阜陽(yáng)市區(qū)雨水利用規(guī)劃方案研究

劉 猛

一、雨水利用的必要性和可行性

城市雨水利用是解決城市水資源短缺和減少城市洪澇災(zāi)害的有效途徑，也是改善城市生態(tài)環(huán)境的有效措施。我國(guó)城市雨水利用研究與應(yīng)用開始于20世紀(jì)80年代，近年來(lái)隨著政府部門的重視和推動(dòng)，城市雨水資源利用呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)，很多城市在雨水利用方面進(jìn)行了大量工程實(shí)踐，尤其是北方水資源緊缺地區(qū)雨水利用發(fā)展較快，取得了良好的效果，技術(shù)也日趨成熟。

由于天然雨水具有硬度低、污染物少等優(yōu)點(diǎn)，因此雨水利用在減少城市雨洪災(zāi)害、開拓水源方面日益成為重要主題。對(duì)于大型公用建筑、居住區(qū)、建筑群等屋面及地面雨水，經(jīng)收集和一定處理之后，可用于城市景觀環(huán)境、綠化補(bǔ)水、道路澆灑、廁所沖洗及其他一些非生活用水用途。對(duì)于阜陽(yáng)市這種嚴(yán)重缺水的城市來(lái)說(shuō)，城市雨水的收集利用，一方面可以補(bǔ)充城市供水不足，節(jié)約寶貴的水資源，緩解水資源短缺；另一方面又可以減輕城市雨洪災(zāi)害的發(fā)生，補(bǔ)充城市水源，涵養(yǎng)地下水，對(duì)城市水環(huán)境保護(hù)和修復(fù)有重要意義。

二、降水特征和雨水可利用量

1.降水變化特征

阜陽(yáng)市處于亞熱帶與暖溫帶的過(guò)渡帶，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，因氣候的過(guò)渡性，造成冷暖氣團(tuán)交鋒頻繁，天氣多變，降水年際變化大，年內(nèi)分配不均，降水主要集中在6～9月份。選取阜陽(yáng)城區(qū)及周邊的阜陽(yáng)、插花、三塔和六十里鋪4個(gè)雨量站1951～2015年長(zhǎng)系列降雨資料分析，多年平均降水量為935.3mm，最大年降水量為2003年的1669.9mm，最小年面雨量為1976年的486.3mm，豐枯比為3.44。從年內(nèi)分布看，降水相對(duì)集中，在每年的汛期（6～9月）降水量為569.9mm，占全年總降水量的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現(xiàn)在7月，為221.2mm，最小值出現(xiàn)在12月，只有22.0mm。

阜陽(yáng)市區(qū)年降水變率較小，降雨偏差系數(shù)為0.233，多數(shù)年份的降水量與多年平均值較接近，這說(shuō)明年平均降水量較穩(wěn)定。月降水變率較大，其季節(jié)變化與降水量季節(jié)變化趨勢(shì)相反，在雨季降水變率小，4～9月月降水量變率為0.33～0.64，旱季降水變率大，10～2月月降水量變率為0.50～0.82。這表明雨量豐沛的雨季降水量穩(wěn)定少變，而少雨的旱季降水量很不穩(wěn)定。

阜陽(yáng)市區(qū)降水日數(shù)多，強(qiáng)度大。年平均降水日數(shù)為100天，占全年總?cè)諗?shù)的27.4%，多的年份達(dá)150天（1954年），最多月份的降水日數(shù)有21天（1954年6月和1963年7月），最少年份的降水日數(shù)也有72天（1978年）。降水日數(shù)與降水量一樣存在季節(jié)變化，夏季多，冬季少，其中7～8月各月降水日數(shù)均在10天以上，尤以7月最多，達(dá)13天，其他月份都在10天以下。

2.雨水可利用量

根據(jù)對(duì)阜陽(yáng)市區(qū)現(xiàn)狀下墊面分析測(cè)算，老城區(qū)地面綜合徑流系數(shù)在0.65～0.70之間，新開發(fā)的小區(qū)地面綜合徑流系數(shù)在0.62～0.75之間，工業(yè)開發(fā)區(qū)地面綜合徑流系數(shù)在0.65左右。因此，取綜合徑流系數(shù)為0.65，季節(jié)折減系數(shù)為1.0。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)棄流系數(shù)研究較少，考慮到整個(gè)阜陽(yáng)市區(qū)的匯水面積較大，取較小的棄流系數(shù)為0.6，不同頻率降水總量及可利用量計(jì)算成果如表1。

