徐州市雨水徑流控制與資源化利用

陳思光張 舒 趙智磊 李 亮

徐州市地處古淮河的支流沂、沭、泗諸水的下游，以黃河故道為分水嶺，形成北部的沂、沭、泗水系和南部的濉、安河水系。早在20世紀(jì)80年代，徐州市就被列為全國(guó)40個(gè)嚴(yán)重缺水城市之一。近年來，水質(zhì)型缺水更為嚴(yán)重，水資源問題已嚴(yán)重制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。作為大自然賜予我們的一種天然資源，我國(guó)的雨水資源豐富，年降雨量達(dá)到6.19×1011m3。由于其中污染物含量較少，經(jīng)過簡(jiǎn)單處理就可用于生活雜用水、工業(yè)用水，雨水的資源化利用近年來越來越得到重視。

快速的城市化進(jìn)程導(dǎo)致人口和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)高度集中，城市不透水地面面積增加，從而使雨水下滲成為土壤水、地下水的機(jī)會(huì)大大減少，絕大部分雨水直接匯集成為地表徑流，在地勢(shì)低洼處滯留或經(jīng)排水管道進(jìn)入河流、湖泊。由于降水淋洗大氣污染物及其對(duì)地表污染物的沖刷，雨水徑流會(huì)攜帶大量的COD、BOD及 N、P等非點(diǎn)源污染物，成為城市水體的潛在威脅。

一、雨水徑流控制方法

1.徑流量控制

傳統(tǒng)雨水徑流控制方法有直接排放、調(diào)節(jié)池、調(diào)蓄池三種，近年提出的分流雨水徑流控制方法廣受推崇。相比傳統(tǒng)雨水徑流控制方法，分流理論將輸送、調(diào)節(jié)和調(diào)蓄理論進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，主張通過構(gòu)建生態(tài)化的分散式雨水管理系統(tǒng)，盡可能將雨水徑流在源頭上進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)雨水管理與景觀設(shè)計(jì)的一體化。分流理論設(shè)計(jì)的目標(biāo)是創(chuàng)建多功能的暴雨管理方法，實(shí)現(xiàn)開發(fā)區(qū)域蒸發(fā)、滲透和徑流的自然過程，維持開發(fā)區(qū)域開發(fā)前的降雨強(qiáng)度、水質(zhì)、頻率、歷時(shí)和降雨量。該理論提出了將雨水徑流分成蒸發(fā)、滲濾和排放3部分，三者以相似的比例通過蓄水設(shè)施、溢流構(gòu)筑物、分流設(shè)施、滲濾和排放系統(tǒng)，進(jìn)入自然景觀。

2.徑流污染控制

（1）控源

控源是指從源頭上控制污染物的產(chǎn)生量，將污染控制在最低限度。這其中最重要的一項(xiàng)就是對(duì)城市空氣質(zhì)量的控制，對(duì)城市工業(yè)排放廢氣從污染物水平和總量?jī)煞矫孢M(jìn)行嚴(yán)格管理，減少大氣的干濕沉降。

（2）控?cái)U(kuò)散

控?cái)U(kuò)散是指采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p少污染物排入地下或地表水體的數(shù)量。例如擴(kuò)大城市清掃的范圍，提高清掃質(zhì)量和頻率；改善城市土地使用類型的結(jié)構(gòu)，減少?gòu)搅鞯呐欧帕?；?duì)產(chǎn)生污染較大的地面材料進(jìn)行更換等。

（3）控末端

控末端是指采用凈化技術(shù)處理進(jìn)入水體的徑流污染物。人工濕地是比較常用的工藝。人工濕地既可以調(diào)蓄雨水，對(duì)徑流水質(zhì)又有一定的凈化效果。濕地本身具有一定的沉淀效果，各種水生植物既可以分解吸收污染物，濕地中的砂子等基質(zhì)對(duì)于污染物也有吸附和過濾作用。

二、雨水資源化利用方法

1.雨水資源化利用途徑

目前城市雨水利用方式主要有三種：一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)，集下來的雨水主要用于家庭、公共場(chǎng)所和企業(yè)的非飲用水。二是雨水截污與滲透系統(tǒng)。道路雨水通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補(bǔ)充地下水。三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)。小區(qū)沿著排水道建有滲透淺溝，表面植有草皮，供雨水徑流流過時(shí)下滲。超過滲透能力的雨水則進(jìn)入雨水池或人工濕地，作為水景或繼續(xù)下滲。

