保定市城市雨水利用與建議

張 林

(河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北 保定071000)

1 概況

保定市地處太行山東麓的河北平原中西部，地處北緯38°10'～ 40°00'，東經(jīng) 113°40'～ 116°20'，總面積 22 122 km2，其中平原區(qū)面積11 144 km2，占總面積的50.4%。本市平原屬太行山北麓北段山前傾斜平原，地勢(shì)自西北向東南傾斜，主要由拒馬河、唐河、潴龍河沖洪積扇及扇間洼地構(gòu)成，土地以沙壤質(zhì)脫沼澤潮褐土和壤質(zhì)脫沼澤潮土兩種土壤為主，土壤環(huán)境質(zhì)量較好。保定市屬于溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。由于受氣候、地形等因素的影響，降雨、徑流的年內(nèi)分配懸殊較大。多年(1956～2000年)平均降水量為566.9 mm。其中太行山迎風(fēng)坡降水量最大，年降水量607.8 mm，山前平原和背風(fēng)坡降水量大致相同，降水量 526.6 mm;

2 保定市水資源當(dāng)前存在的問(wèn)題

2.1 水資源總量

據(jù)水文監(jiān)測(cè)顯示，保定市(含所轄市、縣)人均水資源占有量?jī)H為282 m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。目前，全市總需水量為 37.6億 m3，可供水量為 28.88億 m3，缺水率達(dá)23%，屬于資源性缺水大市。

2.2 年內(nèi)降水特點(diǎn)

全年降水量具有年內(nèi)分配不均的特點(diǎn)，降水量的80%左右集中在汛期(6～9月)，而汛期的降水量又多集中在7月下旬至8月上旬，在豐水年份汛期降水量更加集中;

2.3 地下水資源

水資源日益減少。保定地區(qū)的地下水嚴(yán)重超采區(qū)分布于保定市區(qū)和與其相鄰的滿城、清苑部分地區(qū)，一畝泉和保定市區(qū)漏斗區(qū)一帶。地下水的超采總體上仍在加劇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該市實(shí)際地下水開采水量為2.96億 m3，超采地下水量1.7億 m3。據(jù)《保定市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)告》對(duì)1973～2000年多年水位變化曲線分析，現(xiàn)在平原地下水水位埋深已處于歷史較低或最低時(shí)期。

3 保定市城市雨水利用潛力分析

3.1 降水量時(shí)序變化特征

保定市地處中緯度，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬春兩季受西伯利亞、蒙古高壓影響，天氣寒冷干燥。夏秋季節(jié)，隨著蒙古高壓衰退減弱，太平洋副熱帶高壓西進(jìn)增強(qiáng)，致使炎熱多雨。大部分地區(qū)年降水量在400～600 mm，全市多年平均降水量566.2 mm，其中80%左右集中在6～9月的汛期。通過(guò)對(duì)保定市降雨資料分析，降水量具有年內(nèi)分配集中、年際變化較大、地區(qū)分布不均、歷時(shí)短、多屬暴雨等特點(diǎn)。從(1956～2005年)多年降水量變化分布可以看出，降雨量總體趨勢(shì)是逐年減少的，干旱趨勢(shì)逐年加重。因此，必須采取適當(dāng)措施進(jìn)行水資源的開發(fā)利用，緩解日益擴(kuò)大的用水缺口。其中雨水作為天然且較為清潔的水資源將是解決保定市缺水的途徑之一。

3.2 年內(nèi)蒸發(fā)特征

水面蒸發(fā)量一般用E-601型的蒸發(fā)值。根據(jù)《保定市第二次水資源評(píng)價(jià)》，綜合分析不同器皿月、年水面蒸發(fā)折算系數(shù)，年蒸發(fā)量的折算系數(shù)采用0.65。多年平均月蒸發(fā)量表1保定市多年平均月蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表。

水面蒸發(fā)的年內(nèi)分配受各月氣溫、濕度、風(fēng)速等綜合影響。保定市春季風(fēng)大，干旱少雨，飽和差大，而雨季一般在六月下旬才開始，有時(shí)推遲到七月，初夏氣溫高、干熱，有利于蒸發(fā)，所以5～6月蒸發(fā)量最大，兩個(gè)月水面蒸發(fā)量約占全年的三分之一。全年1月和12月氣溫最低，蒸發(fā)量亦最小，兩個(gè)月的蒸發(fā)量?jī)H占全年的5%左右。

4 保定市城市雨水資源利用的意義

城市雨水綜合利用作為公益事業(yè)，不僅具有直接經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是具有生態(tài)效益和社會(huì)效益。它不但可以增加城市水源，而且可以有效減小城市雨期徑流量，減輕城市洪澇壓力，減少排澇投資和洪災(zāi)損失。具體而言，保定市雨水利用有三大益處:

(1)可以增加水源，提高水資源利用效率。以保定市區(qū)為例，主城區(qū)面積126 km2，多年平均降水量566.2 mm，每年主城區(qū)按蓄存雨量50%計(jì)算，全年積蓄雨水量可達(dá)2 568.3萬(wàn)m3，相當(dāng)于一個(gè)小型水庫(kù)。按現(xiàn)行大約平均水價(jià)3.50元/m3計(jì)算，每年可節(jié)省0.9億元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

