城市化對石家莊市水文環境影響及對策思考

劉根華，張紹軍

（1.河北省石家莊水文水資源勘測局，050051，石家莊；2.河北省廊坊水文水資源勘測局，065000，廊坊）

城市化對石家莊市水文環境影響及對策思考

劉根華1，張紹軍2

（1.河北省石家莊水文水資源勘測局，050051，石家莊；2.河北省廊坊水文水資源勘測局，065000，廊坊）

城市化進程加重了資源、交通、住房和排污管理負擔。在氣候、地下水、城市污水排放以及城市防洪等方面，對城市水文環境產生了極大的影響。在分析城市化對石家莊市區水文環境影響的基礎上，結合石家莊水文工作發展現狀，提出了開展城市水文研究、解決城市水文面臨的各種新問題的目標和任務以及相應的解決對策。

城市化；水文環境影響；對策

近年，河北省石家莊市城市化進程發展迅猛，“三年大變樣”取得明顯效果。到目前為止，市區面積已達456 km2，人口 224萬人。按照城市總體規劃 （期限為 2010—2020年），市區人口要突破500萬人，面積2 657 km2，包括鹿泉、正定、藁城和欒城四組團，城鎮化水平達到65%。根據國家發展戰略，石家莊市定位為京津冀都市圈第三極、京津向中西部輻射的“第一中樞”和河北省對外競爭、交流的第一平臺。可以預見，石家莊市隨著人口的增加、市區的擴大，以水資源問題為核心的各種水問題會成為城市快速發展的制約因素。

一、城市化發展對石家莊水文環境的影響

1.城市氣候變化

石家莊屬溫帶大陸性半濕潤季風型氣候，四季分明，雨熱同季。專家研究顯示，20世紀80年代末到90年代初期，石家莊市的四季氣溫和年平均氣溫均發生了突變，年平均氣溫上升了1.6℃，平均每10年升高0.29℃。2009年3月17日，石家莊市氣溫達到30.7℃，創下54年來歷史同期最高值；2010年6月28日，石家莊市區氣溫上升到40.1℃，郊縣贊皇則高達40.8℃；而7月5日，石家莊市區最高氣溫一路飆升到了41.8℃，石家莊電網負荷在11時25分達到533.9萬kW，比2009年全年最大負荷增長近7%,創歷史新高。氣象專家研究表明，石家莊市區目前的“熱島效應”保守估計也有1℃~3℃，而且隨著城市規模的擴大，呈現進一步加大的趨勢。究其原因，除了石家莊自然地理位置外，城市化發展造成的市區“熱島效應”以及綠地增加速度低于城市發展速度、空氣污染治理難度加大等成為連年高溫的主要原因。

2.城市地下水水位下降

石家莊市2009年全市用水量達到了30.41億m3，市區用水量為3.96億m3，其中開采地下水2.05億m3。由于多年來地下水連續超采，造成石家莊市地下水埋深大面積急劇下降，平原區已形成石家莊市區工業開采型漏斗和高邑—趙縣農業開采型漏斗。

石家莊市區水位下降漏斗早在1965年已具雛形，隨著地下水的強烈開采，漏斗面積和深度不斷增加，到2009年漏斗北部邊界已越過滹沱河到達正定西關—戰村果園一帶，東部邊界到東莊—南村一帶，南部邊界至方村—永壁一線，西部邊界為于底—孔寨一線。漏斗呈南北直徑約22.0 km、東西直徑約20.5 km的橢圓形。漏斗封閉面積和漏斗影響面積與以往相比雖然變化不大，但漏斗區監測點最大埋深已超過50m，達51.10m。今后漏斗發展的主要方向是北部滹沱河水源地，東部由于留村、藁城良村兩個高新技術開發區及石家莊煉油廠水源地集中開采，其邊界有進一步東移趨勢。同時，由于農業灌溉用水超采形成的地下水降落漏斗跨越石家莊市和邢臺市，地下水埋深自北向南逐漸增大，高邑城關地下水最大埋深53.43m，成為河北省地下水下降最嚴重的地區。

地下水的過度開采致使地下水水位逐年下降，引發了地面持續沉降、整體生態環境惡化、機井報廢速度加快、地下水質量下降等一系列環境地質問題，給城市建設、社會生活以及經濟發展帶來一定的安全隱患。

3.排污造成的城市水環境污染

石家莊市水資源公報資料顯示，石家莊市2009年廢污水總排放量為4.15億t，其中工業廢水排放量1.84億t，生活污水排放量2.31億t。2009年全市地表水總監測河段長度為571.4 km，其中165.0 km全年河干。在有水的406.4 km監測河段中，水質超Ⅴ類的河段163.0 km，占有水河段的40.1%；水質為Ⅳ類的河段97.4 km，占有水河段的24.0%；水質為Ⅲ類及以上的河段有146 km，占有水河段的35.9%。在市區，洨河的水主要為沿途排放的廢污水，污染嚴重，全年監測水質均為超Ⅴ類，主要超標項目為揮發酚、氨氮、溶解氧、化學需氧量等；總排干渠監測斷面全部為石家莊市的廢污水，水體污染嚴重，全年為超Ⅴ類水質，主要超標項目有溶解氧、化學需氧量、揮發酚、氨氮等。污水的過度排放對市區水環境生態、城市供水以及下游農業生產都構成一定影響和威脅。

