談城市化對市區降雨徑流的影響★

仝 彤 趙宏杰

(1.河北省邯鄲市峰峰供水責任有限公司，河北 邯鄲 056200； 2.邯鄲職業技術學院，河北 邯鄲 056001)

·水·暖·電·

談城市化對市區降雨徑流的影響★

仝 彤1趙宏杰2*

(1.河北省邯鄲市峰峰供水責任有限公司，河北 邯鄲 056200； 2.邯鄲職業技術學院，河北 邯鄲 056001)

介紹了雨水資源化利用的意義，通過分析城市化對降雨徑流量及水質的影響，得出城市化發展會減少雨水滲透，增加徑流量，使降雨徑流受到嚴重污染，提出了通過雨水滲透的涵養地下水技術、對降雨徑流進行收集—處理—利用技術和雨水的生態利用技術緩解城市排水管道和防洪設施的壓力，同時提高水資源利用率，緩解城市水資源短缺壓力的措施。

雨水，資源化，徑流，水質

1 雨水資源化利用的意義

我國的水資源在時空上分配極不均勻，加之人類對水資源的不合理開發和利用，嚴重的浪費，人類發展和工業化進程加速等因素，使得水資源短缺的矛盾加劇，大部分城市都面臨著缺水的問題。水資源的短缺已經成為影響城市健康發展的重要因素，制約了城市化的進程。城市的雨水資源化，既可以有效的控制雨水產生的徑流污染，又可以改善城市水環境和城市的生態系統，并能夠緩解我國水資源出現的季節性短缺現象，同時會減輕城市內澇和防洪壓力。加快城市雨水資源化，對建立節水型城市，實現低碳經濟有著重要的推動作用。

2 城市化對降雨徑流量的影響分析

城市化在很大程度上改變了土地原有的利用方式，道路、廣場和建筑物等硬化了城市的下墊面，同時減少了綠地和農田，縮小了水域面積，擠占了城市的水系空間。從表1中可以看出，各種地面形式對降水徑流系數的影響非常大，混凝土和瀝青路面徑流系數可高達0.95，也就是說降水基本上都會轉化成徑流，而不能被土壤層吸收。而公園和綠地的徑流系數僅為0.10，可見，這些地方的降水基本上都能夠被土壤吸收，轉化成地下水。這種城市化的土地利用形式，不僅會影響到城區的降水，也會影響到城市下墊面層的產匯流以及造成城市的洪災。因為，下墊面被硬化后，不透水面積被增加，在很大程度上影響了降水向土壤內部的滲透，消弱甚至切斷了地下水以及城市水系的基本補給來源。同時，隨著城市下墊面的硬化，使得城市暴雨時的地面徑流量增大，給市政管道帶來了巨大的壓力，也增加了城市防洪排澇的困難。

表1 各種地面的徑流系數

3 城市化對降雨徑流水質的影響分析

城市雨水徑流中的污染物性質和含量會隨著城市土地利用類型、城市交通量、城市化程度、空氣污染程度和人口密度等多種因素變化。污染物的來源主要是三個方面：一是降水過程中攜帶的空氣中的污染物；二是在形成徑流后沖刷的土地表面的污染物；三是流經地下管道過程中攜帶的污染物質。1981年美國做過一項研究，表明在129種重點污染物中，城市雨水徑流中出現過約50%，可見其所含污染物種類之多。一般城市降雨徑流中的污染物有以下幾大類：懸浮固體、重金屬、氮、磷、細菌及病毒、好氧物質、酸類物質、腐殖質、油脂類物質和有毒有機物等。接下來通過兩個參數COD和SS的變化，來說明一下雨水徑流水質的變化。

3.1 降雨歷時對城市雨水徑流水質的影響

對于城市雨水徑流，COD和SS都呈現了徑流初期污染物含量較高，隨著降雨歷時的增長，濃度逐漸降低，最后趨于穩定值的規律。對于城市屋面雨水徑流，COD和SS隨著降雨歷時的增加，其含量很快降低，并趨于穩定值，可是對于城市道路，COD和SS濃度變化幅度不大，呈現逐漸遞減的態勢。

3.2 降雨間隔時間對城市雨水徑流水質的影響

如果兩場雨的時間間隔越短，由于前一場雨將屋面和路面沉積物都進行了溶解并沖刷，減輕了后一場雨的壓力，使后一場雨的初期水質較好；若兩次降雨時間間隔較長，則兩次降雨徑流水質無太大變化。對于城市建筑物屋面，這一規律尤為明顯，對于城市道路路面，影響較小，因為屋面的污染物主要由于沉積所致，而道路路面的污染物主要由行人和交通量來決定。