(2)是涵養(yǎng)地下水。地下水一般利用雨水、自來(lái)水或中水補(bǔ)充，自來(lái)水、中水補(bǔ)充方法造價(jià)偏高，且中水補(bǔ)充還有可能污染地下水。利用雨水補(bǔ)充已嚴(yán)重超采的地下水資源是最為經(jīng)濟(jì)和有效的方法。

(3)可以有效改善保定市區(qū)生態(tài)環(huán)境。雨水就地收集、利用或回補(bǔ)地下水，可削減雨季洪峰流量，維持地下水量，補(bǔ)充河流水分蒸發(fā)損失，改善河道及市區(qū)生態(tài)環(huán)境，減少或避免城區(qū)積水，提高居民生活質(zhì)量。

表1 1981～2000年保定市多年平均月蒸發(fā)量統(tǒng)計(jì)表 mm

5 保定城市雨水利用潛力分析

5.1 城區(qū)雨洪量計(jì)算

保定市是一座典型的北方城市，主城區(qū)面積126 km2，多年平均降雨量為566.2 mm。根據(jù)城區(qū)下墊面特征，城市的匯水面主要分為不透水面(建筑物和道路)和綠地，所以城區(qū)雨洪資源量公式簡(jiǎn)化為:

根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》，混凝土和瀝青路面等不透水表面的徑流系數(shù)一般取0.9，綠地面積徑流系數(shù)為0.15，則現(xiàn)狀不透水面積和綠地面積分別占城市建成區(qū)面積的61.5%和38.5%，汛期降雨量占全年降雨量的80%，則全市雨洪水量Q計(jì)算如下:

5.2 城區(qū)雨洪利用量計(jì)算

參考保定市城區(qū)特點(diǎn)，除去受污染的初期雨水，加上收集雨水的規(guī)模、手段的限制，按50%的收集利用率計(jì)算，則每年可收集雨水1 744.5萬(wàn)m3。

6 建議與思考

6.1 構(gòu)建有力的建設(shè)、監(jiān)管法律體系

目前，在保定市城市建設(shè)的相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范中，缺乏關(guān)于雨水利用的強(qiáng)制性條款，使得城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中對(duì)雨水利用考慮不足。所以應(yīng)積極研究制定雨水利用工程的審批、建設(shè)、運(yùn)維、管理等相關(guān)政策或法規(guī)，加強(qiáng)雨水利用的強(qiáng)制性，明確規(guī)定保定市所有新建、改建、擴(kuò)建工程必須建設(shè)雨水利用設(shè)施。

6.2 加強(qiáng)科學(xué)研究

在我國(guó)，城市雨洪利用研究與應(yīng)用處在示范性階段，缺乏系統(tǒng)性，絕大部分城市雨洪利用仍屬空白.保定市目前雨水利用還處于摸索階段，缺乏相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。因此，應(yīng)根據(jù)保定市降雨特點(diǎn)、自然和社會(huì)環(huán)境，雨水利用系統(tǒng)的組成、集流面的面積等制定一套科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)，政府設(shè)立專項(xiàng)資金，大力扶持雨水利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

6.3 通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)雨水利用

目前保定市自來(lái)水及周邊部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水價(jià)格過(guò)低，也是導(dǎo)致用水浪費(fèi)、阻礙雨水利用順利進(jìn)行的主要原因之一。合理的水費(fèi)可以抑制用水的浪費(fèi)，促進(jìn)用戶投資建設(shè)節(jié)水和雨水利用工程.研究制定雨水排放費(fèi)用征收制度，提高社會(huì)各部門實(shí)施利用雨水積極性，同時(shí)增加公共投資雨水利用工程的資金保障。

6.4 把雨水利用納入水資源的統(tǒng)一管理體系

雨水利用產(chǎn)生的效益不僅在于經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它可以實(shí)現(xiàn)緩解用水短缺，涵養(yǎng)地下水源，防止地面沉降，防洪減災(zāi)，調(diào)節(jié)氣候等諸多生態(tài)和社會(huì)效益，同時(shí)還兼有改善水環(huán)境、促進(jìn)地表水與地下水聯(lián)合利用等多種功能，因此，保定市應(yīng)把雨水利用作為解決缺水問(wèn)題的有效途徑而納入到水資源統(tǒng)一管理體系之中。

［1］哈建強(qiáng)，付學(xué)功.滄州城市雨水利用潛力分析及應(yīng)用發(fā)展對(duì)策研究.水科學(xué)工程與技術(shù)［J］.2010.增:16-18.

［2］董娜，程伍群.保定市城市雨水利用的潛力與環(huán)境影響.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)［J］.31.

［3］城市雨水利用理論與工程應(yīng)用.人民黃河［J］.2010.12.104-105.

［4］保定市水利局，保定水文水資源勘測(cè)局.2010年保定市水資源公報(bào)［R］.2011.

［5］保定市水利局，保定水文水資源勘測(cè)局.保定市第二次水資源評(píng)價(jià)報(bào)［R］.2010.

［6］建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范.GB50400-2006.