【摘 要】本文分析了邢臺市城區歷年降水量資料,總結了本市降水量的特性和年內分配規律,求得了不同頻率年份的可集水量。通過可行性分析,提出了雨水資源利用的對策。
【關鍵詞】城市雨水資源;利用;分析;對策
1. 概況
邢臺市位于河北省南部,介于石家莊市和邯鄲市之間,京廣鐵路縱穿市區,邢臺市以鐵路為界劃分為橋東區和橋西區,為加快邢臺市經濟快速發展前幾年又成立了高開區。邢臺市區位于邢臺市轄區的西部,位于山區平原連接處,西高東低,高程在54m~95m之間,平均坡度3‰。截止2010年邢臺市人口65萬人,市區面積188Km2 。其中不透水面積93.74Km2 ,占總面積49.9%。隨著城市經濟的高速發展。人口居住區高度集中,樓、堂、館、所不斷增加,市區街道硬化面積在不斷增加,市區的降水徑流及地下水補給發生了明顯變化。
2. 雨水資源量分析
2.1 年降水量。邢臺市設有氣象站(1922年設站),該站有較完整的降水量觀測資料,資料系列長,代表性好,其降水量資料可作為邢臺市城區的面降水量計算的基礎資料。本文以1956年至2009年降水量系列作為計算資料,得出邢臺市城區多年平均降水量為518.2mm,折合年降水量9738.4萬m3,降水量成果見表1。
表2 邢臺市城區典型年降水量年內分配見表
表1 邢臺市城區降水量成果表 單位mm
表3 邢臺市年降水量頻率計算成果表
2.2 降水量的年內分配。 邢臺市降水量年內分配比較集中,年際變化大,地區分布不均。從統計資料看出多年平均4個月(6~9月)降水量占全年降水量的75%,1982年為最大,降水量占全年降水量的91.5%,1990年為最小,降水量占全年降水量的47.5%。而汛期的降水量由主要集中在7、8兩個月內,多年平均7、8兩個月占全年降水量的55.9%,最大1963年7、8月份占全年降水量的82.5%。非汛期8個月降水量占全年降水量的25%,冬天四個月(11月~次年2月)降水量占全年降水量的11.5%(見表2)。
表4 邢臺市城區單位面積集水量表
2.3 年可集水量。
2.3.1 城區降水產流計算方法。邢臺市城區和北京市下墊面和氣候條件大致相似,因此,用水文比擬法借用北京市p~r綜合經驗公式,計算邢臺市降水產流系列:
R=0.527PI0.886-4.5I4.4-1.07
式中R為時段徑流深(mm);I不透水面積比例(%);P為時段降水量(mm);公式適用范圍:15%≤I≤86%;15mm
2.3.2 可集水量。采用典型年法計算邢臺市城區可集水量。根據邢臺市的降水資料系列進行頻率計算,推求出不同頻率的降水量,計算結果見表3。選出典型年。按照上述公式分析計算各日降水產生的徑流深,(只計算日降水量大于15mm的降雨),累加得年月徑流深。求得邢臺市城區集水量。計算不同保證率降水情況下單位面積集水量,結果見表4。
3. 邢臺市影響雨水利用的不利因素
人們對城市雨水資源利用的意識比較淡薄。從城市的規劃中沒有設立雨水、污水分離回收設施,從城區的河道治理以防洪排污為重點,每年城市雨水匯集到茶棚溝、圍寨河、小黃河流向牛尾河,和污水混在一起,雨水資源變成污水。城市的發展看,高樓大廈的林立,道路的拓寬,城區的不透水面積在增多,地下水資源得不到補充,使有限的地下水資源在逐年的減少。
4. 雨水利用可行性分析
