衡水市城市暴雨評價(jià)及成果分析

韓 燕，高永華

(河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水 053000)

衡水市城市暴雨評價(jià)及成果分析

韓 燕，高永華

(河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水 053000)

分析衡水市開展城市水文的目的、意義和發(fā)展,介紹了水文監(jiān)測站網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，介紹了暴雨的成因，積水概況，對生態(tài)水、路面積水及天然降水水質(zhì)概況進(jìn)行了分析。提出了衡水市雨水資源利用的必要性，并對衡水市的雨水資源利用進(jìn)行了分析，提出加強(qiáng)城市雨水資源利用規(guī)劃，擴(kuò)展使用主體及使用途徑，鼓勵(lì)高校及科研單位加強(qiáng)雨水利用研究工作，探索適合不同雨水資源方式的收集、凈化、儲存技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，使雨水方式多元化。

衡水市；城市水文；雨水資源；評價(jià)；分析

1 目的與意義

城市是一個(gè)區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)文化的中心，水是城市誕生的搖籃，是城市發(fā)展的靈魂，“依山傍水”是對理想居住環(huán)境的描述。我們幾乎所有的歷時(shí)文化名城古都都與河湖相鄰，穿城的河流成為城市之魂。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市水問題愈發(fā)凸顯出來。如水資源短缺，水環(huán)境污染，洪澇災(zāi)害等，這些問題嚴(yán)重威脅著城市的發(fā)展和居民的安全。水成為城市發(fā)展快慢和城市發(fā)展質(zhì)量的制約因素。多年來水文工程側(cè)重于大江大河的防洪和城市外圍的水資源監(jiān)測和平原除澇等水文研究，隨著城市的迅速擴(kuò)展，城市水文研究被迫提到重要的日程。由于城市水文缺位，導(dǎo)致水文的發(fā)展，落后于城市建設(shè)的需要。因此，發(fā)展城市水文是水文工作的當(dāng)務(wù)之急。

隨著城市的快速發(fā)展，市區(qū)人口高度集中，工業(yè)迅速發(fā)

展，帶來了諸如城市供水緊張，排水不暢，河道污染，水環(huán)境惡化等一系列問題[1]。開展城市水文監(jiān)測和分析研究，對優(yōu)化市政投資、提高城市抗災(zāi)減災(zāi)水平、保護(hù)市民安全、維護(hù)社會穩(wěn)定具有不可替代的作用。因此，開展城市水文工作既滿足城市發(fā)展的需要，也是水文工作重點(diǎn)之一，是拓寬水文服務(wù)領(lǐng)域。踐行“大水文”發(fā)展理念的重要方面。

2 衡水市城市水文進(jìn)展

社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平不斷在提高，對城市水文工作要求越來越高，水文服務(wù)城市發(fā)展的內(nèi)容越不斷再擴(kuò)大，主要包括：供水、防洪除澇、水資源和水環(huán)境保護(hù)[2]。

2.1 站網(wǎng)布設(shè)

衡水市2010年在市區(qū)內(nèi)布設(shè)降雨、地下水、外排水等各類觀測站點(diǎn)進(jìn)行觀測，測驗(yàn)項(xiàng)目、站設(shè)數(shù)量級測驗(yàn)方式見表1。

表1 城市水文監(jiān)測項(xiàng)目表

降水、地下水、蒸發(fā)以及景觀水質(zhì)、路面積水水質(zhì)等項(xiàng)目的測驗(yàn)按照相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行；暴雨低洼積水，主要以暴雨停止后調(diào)查最大積水深度的方式收集，以掌握市區(qū)低洼地段積水過程。

結(jié)合衡水市區(qū)的自然地理和經(jīng)濟(jì)社會情況，開展調(diào)查研究，掌握城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水文的新需求。根據(jù)城市水文工作的特點(diǎn)，2014年在前幾年開展城市雨洪監(jiān)測的基礎(chǔ)上，科學(xué)布設(shè)監(jiān)測站點(diǎn)，補(bǔ)充監(jiān)測站網(wǎng)密度，增設(shè)視頻監(jiān)控點(diǎn)。

各類監(jiān)測站點(diǎn)包括雨量監(jiān)測站。地下水觀測站、景觀水位監(jiān)測站、積水監(jiān)測站、水質(zhì)監(jiān)測站，見表2。

表2 各類監(jiān)測站統(tǒng)計(jì)