三、雨水利用規(guī)劃方案

雨水利用工程建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，在國(guó)內(nèi)雖有一些實(shí)施的成功案例可供參考，但由于阜陽(yáng)市在雨水利用方面幾乎是從零開始，因此在規(guī)劃初期將先進(jìn)行雨水利用工程建設(shè)的示范，積累經(jīng)驗(yàn)，為今后大規(guī)模實(shí)施提供技術(shù)支撐。

1.居住小區(qū)雨水利用方案

居住小區(qū)的雨水利用一般是在地下建蓄水池，收集屋頂雨水，供給小區(qū)沖廁、綠化、道路澆灑或景觀用水?，F(xiàn)狀年阜陽(yáng)市老城區(qū)的住宅小區(qū)面積都偏小，因此，對(duì)居住小區(qū)雨水利用的建設(shè)主要集中于老城區(qū)和新城區(qū)近年來(lái)新建小區(qū)。選擇規(guī)模較大已建成居住小區(qū)進(jìn)行雨水利用的規(guī)劃試點(diǎn)工程建設(shè)，包括御景城、西苑小區(qū)、易景國(guó)際和海亮御府等6處，單個(gè)小區(qū)面積均在100畝以上，總占地面積87.2萬(wàn)m2，可收集雨水的屋面匯水面積為51.1萬(wàn)m2。綜合考慮取雨水綜合徑流系數(shù)取0.8，10%的初期雨水棄流率，有效匯水率取80%，則可收集利用雨水量為 27.5 萬(wàn) m3。

2.公共建筑集雨工程雨水利用方案

大型公共建筑硬質(zhì)鋪裝率相對(duì)較高，結(jié)合海綿城市建設(shè)應(yīng)增加下沉綠地及透水鋪裝率，一般收集雨水后用于廁所用水、景觀用水等。擬選擇已建成和正在建設(shè)的大型公共建筑進(jìn)行雨水利用的試點(diǎn)，包括皖西北商貿(mào)城、阜陽(yáng)國(guó)際汽配城、新華物流園、阜陽(yáng)市國(guó)際會(huì)展中心、圖書館新館和博物館新館和阜陽(yáng)大劇院等8處，總匯水面積為149.5萬(wàn)m2。綜合考慮取雨水綜合徑流系數(shù)取0.9，10%的初期雨水棄流率，有效匯水率取80%，則可收集利用雨水量為87.2萬(wàn)m3。

3.公園綠地雨水利用方案

公園一般建有綠地和觀賞用的水景，雨水的利用可以把兩者的作用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。公園內(nèi)道路采用透水性路面，結(jié)合綠化地的滲水性能，可以截留部分因降雨而形成的地表徑流，通過(guò)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負(fù)荷。剩余的地表徑流通過(guò)引導(dǎo)，順序進(jìn)入緩步石、露天淺灘、凈化區(qū)，最后進(jìn)入蓄水池收集利用。阜陽(yáng)市區(qū)有青潁公園、文峰公園、三角洲公園、阜陽(yáng)生態(tài)公園等多個(gè)公園，以及泉河風(fēng)景帶、潁河風(fēng)景帶等濱河綠地，總匯水面積約603萬(wàn)m2，雨水地表綜合徑流系數(shù)為0.3，有效匯水率為80%，年雨水利用量為121.2萬(wàn) m3/a。

