淺析平頂山市的城市雨水利用

□史靖雯 □李曉紅 □翟保健

（1平頂山水文水資源勘測局；2河南省水利科學(xué)研究院；3濟源市水利局）

1 概述

平頂山市1957年建市，以其得天獨厚的地理位置、豐富的自然資源、雄厚的經(jīng)濟實力以及源遠流長的燦爛文化，越來越受矚目，現(xiàn)已成為以能源、原材料工業(yè)為主體，煤炭、電力、鋼鐵、紡織、化工等工業(yè)綜合發(fā)展的新興工業(yè)城市，市區(qū)人口100萬，市區(qū)建成面積80。然而隨著平頂山市城市工業(yè)化程度的不斷提高，可利用水資源的問題也日益突出。因此如果能合理、有效的利用城市雨水資源，將會為平頂山市的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護開創(chuàng)新局面。2014年平頂山市降水644.20mm，較常年均值823.70mm少22%，降水量出現(xiàn)了自有水文統(tǒng)計以來的最少年份。平頂山市用水困難，啟動Ⅱ級抗旱響應(yīng)，在省委省政府及相關(guān)部門的大力支持下，實施了丹江口水庫向平頂山應(yīng)急調(diào)水工程，緩解了平頂山市用水緊張的局面。

水資源作為生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，關(guān)系到一個城市的經(jīng)濟安全、生產(chǎn)安全、生活安全。一個城市或地區(qū)水資源的占有量和可持續(xù)利用量，是衡量一個城市或地區(qū)能否具備可持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。由于水資源在時空分配的不均勻，加之城市發(fā)展中城市化、工業(yè)化程度的提高，對水源的污染加重等等，使用水矛盾越來越突出。如果在雨水資源未轉(zhuǎn)化成其他水源之前，將其收集利用起來，不僅會節(jié)約大量寶貴的河、湖及地下水資源，而且也為城市的可持續(xù)發(fā)展提供道路。

2 城市雨水利用的概念

城市雨水利用是將直接排入河流或大海的而損失的雨水，利用一些技術(shù)方法將其收集、儲存或滲入地下，用來涵養(yǎng)地下水，有效地抑制城市暴雨徑流，還可以作為城市在非常情況下，如地震、戰(zhàn)爭、災(zāi)后等時期的水源，來改善城市水環(huán)境，恢復(fù)生物多樣性。

3 平頂山市雨水利用的可收集量分析

平頂山市目前市區(qū)總面積約為80 km2，多年平均降水量823.70mm。根據(jù)公式1：雨水可收集量=集雨面積×年平均降雨量×徑流系數(shù)，可對平頂山雨水的可收集量進行計算。

由于市區(qū)內(nèi)各種地面種類的徑流系數(shù)不同（徑流系數(shù)參照表1），且差異較大，為保證數(shù)據(jù)計算的可用性，故本文在采用公式1對平頂山市雨水可收集量進行計算時，在平頂山市市區(qū)集雨面積的定量中，采用2013年國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》中要求：“新建城區(qū)硬化地面中，可滲透地面面積比例不宜低于40%”為參考，綜合平頂山市實際情況，集雨面積采用市區(qū)總面積的50%作為集雨面積。另由于不同地面的徑流系數(shù)不同，本文均采用徑流系數(shù)為0.60，來保證數(shù)據(jù)的可用性。

由上述可得：平頂山雨水可收集量=80×106×0.50×0.82×0.60=19704000m3

根據(jù)上述公式的保守計算，即可得出平頂山市城市雨水利用每年可以增加約1900萬m3。

表1 不同地面徑流系數(shù)參照表

4 城市雨水利用的方法與途徑

城市雨水按利用方法主要分為三類：城市雨水直接利用、間接利用、直接利用和間接利用的結(jié)合。

4.1 城市雨水的直接利用

將雨水收集處理后直接利用是城市雨水利用的直接過程。建筑物屋面雨水主要由水落管收集，綠地和路面雨水用雨水口收集。在進入后續(xù)的處理系統(tǒng)之前，需要設(shè)置攔污柵，并鋪設(shè)溢流管道。收集處理后的雨水主要用于城市綠地澆灌、路面噴灑和景觀補水等。

4.2 城市雨水的間接利用

將雨水滲透回灌，以補充地下水是城市雨水利用的間接過程。間接利用是增加地下水源、減少城市雨洪量、改善城市水環(huán)境的有效途徑。

4.3 城市雨水的直接利用和間接利用的結(jié)合

城市雨水的直接利用和間接利用并不是獨立的兩個過程，可以將兩方面有效地結(jié)合起來，更有效地利用城市雨水資源。

城市雨水直接利用和間接利用結(jié)合的途徑主要有以下幾個方面。

4.3.1 利用大面積集雨

城市的建筑屋頂、大型廣場、小區(qū)庭院、城市的不透水地面都可以大面積的匯集雨水，是良好的雨水收集面。只要修建一些簡單的收集和儲存工程，就可以將城市雨水資源化，用于綠地澆灌、路面噴灑和景觀補水等，由于雨水污染不重，經(jīng)過簡單處理就能作為生活洗滌用水，工業(yè)用水等。

4.3.2 利用滲透設(shè)施集雨

利用各種人工設(shè)施強化雨水滲透是城市雨水利用的一個重要途徑，雨水滲透設(shè)施主要有滲透集水井、透水性輔裝、滲透管、滲透溝、滲透池等。對必須改造的和新建的下水道工程，一次性采用滲透設(shè)施，更能達到節(jié)省投資的目的。

4.3.3 對收集的雨水和降水就地利用

貯留池是將收集起來的雨水積蓄起來的重要設(shè)施。貯留池的面積根據(jù)當?shù)丶昝娣e、降水量及用水方式進行設(shè)計和建造。

4.3.4 對城市雨污分流，建造單獨的城市雨水系統(tǒng)

為了利用雨水資源，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，比如采取舊排水管網(wǎng)改造、新建城市雨水排水系統(tǒng)，采用雙層排水管道，上層排泄雨水，下層排放污水，實現(xiàn)雨水污水分流。分流后的雨水經(jīng)過排水道排至需要的集中用水點，如人工湖、貯水池等，補充生態(tài)用水，用于維持和改善城市水環(huán)境。

5 結(jié)語

平頂山市是易旱區(qū)，人均水占有量僅372m3。隨著城市的快速發(fā)展，城市供水資源性不足的加深，水資源利用的前景不容樂觀。因此將雨水利用作為城市供水系統(tǒng)的輔助性工程，補充部分工業(yè)用水、環(huán)境用水和雜用水水源，對節(jié)省市政投資等方面的經(jīng)濟效益是不可估量的。