(1)雨量觀測站：水文局、市水務(wù)局、魏家村、衡水水文站、衡水湖水文站。

(2)地下水觀測站：水文局、東滏陽、大西頭。

(3)景觀水位監(jiān)測站：怡水公園、人民公園、胡堂排干、滏陽中華橋、滏陽永興橋。

(4)積水監(jiān)測站：康泰街、維明街、和平西路、中華南大街、中華大街地道橋、中心北大街口、路北東路、自強(qiáng)街、報(bào)社街、育才大街地道橋、中華北大街口、榕花北大街口、榕花大街地道橋、新橋北街地道橋、京衡南大街、京衡南大街地道橋、紅旗大街、永興西路、前進(jìn)大街、隆興路。

(5)水質(zhì)監(jiān)測站：滏陽河南外環(huán)橋、實(shí)驗(yàn)站雨水取樣點(diǎn)。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測

為城市防洪、水資源調(diào)度等提供技術(shù)支持，城市交通調(diào)度、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、城市生態(tài)景觀等提供咨詢服務(wù)，針對衡水市實(shí)際情況，開展了對暴雨洪水的實(shí)時(shí)監(jiān)測，爭取提出城區(qū)積水預(yù)警。2015年安裝電子水尺14套，加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測能力。見表3。

表3 城市水文電子水尺一覽表

圖1 滏陽中華橋水位

圖2 滏陽永興橋水位

圖3 人民公園水位

圖4 胡堂排干水位

在人民公園、怡水園、胡堂排干安裝了水尺板，4～7月進(jìn)行了人工觀測水位。見表4。景觀水體實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖1～圖4。

表4 景觀水水位監(jiān)測數(shù)據(jù) m

表5 衡水市2010-2015年暴雨統(tǒng)計(jì)

3 雨水分析

3.1 典型暴雨

暴雨是一種災(zāi)害性天氣，往往造成洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的水土流失，導(dǎo)致工程失事、堤防潰決和農(nóng)作物被淹等重大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對于一些地勢低洼、地形閉塞的地區(qū)，雨水不能迅速宣泄造成農(nóng)田積水和土壤水分過度飽和，會造成更多的地質(zhì)災(zāi)害。暴雨常常是從積雨云中落下的。形成積雨云的條件是大氣中要含有充足的水汽，并有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，把水汽迅速向上輸送，云內(nèi)的水滴受上升運(yùn)動(dòng)的影響不斷增大，直到上升氣流托不住時(shí)，就急劇地降落到地面。衡水市暴雨多集中在7～8月，降水量在市區(qū)內(nèi)自西南向東北方向遞減。

3.2 暴雨成因分析

近年來，我國城市雨洪災(zāi)害呈現(xiàn)多發(fā)趨勢，越是大型城市，暴雨引起的內(nèi)澇問題就越突出，造成的損失就越嚴(yán)重。例如 2012年7月 21日，北京遭遇 61年來特大暴雨，暴雨造成城區(qū)多處積水，交通癱瘓，房屋倒塌 1萬多間，79 人因此次暴雨死亡，經(jīng)濟(jì)損失 116.4 億元[3]。

首先，當(dāng)前我國的城市化率已超過50%,城市高密度的人口、工業(yè)企業(yè)，在面臨同樣大的暴雨洪水時(shí)遭受的損失比同地區(qū)郊區(qū)大；另一方面城市化進(jìn)程極大的改變了區(qū)域地表徑流條件，也是造成城市雨洪災(zāi)害多發(fā)的重要原因[4]。高度硬化的地面卻阻礙了降雨向土壤的入滲；島效應(yīng)導(dǎo)致暴雨頻發(fā)；城市排水管網(wǎng)建設(shè)滯后等都是造成暴雨的原因。

表6 2012年8月8日暴雨市區(qū)積水

3.3 城區(qū)徑流分析

降水之后的徑流過程可以分為下滲、產(chǎn)流、匯流。由于城區(qū)植被面積小，建筑物和人工鋪砌的道路、廣場等不透水面積大，降雨之后，下滲的水比較少，下滲率很小。因城區(qū)下滲率小，降雨之后的水除了進(jìn)入排水管道之外，隨著地勢迅速聚集到比較低洼的地方，形成積水。城區(qū)排水管道密，降雨之后，雨水迅速進(jìn)入排水管道，大量的雨水一涌而下，迅速匯集到一起，形成很大的水流。城市化使城區(qū)徑流的產(chǎn)流、匯流速度加快，給排水管道造成極大的壓力，容易形成內(nèi)澇。