4.廣場(chǎng)雨水利用方案

對(duì)已建的硬質(zhì)路面廣場(chǎng)通過(guò)雨水口收集雨水徑流或改鋪透水磚，在地面下鋪設(shè)級(jí)配石料的過(guò)濾盲溝或多孔混凝土過(guò)濾板進(jìn)行簡(jiǎn)單過(guò)濾，雨水經(jīng)收集后匯入蓄水池，沉淀過(guò)濾后即可用作廣場(chǎng)澆灑用水。選擇清河廣場(chǎng)和阜陽(yáng)火車站站前廣場(chǎng)作為試點(diǎn)，兩個(gè)廣場(chǎng)總匯水面積5.5萬(wàn)m2，以硬質(zhì)鋪裝為主。雨水地表綜合徑流系數(shù)取0.8，有效匯水率取80%，則年雨水利用量為3.3萬(wàn)m3/a。

5.市政道路綠地雨水利用方案

市政道路綠地雨水利用規(guī)劃主要通過(guò)建設(shè)透水路面，以及將高位綠地改造成低位綠地，道路路面和綠化帶雨水就地收集，經(jīng)過(guò)植物根系和微生物的降解將進(jìn)一步降低污染物濃度，可減少對(duì)環(huán)境的污染程度，同時(shí)由于綠地對(duì)雨水下滲的促進(jìn)作用，可以削減污染道路雨水匯入、減輕城市對(duì)雨洪的排澇壓力。近期對(duì)阜陽(yáng)市東環(huán)路道路景觀綠化工程、阜潁路綠化工程和淮河路綠化工程進(jìn)行雨水利用工程改造，綠化總面積為33.5萬(wàn)m2。取地表徑流綜合系數(shù)為0.5，有效匯水率為80%，則全年雨水的可間接利用量為54.9萬(wàn) m3/a。

四、雨水利用管理措施

表1 阜陽(yáng)市區(qū)不同頻率的降水總量

1.拓寬雨水改造工程建設(shè)的資金來(lái)源

加大雨水利用工程投入力度，政府的投入是政策性的，主要起引導(dǎo)和鼓勵(lì)的作用。除阜陽(yáng)市政府積極給予支持外，還應(yīng)充分調(diào)動(dòng)群眾投資、投勞的積極性，鼓勵(lì)個(gè)人、私營(yíng)企業(yè)和社會(huì)各界投資興建雨水集蓄利用工程。

2.重點(diǎn)扶持雨水利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

雨水開發(fā)利用技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用將帶動(dòng)雨水利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如雨水收集處理設(shè)備的生產(chǎn)，滲透地磚、管材的制造等，阜陽(yáng)市政府應(yīng)加大對(duì)這些產(chǎn)品引進(jìn)或生產(chǎn)的扶持力度，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)，提高科技含量，將經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、效果明顯的雨水利用技術(shù)盡快推廣應(yīng)用。

3.設(shè)立專項(xiàng)資金

為確保雨水利用的穩(wěn)步推進(jìn)，阜陽(yáng)市政府應(yīng)設(shè)立雨水利用專項(xiàng)基金，研究和推廣雨水利用技術(shù)，積極引進(jìn)新技術(shù)，鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，不斷總結(jié)和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使城市雨水利用技術(shù)不斷完善和發(fā)展。

4.盡快制定雨水利用的法律、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)部門需要制定出阜陽(yáng)城市的雨水利用的相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，并形成法律文件以規(guī)范雨水利用。例如，規(guī)定新建達(dá)到一定規(guī)模的居民區(qū)、廣場(chǎng)、工廠等公建項(xiàng)目在規(guī)劃報(bào)建時(shí)必須同時(shí)報(bào)送有關(guān)雨水利用的設(shè)計(jì)內(nèi)容，否則規(guī)劃不予審批。對(duì)園林綠化、洗車、道路澆灑、建筑施工用水、大型公建空調(diào)循環(huán)水等一些用水水質(zhì)要求較低的行業(yè)，應(yīng)明確建議使用雨水的有關(guān)規(guī)定。

5.強(qiáng)化公眾教育和參與意識(shí)

通過(guò)宣傳和市場(chǎng)手段鼓勵(lì)居民利用雨水資源，強(qiáng)化公眾教育和參與意識(shí)。公眾的教育與參與包括對(duì)城市專門管理人員的培訓(xùn)、對(duì)城市居民的教育和監(jiān)督等，主要方式是教育、培訓(xùn)、參與、宣傳等，使市政管理人員和廣大居民認(rèn)識(shí)到雨水資源合理利用的必要性■