3.3 降雨強度對城市雨水徑流水質的影響

降雨強度的變化也會對雨水徑流水質產生影響。若降雨強度較大，則降雨過程中對屋面和路面的沖刷作用較強，降雨徑流初期的污染物濃度會明顯升高，但隨著降雨歷時的增長，污染物含量會急速下降，最終水質濃度也會趨于穩定。若降雨強度不大，降雨的沖刷能力不強，則降雨徑流中COD和SS的起始濃度較低，隨著降雨歷時的增長，濃度變化不明顯，最終趨于穩定值。

3.4 不同性質的區域對城市雨水徑流水質的影響

采樣點的設置情況對徑流水質的影響，工業區由于生產過程中對周圍環境污染較為嚴重，尤其是對大氣的污染，使得降雨徑流中污染物濃度最高。其次是商業區，由于商業區人員密集程度大，車流量大，受人為因素影響較大，路面較臟，所以徑流水質較差。最后是居住區，如果對生活垃圾進行妥善收集和處理，那么居住區的污染因素就會較少，對周圍環境的影響不大，使得降雨徑流水質較好。

3.5 屋面路面的材料對城市雨水徑流水質的影響

屋面防水材料的影響，石油瀝青屋面對降雨徑流產生的污染最為嚴重，因為，瀝青屬于石油的副產品，其化學成分組成非常復雜。而且，瀝青屋面在太陽的暴曬下容易老化并分解出有機物質，所以，在降雨沖刷的作用下，會把這些有機物質攜帶走。

4 城市雨水利用理論及方法

1)人工暗河蓄排系統技術。由于水資源短缺，加大了對地下水的開采和利用，使得地下水水位不斷降低，在多個城市形成了不同規模的地下漏斗，導致城市地面下沉。可以通過人工暗河蓄排技術增加雨水的滲透，來實現涵養地下水，充分的利用雨水來補充地下水的含量。具體做法，比如通過采用帶有滲透功能的雨水管道，鋪設透水地面，增加下凹式綠地等。2)對雨水徑流進行收集—處理—利用。可以經初期雨水徑流棄流后，把雨水進行收集，經簡單處理即可回收利用。用途包括：城市綠化，澆灑道路，雜用甚至用于工業。這樣一來，可以減少對自來水的使用量，減輕城市水壓力，實現水資源的重復利用。3)雨水生態利用技術。雨水的生態利用，興起于20世紀90年代，由德國最先開始。它是一項綜合性雨水利用技術，通過人工的精心設計，利用土壤的自凈能力和水生植物系統的凈化作用，將雨水的利用與景觀設計相結合，實現經濟、社會效益和環境的統一和諧。最近幾年，被大家重視的濕地建設就是生態利用技術的一種，把濕地建設和雨水利用相結合，避免了人工處理雨水的資源和能源的消耗，也降低了城市化發展對自熱系統的破壞，并創造了良好的自熱景觀，還可通過建設城市屋頂花園、城市景觀水的方法實現雨水的生態利用。

5 結語

雨水資源化利用具有重大的意義，通過分析，城市化對降雨徑流量的影響非常嚴重，分析得出城市化發展會減少雨水滲透，增加徑流量，給城市排水管網和防洪設施帶來巨大壓力。通過城市化對降雨徑流水質的影響分析得出城市化發展會使降雨徑流受到嚴重污染。所以，可以通過雨水滲透的涵養地下水技術對降雨徑流進行收集—處理—利用技術和雨水的生態利用技術緩解城市排水管道和防洪設施的壓力，同時提高水資源利用率，緩解城市水資源短缺的壓力。

[1] 車 武，李俊奇.從第十屆國際雨水利用大會看城市雨水利用的現狀和趨勢[J].給水排水，2002(3)：109-110.

[2] 朱達力，孟 智.論城市雨水資源的影響和利用[J].資源管理，2001(771)：13.

[3] 趙廷紅，牛爭鳴.實現城市雨水資源化的基本途徑[J].中國給水排水，2001(10)：56-58.

On influence of urbanization on rainfall runoff in cities★

Tong Tong1Zhao Hongjie2*

(1.HandanFengfengWater-supplyCo.,Ltd,Handan056200,China; 2.HandanPolytechnicCollege,Handan056001,China)

The paper introduces the meanings of the utility of rainfall resources, concludes the urbanization will reduce the rainfall seepage and increase the runoff volume which are tended to have the rainfall runoff polluted, according to the analysis of the influence of the urbanization on the rainfall runoff volume, and points out the collection-treatment-utility of the rainfall runoff and the ecological use of rainwater will relieve the pressure on urban drainage pipelines and flood control installation, improve the use ratio of rainwater, and lower the pressure of being short of water resources in cities by conserving groundwater technique of the rain seepage.

rainwater, resource recycling, runoff, water quality

2014-12-12 ★:邯鄲市科學技術研究與發展計劃項目(項目編號：1423109061)

仝 彤(1981- )，男，工程師

趙宏杰(1979- )，女，講師

1009-6825(2015)06-0111-02

TU991.114

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