邢臺市雨水資源化分析

【摘要】本文針對邢臺市水資源短缺的現狀，分析了該區域的降水徑流特性，在此基礎上提出了雨水資源化模型，并進行了效益分析。

【關鍵詞】降水特性；雨水資源化；治理；邢臺市

隨著城市化進程的加快，以城市為中心的地下漏斗面積在不斷擴大，地下水位持續下降；同時，城市建設不斷擴大，不透水地面面積不斷增加，排水設施壓力增大，汛期遇到暴雨經常積水成災，影響城市生活，堵塞交通，甚至淹沒交通設施。因此，為緩解城市干旱缺水，改善人居環境，充分利用雨水資源是解決城市發展中急需解決的關鍵問題之一。

1.概論

邢臺市城區面積138Km2，城市化加速發展產生了一系列的水問題。一方面，城市經濟的迅速發展，使得水資源用量迅猛增加，加之地面水源污染加重，地下水開采量明顯增加，導致地下水位下降，并進一步誘發地質災害。另一方面，由于人口和經濟活動的集中，城市建筑面積不斷擴大，不透水面積增加，雨水通過土壤補給地下水的自然循環方式被改變，地下水補給量明顯減少。與此同時雨水導致的洪澇災害卻呈現上升趨勢。如果全部或部分降水徑流量排入城市雨水管網之前，就被截蓄而補充地下水，或者積蓄起來加以利用，不僅能夠減小城市排水管網的壓力，還可以有效抑制洪澇災害的發生。

2.邢臺市區水資源概況

邢臺市區水資源總量為1590.7萬m3，保證率20%、50%、75%、95%的水資源量分別為2274.7萬m3、1065.8萬m3、668.1萬m3及540.8萬m3。邢臺市人均占有水資源220m3，為全國人均水資源量的13%，按照國際標準，人均水資源量2000m3就處于嚴重缺水的邊沿，人均水資源量1000m3為維持社會、經濟發展的最低需求，人均500m3為水資源危機線。以該標準衡量，邢臺市為嚴重缺水區域。

3.邢臺市城區降水特性

邢臺市區多年平均降水量516.2mm，降水量7193.9萬m3，50%、75%、95%保證率的降水量分別為482.3mm、377.1mm、及275.5mm。全市多年平均年降水量為516.2mm，降水量年際變化大，最大降水量1269mm發生在1963年，最小降水量222.9mm，發生在1986年，全市年面降水量最大最小之比為5.7倍；降水量年內分配集中，全年降水量的75～80%形成于6～9月的汛期，而汛期的降雨又主要集中在7月下旬至8月上旬，且多以暴雨的形式出現。多年平均徑流深21.9mm，年平均水面蒸發量為1234.9mm。

4.雨水徑流水質分析

4.1主要污染物含量分析。邢臺市降雨徑流中的主要污染物包括有機質、氮類以及重金屬等。天然降雨與綠地徑流中有機污染物含量較低，CODcr含量均在地表水Ⅲ類水質標準以內，屋頂徑流CODmn含量為V類水水體，人行道與機動車道徑流的TN均超V類；就氮類而言，道路徑流的氮類含量最高，人行道及機動車道路的徑流的TN均超過V類；綠地地表徑流次之，但NH3-N、TN仍屬超V類水質；屋頂徑流氮類含量比綠地徑流稍低。就重金屬含量而言，機動車道的徑流總鋅、總銅、總鉛都能達到地表水Ⅲ類水水質標準，機動車道的揮發酚也能達到地表水Ⅲ類水標準（初期徑流除外），機動車道徑流的石油類能達到地表水Ⅳ類標準。

4.2降雨徑流水質隨時間和降雨量的變化規律。

4.2.1水質量隨時間的變化規律。徑流的水質隨降水時間的延長逐漸好轉。在產流零時刻到30min之前各污染物指標隨降雨量的增大而逐漸下降并趨于穩定。

4.2.2水質隨降雨量變化規律。雨水水質不僅隨降雨歷時而變化，同時也與降雨強度和降雨量有關。降雨徑流在1～3mm時，水質污染情況較嚴重，在此降水徑流之后，雨水水質基本能達到V類水質標準（機動車道除外），機動車道的臨界降水量約為6～7mm。針對以上情況，在進行城區雨水利用的工程時，首先應考慮將降雨初期污染較為嚴重的徑流量除去，使其直接排入污水管道，從而降低污水凈化的成本。