4.城市防洪問題嚴峻

城市氣候變化以及下墊面改變導致市區暴雨頻發，帶來一系列的城市防洪問題，人民群眾財產受到城市洪水的嚴重威脅，城市正常的交通生活秩序受到很大影響。據水文部門監測資料統計，近20年對市區有較大影響的暴雨洪水就有4次。

二、石家莊城市水文問題的對策思考

1.城市水文發展現狀

石家莊水文監測工作經過幾十年的發展，在市區外圍的主要河流和3個大型水庫共設有12處水文站，初步形成了34處基本測驗斷面、8處巡測斷面（107國道）、98 處雨量站、70 處水質監測站、85處地下水水位站、7處開采量監測站、58處水情報汛站、20處旱情監測站的項目齊全、布局合理、功能完備的水文監測站網。但是，在石家莊市區，水文工作目前還沒有完備、系統的水文監測站網，只有一些為水文專項工作剛剛設立的降雨、地下水和水質監測的零星站點，包括14處雨量站、8處地下水動態監測站和3處水質監測站點，沒有一處水文站點。可以說在石家莊市區，水文監測站網基本上是個空白，僅有的站點也不系統、不完善，有的還可能不符合有關的技術規范，發揮的作用也微乎其微。因此，加快發展城市水文站網，盡快開展水文觀測，推進城市水文研究，滿足石家莊市城市發展的需求，將成為水文部門當前面臨的一項迫切任務。

2.城市水文面臨的新課題

隨著石家莊市城市化水平的不斷提高，水文環境的改變會日趨明顯，人口集中、建筑林立、熱島效應、污水排放、空氣污染、水資源加劇等一系列嚴重問題，成為城市發展的制約因素。水文部門如何發揮行業技術優勢，逐步破解城市水文研究面臨的新課題，應該成為今后一個時期水文工作的重點。

石家莊市是一個水資源短缺的城市，為了解決城市發展所需要的水資源量并進行合理配置，就必須對城市水資源供需現狀進行勘測評價，同時根據城市發展的規劃，結合科學技術、經濟、社會以及環境等因素，提出合理開發利用水資源的具體方案，另外還要注重研究南水北調通水以后的水資源聯合運用問題，為修訂城市水資源規劃，緩解水資源供需矛盾、推進可持續發展提供決策依據。面對日益頻發的城市洪澇災害，要在城市的重要部位設立相應的雨量、水位流量監測站點，積累市區降雨徑流資料，探索有關規律，建立有關降雨徑流模型和相應水情信息系統以及預警系統，為降低災害損失、城市雨水利用，特別是城市排水工程以及防洪方案制定提供技術保障。關于市區地下水超采形成的漏斗問題，特別是對城市建設產生的影響，應該在其周圍設置相應的地下水動態觀測點，結合地質部門的監測結果，探索漏斗的發展趨勢以及變化規律，遠期利用南水北調來水回灌，開展漏斗修復研究，提出有關對策。為了研究石家莊市城市水污染的控制和管理，要做好污水總量的監測，設立專門的水文站點，控制整個排放過程，結合水質監測的開展，研究污水水質的變化規律，進一步摸清城市污水來源以及污水的生物和理化過程。為了研究城市化對氣候變化的影響，應了解城市化形成的高溫分布以及變化規律，針對城市“熱島現象”適時開展有關項目監測，探討氣溫和降水、空氣污染等因子的相互關系，掌握石家莊市獨有的氣候特征和發生機理，減少由此造成的災害損失。

3.城市水文的目標方案

（1）水文站

在石家莊市西部防洪堤外側的太平河和古運糧河上分別設立北新城和小馬村兩處水文站，主要為石家莊市的防洪提供水文監測資料，觀測項目有水位、流量、沙量、降水量；在石家莊市總排污河道——洨河和汪洋溝上分別設立南趙村和唐家寨兩處水文站，觀測項目有水位、流量、降水、水質，主要為石家莊市的防洪、水資源管理和利用、水環境承載能力分析提供水文監測資料。

（2）雨量站

在石家莊市區和西部山區設立雨量站19處，其中太平河上游設雨量站4處，在古運糧河上游設雨量站3處，在石家莊市區設雨量站12處。

（3）蒸發站

在石家莊市區北部的滹沱河1、2、3、4號水面和東南部的世紀公園設立兩處水面蒸發站，用來觀測石家莊市生態環境用水的蒸發損失量，為石家莊市民心河和環城水系耗水量提供監測資料。