由于連續(xù)降水，各監(jiān)測水文站水文暴漲，2010年8月20日，前進(jìn)大街明渠水文站外排雨水流量4.81 m3/s，2012年8月9日，前進(jìn)大街明渠水文站外排雨水流量6.50 m3/s。

3.4 暴雨積水概況

市區(qū)內(nèi)澇最嚴(yán)重的幾個(gè)區(qū)域分別為大慶路、自強(qiáng)街、中華南大街、和平西路和南門口街積水區(qū)，這5個(gè)區(qū)域線路長、面積大。鐵路陰暗滏陽河以西最主要的積水去是自強(qiáng)街、中華大街、和平西路積水區(qū)，鐵路以北大慶路積水區(qū)，這是城市雨洪監(jiān)測的重點(diǎn)，尤其是大慶路積水去最難監(jiān)測，面積太大，如果設(shè)點(diǎn)觀測，需要設(shè)立的監(jiān)測點(diǎn)將很多。

如果遇上大暴雨，幾個(gè)地道橋是交通運(yùn)行關(guān)鍵，(1)京衡南大街地道橋，(2)榕花大街地道橋，(3)中華南大街地道橋，(4)育才南大街地道橋。一旦出現(xiàn)積水，將嚴(yán)重影響道路的暢通運(yùn)行，也需要監(jiān)測。

4 水質(zhì)分析

衡水市全年降水量較少，水資源短缺問題顯著，充分開發(fā)利用城市雨水，對城市雨水狀況進(jìn)行分析研究，為城市雨水資源利用提供科學(xué)依據(jù)，為滿足衡水市經(jīng)濟(jì)和生活可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

按照水利部頒發(fā)的《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL219-98)，對市區(qū)生態(tài)水、暴雨路面積水和天然水開展水質(zhì)調(diào)查工作，并根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)，對監(jiān)測資料進(jìn)行了水質(zhì)分析評價(jià)。

經(jīng)監(jiān)測，生態(tài)水采樣點(diǎn)永興路橋、怡水園，水質(zhì)級別為劣Ⅴ，主要污染物為氨氮、硫化物、氟化物；暴雨路徑積水采樣點(diǎn)中華大街地道橋、中華北大街、中心北大街、自強(qiáng)街和和平西路水質(zhì)級別為劣Ⅴ，主要污染物為氟化物、總磷、氨氮等；天然水采樣點(diǎn)為水文局院內(nèi)，水質(zhì)狀況較好，水質(zhì)級別為Ⅱ類。

5 結(jié)語

(1)雨量自測報(bào)系統(tǒng)站網(wǎng)不足，因此自測報(bào)的時(shí)效性沒有發(fā)揮出來。

(2)城市水文站必須實(shí)現(xiàn)完成自動(dòng)化才能發(fā)揮效益，除降水量外，坑塘蓄水和積水觀測應(yīng)向自測報(bào)發(fā)展。

(3)通過長系列監(jiān)測降水、地下水、蒸發(fā)、徑流量、市區(qū)積水量等資料，建立適用于本區(qū)域的水文模型，提高城市防洪減災(zāi)能力。

(4)加強(qiáng)城市雨水資源利用規(guī)劃，擴(kuò)展使用主體及使用途徑。鼓勵(lì)高校和科研單位加強(qiáng)雨水利用的研究工作，探索適合不同雨水資源方式的收集、凈化、儲存技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，使雨水使用方式多元化[5]。

[1]拜存有，高建峰.城市水文學(xué)[M].鄭州:黃河水利出版社.2009.

[2]陸桂華，朱昌福，馬倩.江蘇城市水文的實(shí)際與思考[J].水文.2001(1):88-91.

[3]趙凡，趙常軍，蘇筠.北京“7·21”暴雨災(zāi)害前后公眾的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知變化[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào).2014,23(4):38-45.

[4]陳衛(wèi)國.安慶暴雨澇災(zāi)成因探析及對策[J].中國水利.2013(11):42-3.

[5]閆麗娟，郭慶富，戴永勝，等.合肥市城區(qū)雨水利用效益分析[J].南水北調(diào)與水利科技.2011,9(2):126-129.

2016-09-28

韓燕(1983-)，女，河北平山人，工程師，主要從事水環(huán)境監(jiān)測及評價(jià)工作。

P333.2

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1004-1184(2017)01-0091-03