火，車內(nèi)乘客被困，楊靖宇廣場一幢居民樓一側(cè)出現(xiàn)沉降等險情。

鄭州、平頂山、洛陽、焦作市區(qū)也均出現(xiàn)過100mm以上的日雨量，短歷時降雨超過50mm的情況，造成了城區(qū)大面積積水。

（三）開展城市供水監(jiān)測

針對河南省引黃供水和地下水供水水源地集中的情況，在鄭州、洛陽、平頂山、漯河等市開展城市供水水源監(jiān)測，布設(shè)固定和巡測監(jiān)測斷面20余處，從水量監(jiān)測到水質(zhì)監(jiān)測分析，為供水安全提供服務(wù)。

（四）城市水文站網(wǎng)調(diào)整

隨著城市水域的整治和綠化美化，許多城市河道都修建了橡膠壩等擋水設(shè)施，影響了原有水文站水文測驗功能。近幾年來，河南水文先后調(diào)整了漯河、南陽、信陽、新鄉(xiāng)、周口、沈丘、汝州等10多處水文站測驗斷面，采用低水和中高水不同的測驗方式，進行水文要素的系統(tǒng)觀測。

二、城市水文面臨的新課題

（一）城市人口增加

世界上發(fā)達國家城市人口的比例約為80%，發(fā)展中國家為40%，與此指標相比，我省目前的城市化水平還是較低的，2005年河南省城市化率為30.7%。有專家預測，2010年我省城市人口占總?cè)丝诘谋壤龑⑸仙?8%，到2050年，我國人口達到16億時，城市人口的比例會上升到60%。在這一過程中，如果工業(yè)要保持8%～9%的平均增長速度，即使萬元產(chǎn)值耗水量從現(xiàn)在的100～200m3降到20m3左右，工業(yè)耗水總量也將增長2～3倍。城市居民用水量、工業(yè)廢水與居民生活污水的排放量都將成倍增長。近幾年來，一個以鄭州為中心，包括：洛陽、開封、新鄉(xiāng)和焦作等城中的“中原城市群”，正在以強勁的發(fā)展勢頭慢慢崛起。隨著城市面積的擴張與資產(chǎn)密度的提高，城市化引起的洪澇災(zāi)害損失也呈增長趨勢。

（二）水資源嚴重短缺

目前，全省水資源瓶頸非常明顯，全省水資源量為404m3，相當于全國平均水平的1/6，遠遠低于國際公認的人均1000m3水資源警戒線，沿黃地區(qū)人均水資源占有量更低，只有275m3，相當于全國平均水平的1/10，特別是由于超采地下水，已形成濮清南、溫孟、商丘、許昌4個沉陷漏斗區(qū)，地下水資源嚴重衰竭，地面沉降、泉水斷流、濕地萎縮、土地沙化、地下水貫通污染，已有3/4以上的地下水不符合飲用水標準。據(jù)統(tǒng)計，目前全國670多座城市，有400多座城市不同程度缺水，其中缺水嚴重的城市達130多座，全國城市每年缺水約60億m3，日缺水量已超過1600萬m3。我國城市供水是以地表水和地下水為主，有些城市因地下水過度開采，造成地下水位下降，有的城市形成了幾百平方公里的大漏斗。

（三）城市防洪標準偏低

全國還有465座城市低于國家規(guī)定的防洪標準，占總數(shù)的72%。特別是非農(nóng)業(yè)人口在150萬人以上的16座大城市中，只有兩座達標，還有87%未達到國家規(guī)定防洪標準。在所有有防洪任務(wù)的城市中，防洪標準低于10年一遇的城市有134座，占防洪城市總數(shù)的21%；防洪標準在10～20年一遇的城市有172座，占27%；防洪標準在20～50年一遇的城市239座，占37%；防洪標準在50～100年一遇的城市有79座，占12%；防洪標準在100年一遇以上的城市有18座，僅占3%。河南省的城市防洪狀況也不容樂觀，漯河、周口、南陽、信陽、開封以及洛陽、新鄉(xiāng)等城市，近幾年也都出現(xiàn)不同程度的內(nèi)澇和防洪安全問題。

（四）城市水環(huán)境、水生態(tài)嚴重惡化

城市人口集中，商業(yè)繁榮，工業(yè)發(fā)達，城建密集，經(jīng)濟發(fā)達，但是人們在提高生產(chǎn)率和追求物質(zhì)生活水平的同時，往往忽視由于經(jīng)濟快速發(fā)展帶來的負面效應(yīng)，沒有意識到生態(tài)和環(huán)境保護的重要性，生態(tài)環(huán)境建設(shè)是創(chuàng)造美好生活的重要條件。目前很多地區(qū)和城市的發(fā)展是以耗費原材料和犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的，工農(nóng)業(yè)的發(fā)展造成了巨大的生態(tài)和環(huán)境災(zāi)害。近年來，城市水環(huán)境和生態(tài)問題更加突出，據(jù)統(tǒng)計全國90%以上的城市水域受到不同程度的污染，其中很多城市水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重污染和破壞。