2.雨水資源化利用趨勢(shì)

未來城市雨水資源的利用將是多方面的，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：一是發(fā)展雨水收集，將雨水利用作為城市骨干供水系統(tǒng)中重要的輔助性工程，使之成為部分工業(yè)用水和生活雜用水的水源，減少因使用自來水（飲用水）帶來的浪費(fèi)，緩解城市供水的壓力。二是利用雨水對(duì)地下水進(jìn)行回灌，逐步恢復(fù)城市地下水的采補(bǔ)平衡。三是強(qiáng)化對(duì)雨水的管理與調(diào)度，以減輕城市排水工程的負(fù)擔(dān)。四是雨水綜合利用，利用城市內(nèi)及其周邊的河、湖、各種人工與自然水體、沼澤、濕地、綠地等開放空間，以有效調(diào)蓄、凈化和利用城市徑流雨水，改善水循環(huán)系統(tǒng)和城市生態(tài)環(huán)境。

三、徐州市雨水徑流控制與資源化利用現(xiàn)狀

徐州市地處暖溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)（中運(yùn)河以東為濕潤(rùn)，以西為半濕潤(rùn)）季風(fēng)氣候區(qū)，全市多年平均降雨量825.5mm，其中6～9月份降雨量為551.4mm，降雨集中、強(qiáng)度大、歷時(shí)短、且多暴雨，屬于雨水徑流較大及集雨高效的地區(qū)。雨水徑流屬于非點(diǎn)源污染，具有較大的隨機(jī)性、偶然性和廣泛性。污染負(fù)荷時(shí)空變化幅度大，研究、控制和處理的難度也大。由于我國(guó)研究雨水徑流非點(diǎn)源污染及雨水資源化利用起步較晚，大部分城市的雨水徑流攜帶大量污染物直接進(jìn)入城市水體，不僅對(duì)水環(huán)境造成污染，還造成了水資源的極大浪費(fèi)。徐州市多年來高度重視雨水徑流控制及雨水資源化利用工程，經(jīng)多年努力，興建街頭綠地及使用滲透鋪裝，興建攔蓄雨水大中小型水庫(kù)（湖泊）76座，山區(qū)塘壩600余處，興利庫(kù)容19.34億m3，再加上省內(nèi)江淮水北調(diào)工程和干支河道治理，形成了徐州市基本攔蓄自如的水利工程體系，成為解決區(qū)域性水資源缺乏及雨水徑流控制問題的重要途徑。但總體來說徐州市雨水資源化利用及徑流控制仍然存在提升空間。

四、意見與建議

1.制定法律法規(guī)、加大環(huán)保部門檢測(cè)力度，擴(kuò)大城市清掃的范圍，提高清掃質(zhì)量和頻率，減少城市各種廢氣及垃圾的排放量。

2.在徐州市推廣使用人工透水地面及滲透設(shè)施、加大綠地面積并合理布置綠地相對(duì)高程等措施，以達(dá)到減小徑流系數(shù)的目的。

3.城市初期雨水?dāng)y帶大量污染物，徐州市多年平均日降雨量＞50mm的天數(shù)有3.5天，占年總降雨天數(shù)3.89%，因此，實(shí)際要控制的主要是日降雨量＜50mm的初期雨水的污染。在城市建設(shè)規(guī)劃時(shí)要適當(dāng)考慮初期雨水的治理，采取提高截流倍數(shù)的措施，確保初期雨水能匯入城市截污管網(wǎng)并進(jìn)入下游的城市污水處理廠進(jìn)行處理。

4.治理大湖、六堡、楊洼、水口、漢王等水庫(kù)及山區(qū)水塘壩，對(duì)新河、臥牛、臨黃、群英、張樓、龐莊、柳新、大黃山等煤礦塌陷地進(jìn)行治理，將現(xiàn)有的水塘洼地改造成攔蓄雨水的濕地公園，擴(kuò)大水面，提高蓄水能力，增加城市景觀并改善城市水環(huán)境和小氣候。

5.在市區(qū)推廣使用屋面雨水收集及利用技術(shù)，采取增加綠地面積、透水性路面、下凹式綠地和水體面積等方法促進(jìn)雨水下滲