4.1 降水量充足。 邢臺市位于山區與平原的交界的坡面區地帶,底部為巖溶系結構,表層為沖洪積扇,坡度為3‰。根據邢臺市水文特性分析,有資料記載以來未發生災害性的特大暴雨,年平均降水量比平原區年降水量高10%左右。受大氣環流天氣系統和地形的影響,多年平均降水量518.2mm(1956~2009年)。降水量的充沛,給利用城市與水資源提供了有利條件。
4.2 雨水資源充足。 隨著河北省三年大變樣的進展,城市建設的高速發展,區內道路及房屋等地面建筑物形成的不透水面積占市區面積比例越來越大,由此引起的市區的降雨徑流和地下水的補給均發生明顯變化。根據實驗數據顯示,城區降水量超過15mm即產生徑流,為城市雨水積蓄提供了充足的雨水資源。
4.3 可利用的蓄水工程。 邢臺市城區南有七里河,北鄰白馬河。圍寨河、小黃河、茶棚溝三條行洪河道市區橫向穿過,最終匯集到牛尾河,根據邢臺市近期防洪規劃,七里河城區段可蓄水300萬m3 。在小黃河的中游邢臺市西郊建一座分水閘,小黃河上游洪水不入市(1)。牛尾河中游有牛尾河灌區,灌區面積20Km2,在牛尾河下游任縣縣城建一座節制閘。上游河道的蓄水量達50萬m3 。邢臺市緊鄰白馬河,在白馬河下游建閘河道可蓄水1000萬m3 ,為利用邢臺市雨水資源提供了有利條件。
5. 雨水資源利用對策
5.1 樹立正確的治水觀念,科學攔蓄雨洪。 隨著國民經濟的快速發展,城市人口快速增長,原有的水資源已不能滿足日益增長的用水需求。水資源的短缺直接制約著社會經濟的發展。水資源的開發本身也要消耗很多的財富,在充分認識節水與社會經濟發展是相互聯系,相互促進,共同發展的基礎上,把雨水資源利用變成緩解未來水資源短缺的自覺行動和戰略舉措。
5.2 加大工程治理,發揮現有水利工程效益。 充分利用現有的水利工程,通過對河道、洼淀泥沙進行清淤,在雨水資源時空分布比較集中的區域,利用較大的水利工程攔蓄洪水充分積蓄雨水,在公路兩旁規劃綠色植物景觀帶,即可攔蓄雨水,又美化環境,形成良好的水循環環境。
5.3 建立有效的資金投入機制。雨水利用需要全社會共同參與,可采取政府投資,企業投入、用水戶參與相結合的方法,多渠道解決資金投入問題。在城建規劃中建設環城水系、景觀帶,修建道路應有滲透雨水設計,使雨水能滲入地下或進行地下雨水儲蓄;在郊區,建設蔬菜大棚應有集雨配套設施,不要讓棚上雨水白流失。鼓勵企業建設湖面、集水池等,供綠化、道路噴灑用水,確保雨水資源的經科學利用,造福人類。
6. 結束語
城市雨水利用在技術層面上的節水方式,往往體現出技術與文化的結合,科學與管理的互融,并將此途徑變成“留住雨水,科學利用” 的行動。加大科學利用雨水宣傳,普及雨水利用知識,制定雨水利用規劃,積極探索、因地制宜地開發雨水利用的模式,有計劃的落實雨水利用措施。
參考文獻
[1] 邢臺市防洪規劃 河北省水利水電勘測設計院 1992.5.
[2] 邢臺市水資源評價 邢臺市水務局 河北省邢臺水文水資源勘測局(2005).
[3] 郭勝利 郭成 雨洪資源的利用與管理 [ j] 水科學與工程技術.
[4] 祁麗燕 城市雨水資源分析[ j] 水科學與工程技術.
[5] 耿俊華 廊坊市城市雨水資源利用與對策[ j] 水科學與工程技術.
[6] 喬廣建 區域水文水資源問題研究[m]北京 中國水利水電出版社,2010.
[7] 李釗 對我國城市雨水利用誤區的思考[ j] 水科學與工程技術.
[8] 邢臺市高開區水資源規劃報告 河北省邢臺水文水資源勘測局(2008).
[9] 邢臺市橋東區水資源評價 河北省邢臺水文水資源勘測局 (2007).
[9] 邢臺市橋西區水資源評價 河北省邢臺水文水資源勘測局 (2007).(2007).