城市水生態(tài)系統(tǒng)的主要影響因素有：水系污染會造成大量水生物死亡，某些物種甚至滅絕；水系裁彎取直改變水流狀態(tài)，影響了水生物的棲息；河湖萎縮，減少了水生物的生存空間；河湖岸邊的綠化和植被建設(shè)有助于水生物和水陸兩棲動物的生息繁衍，很多城市在這方面重視還不夠。

（五）城市人居環(huán)境重視不足

由于許多城市工業(yè)污染嚴重，水中魚蝦暢游的情景不存在了，代之而來的是污濁的湖水和河水，臭氣熏天，令人難以忍受，嚴重破壞了人類追求舒適的生存環(huán)境。城市建設(shè)侵占河湖，河湖面積減少了，孩子們戲水的機會減少了，成年人們在緊張的工作之余放松休息的環(huán)境失去了，老人鍛煉、乘涼和呼吸新鮮空氣的場所消失了。河湖治理方案的不科學，有時雖然客觀上改變了城市的面貌，但降低了人們生活的舒適度，破壞了城市居民的生存環(huán)境，居民向郊區(qū)或外地遷移，影響城市的發(fā)展，甚至會導致城市由繁榮走向衰落。

三、城市水文工作的對策

以上這些城市中出現(xiàn)的水利問題，也同樣為城市水文監(jiān)測提出了新的課題。

水文是水利工作的基礎(chǔ)，針對城市水利工作中出現(xiàn)的新問題，水文也應(yīng)當提出應(yīng)對的長效措施。城市水文工作的內(nèi)容主要包括城市雨洪、城市供水、城市水環(huán)境和水源保護等方面。

（一）城市雨洪

城市雨洪主要包括城市地區(qū)的降水、產(chǎn)流、匯流等水文規(guī)律的研究，以解決城市排水、防洪工程的建設(shè)和雨洪預測及調(diào)度。建立雨洪預報和警報系統(tǒng)，對即將發(fā)生的雨洪災(zāi)害進行防范。城市水文需要研究解決的問題就是為這些措施提供相應(yīng)的水文觀測資料和分析成果。

（二）城市供水

城市供水包括城市地區(qū)的水資源和供水、用水及其平衡分析。為了解決所需要的水量和水質(zhì)，除了在現(xiàn)有的城市水利系統(tǒng)內(nèi)新建和擴建蓄水、引水及水處理工程外，還需要采取一些開源節(jié)流措施，如跨流域調(diào)水、地下水庫人工回灌，地表水和地下水聯(lián)合調(diào)度，改進凈化設(shè)備和增加水的重復利用率等措施來解決城市化地區(qū)的供水問題。為此，城市水文需要提供城市化區(qū)的水資源量、用水量、排水量、水質(zhì)狀況和供用水量的平衡分析的資料和分析成果。

（三）城市水環(huán)境和水源保護

城市水環(huán)境和水源保護包括城市地區(qū)的水污染的物理過程，污廢水排放及處理，以及承受水體的水質(zhì)污染狀況。城市水污染的物理過程，由污染物的來源分成點源和面源。這方面需要解決的課題很多，例如測定和預測各排污點及其下游各河段的水量和水質(zhì)過程，面源污染的集聚、沖洗和傳輸過程，合流式排水系統(tǒng)的漫溢水流的水量和水質(zhì)，水處理廠的合理布設(shè)，各項環(huán)保措施的效果研究，以及承受水體的水質(zhì)污染狀況等。

（四）完善城市水文站網(wǎng)，提供準確水文信息

城市水文監(jiān)測的核心是建立城市水文監(jiān)測站網(wǎng)。通過雨量站點的整合調(diào)整，對城市降雨進行監(jiān)測，及時準確地提供市區(qū)范圍內(nèi)的降雨狀況，確定暴雨中心，降雨強度，及時提交相關(guān)部門，為城區(qū)防汛應(yīng)急提供決策依據(jù)；規(guī)劃建設(shè)城區(qū)排澇河道水位監(jiān)測站點，全面控制城區(qū)暴雨期排澇河道的運行狀況，與降雨相對照，分析和研究城市暴雨中心位置、降雨強度與河道徑流的關(guān)系，開展水文預報工作，為城市防洪提供及時、準確、翔實的水文情報預報，為抗洪減災(zāi)服務(wù)；規(guī)劃建設(shè)城區(qū)主要河道和低洼地區(qū)水情監(jiān)測站點，監(jiān)測城區(qū)主要道路部分路段和低洼地區(qū)積水深度，包括部分立交橋下積水深度，及時提交發(fā)布城區(qū)主要道路部分路段和低洼地區(qū)積水狀況，同時也可以對照降雨信息，系統(tǒng)分析和研究暴雨與城市重要地段積水相關(guān)關(guān)系，開展城市道路及低洼地區(qū)積水預報預警，從而為防汛預警、城市交通、市民安全、市政建設(shè)提供信息保障；建立城市水生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，重要入河排污口要達到在線自動監(jiān)測，湖泊、濕地要建立生態(tài)監(jiān)測站，開展水生態(tài)監(jiān)測。