5.雨水資源化模型

從以上的分析可以看出，雨水利用一方面與降雨特性有關，另一方面也與不同的下墊面條件相關。降雨的時間隨機性和空間的不均勻性以及不同下墊面形式都決定了資源量的時空不均勻。這不僅使雨水利用復雜化，而且也決定了其利用形式的分散性和廣泛性。為了有效利用雨水資源，需根據不同的下墊面條件對雨水進行分區利用。

5.1廣場道路雨水積蓄利用。廣場道路在城市區域占據面積比例較大，且大多為不透水路面，徑流系數大，如何利用這部分徑流是必須考慮的，針對邢臺市的實際情況，認為對新建小區和開發區廣場道路采用透水性材料修建停車場、廣場和人行道的路面，從而減少徑流損失，增大雨水入滲量；對于已建區域，則通過部分改造的方式增加其透水地面的比例。此外，針對降水集中的特性以及道路雨水水質差的特點，應選擇適宜地段蓄水池或人工濕地系統，以達到有效收集和凈化水質的目的。

5.2綠地雨水積蓄利用。根據邢臺市城市總體規劃，將公園、游園、專用綠地綜合利用，相互疊加。提高綠地覆蓋率，增加綠地的降水入滲量，減少徑流損失。為了增加綠地攔蓄入滲雨水水量，同時將道路、屋頂雨水引入綠地，在具體實施時，因使綠地低于周圍的路面，具體高度應根據汛期降雨特性設計。

5.3建筑物雨水積蓄利用。建筑物雨水具有便于收集和利用的特點，通?？衫媒ㄖ镂蓓數穆渌軐⒂晁畬氲孛嬉韵碌男钏?，也可以預建蓄水池直接儲存雨水，在經過過濾及其他的處理措施，可作為建筑物或住宅的沖洗、空調或澆灌的雜用水。根據邢臺市的降雨特性和水質情況，應盡量做到一棟建筑物配有一個小型的貯水槽和蓄水池，同時應配有專門的棄雨裝置。

5.4利用市區河道積蓄利用。邢臺市區有七里河、小黃河、茶棚溝、白馬河等幾條河流。這幾條河流均為季節性河流，可在河道內建設擋水壩，截留汛期雨水，即可以美化環境，改善城區小氣候又可以為城區綠化提供水源。

5.5在城市郊區建造集雨大棚種植蔬菜。邢臺市西部山丘區推廣大棚集水技術，主要通過人工控制環境條件，利用人工調節植物生長的水熱環境代替自然環境，擺脫自然環境構成的風險，高效利用集雨設備發展的先進、適用技術體系，在大棚內把集雨、滴灌微灌、無土栽培、沼氣增溫等技術組裝配套，為該區實現農業可持續發展開辟一條新路。

6.雨水資源化效益分析

6.1是節省巨額市政投資。小區雨水利用工程可以減少需由政府投入的用于大型污水處理廠、收集污水管線和擴建排洪設施的資金。將地面雨水就近收集并回灌地下，不僅可以減少雨季溢流污水，改善水體環境，還可以減輕污水廠負荷，提高城市污水廠的處理效果；雨水蓄水池和分散的滲渠系統可降低城市洪水壓力和節省封閉路面下的排水管網負荷。小區雨水利用實施后，可以節省市政收集污水管線和擴建排洪設施的部分資金。

6.2是節省市政和居民用水開支。雨水利用運行費用低廉，經濟效益突出。假如使用1m3的自來水費用（含污水處理費）為3.00元，而從運行管理和小區用水費用支出分析，投入收集1m3雨水的年運行費用不足0.10元，這樣可以大大減少居民用水開支。

6.3是有良好的產業前景。能形成新的經濟增長點，雨水利用的市場前景巨大。未來若干年內，雨水與中水利用設備產業可以吸引大量的民間資本進入，形成一個吸引民間資本的新產業。不僅城區可以形成這樣的產業，郊區小城鎮也可以采用相同的方式形成產業。這項產業在減少政府財政支出、促進經濟增長、吸納就業、促進小城鎮建設等方面都會發揮出積極作用。

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