（4）地下水水位監測井

在市區東部漏斗區周邊設立10處地下水水位監測井，以監測地下水埋深變化過程。

三、發展城市水文的對策

1.了解城市發展規劃，把握城市水文特征，編制水文發展規劃

在充分了解石家莊市城市發展規劃、石家莊市水資源綜合規劃的基礎上，摸清石家莊市的基本情況、社會經濟、城市建設等細節，充分考慮滹沱河綜合整治工程、一河兩環工程的設計施工以及交通路網等有關城市基礎性設施的布局范圍，特別是城市土地利用情況。同時，還要正確把握城市水文研究的特征，注意區分流域水文和城市水文的不同點，還要打破水文研究中一些傳統的做法，注意各種交叉學科的綜合運用，把城市水文看作一個大的綜合系統來研究。繼續修訂完善城市水文發展規劃，突出前瞻性和完整性。在城市水文觀測、站網布設、測驗手段、儀器設備、測驗方法以及技術規范等方面，注意分析總結工作成果，為國家制定“城市水文監測與評價分析技術導則”提供有益經驗和依據。

2.加強城市水文站網建設，積累城市水文基本資料

水文基礎資料是開展城市水文的基礎，就石家莊市目前的城市水文工作開展情況看，當前首要的問題是從實際出發，根據發展規劃，制定具體的水文工作開展方案，在市區布設相應的水文站、降雨量觀測、地下水觀測、城市污水水質監測以及蒸發等基本站網，盡早開始水文觀測，積累基礎資料。對于水文站網覆蓋不到的地方還要開展水文調查、水文巡測，力爭把以城市水資源為中心的相關情況了解清楚，為開展城市水文研究奠定基礎。

3.注重現代新技術應用，開展城市水文專項研究

城市水文工作是隨著城市的發展而引起重視并開始研究探索的，水資源的經濟和社會屬性不斷增強，使得水與經濟、水與社會成為重要課題。專項研究應包括城市供水、用水平衡分析以及水資源評價，城市水文預報工作中對不同量級城市暴雨洪水的模擬預測，城市飲用水水源地的監測、分析和評價，城市水生態保護和修復的監測分析等內容。開展城市水文研究要注意引進新思想、新技術，如常用的“3S”技術、人工神經網絡（ANN）、神經智能、遺傳算法等。

4.加快專業人才培養，提高專業技術水平

城市水文涉及多個領域和學科，要求水文技術人員具有駕馭相關交叉學科的知識和能力，因此，要舍得投入相應資金，采取走出去、請進來的辦法，有計劃地加強有關技術培訓，逐步造就一支掌握城市水文專業技術的人才隊伍，為推進城市水文工作提供人才基礎和智力保障。

5.建立水文信息發布制度，為社會提供及時準確的水情信息

在城市水文監測實施過程中，充分利用城市交通便利、通信網絡先進、新聞媒體眾多的優勢，采用現代信息采集技術、通信技術、計算機應用技術等，實現監測站點、監測項目在市區的全覆蓋，發揮水情自動測報系統的快速、準確的優勢，把有用的各種水文信息通過多種渠道及時向社會發布，實現城市水文服務于國民經濟和社會發展的目的。

6.認真落實水文條例，爭取社會支持，建立城市水文資金投入長效機制

充分認識城市水文工作的重要性、特殊性和復雜性，用足用好國家水文條例和省水文條例等政策法規，積極倡導“大水文”發展理念，結合石家莊市城市水文發展實際，加強和市政府有關部門的聯系，了解經濟社會對城市水文的需求，推進水文雙重管理體制，努力把城市水文發展規劃納入石家莊市經濟社會發展計劃，爭取地方政府理解支持，建立城市水文資金投入長效機制。同時，做好水文宣傳工作，積極開展水文技術服務，擴大水文行業影響，為開展城市水文工作創造良好社會環境。

[1]拜存有，高建峰.城市水文學[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.

[2]武建虎.城市化發展引起的城市水文問題探討[J].山西水利科技，2005（10）.

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[4]金云.城市化與上海城市水文[J].上海水務，2003（2）.

[5]石家莊市水務局.石家莊市水資源公報[R].2009.

Thinking on impact and countermeasures about urban hydrological problems of Shijiazhuang City

Liu Genhua,Zhang Shaojun

The nervous trends of resources,transportation,housing and sewage are effected by urbanization process,especially in the climate,groundwater,urban sewageand urban flood aregreatly influenced tohydrologicalenvironment.On the foundation of analysising the urbanization of hydrological environment impact,combined with the work of the developmentofhydrologicalsituation of Shijiazhuang,urban hydrologicalstudywasproposed and resolved,which isabout how tosolve the problem of thegoalsand taskswhich facing the city development.The initialplan the developmentofurban hydrology was worked out,and the appropriate solutions were proposed according to the characteristics of the urban hydrologyofShijiazhuang.

urbanization；hydrologicalenvironmentimpact；countermeasures

P333

A

1000-1123（2011）03-0063-03

2010-12-25

劉根華（1962—），男，高級工程師。

責任編輯 李建章