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

【關(guān)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(xù)下降；同時，城市建設(shè)不斷擴大，不透水地面面積不斷增加，排水設(shè)施壓力增大，汛期遇到暴雨經(jīng)常積水成災(zāi)，影響城市生活，堵塞交通，甚至淹沒交通設(shè)施。因此，為緩解城市干旱缺水，改善人居環(huán)境，充分利用雨水資源是解決城市發(fā)展中急需解決的關(guān)鍵問題之一。

1.概論

邢臺市城區(qū)面積138Km2，城市化加速發(fā)展產(chǎn)生了一系列的水問題。一方面，城市經(jīng)濟的迅速發(fā)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(dǎo)致地下水位下降，并進一步誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。另一方面，由于人口和經(jīng)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(huán)方式被改變，地下水補給量明顯減少。與此同時雨水導(dǎo)致的洪澇災(zāi)害卻呈現(xiàn)上升趨勢。如果全部或部分降水徑流量排入城市雨水管網(wǎng)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(wǎng)的壓力，還可以有效抑制洪澇災(zāi)害的發(fā)生。

2.邢臺市區(qū)水資源概況

邢臺市區(qū)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(jīng)濟發(fā)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(qū)域。

3.邢臺市城區(qū)降水特性

邢臺市區(qū)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(fā)生在1963年，最小降水量222.9mm，發(fā)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(nèi)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(xiàn)。多年平均徑流深21.9mm，年平均水面蒸發(fā)量為1234.9mm。

4.雨水徑流水質(zhì)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(zhì)、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(zhì)標準以內(nèi)，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(zhì)；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(zhì)標準，機動車道的揮發(fā)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(zhì)隨時間和降雨量的變化規(guī)律。

4.2.1水質(zhì)量隨時間的變化規(guī)律。徑流的水質(zhì)隨降水時間的延長逐漸好轉(zhuǎn)。在產(chǎn)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(wěn)定。

4.2.2水質(zhì)隨降雨量變化規(guī)律。雨水水質(zhì)不僅隨降雨歷時而變化，同時也與降雨強度和降雨量有關(guān)。降雨徑流在1～3mm時，水質(zhì)污染情況較嚴重，在此降水徑流之后，雨水水質(zhì)基本能達到V類水質(zhì)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(qū)雨水利用的工程時，首先應(yīng)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(guān)，另一方面也與不同的下墊面條件相關(guān)。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(fù)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(jù)不同的下墊面條件對雨水進行分區(qū)利用。

5.1廣場道路雨水積蓄利用。廣場道路在城市區(qū)域占據(jù)面積比例較大，且大多為不透水路面，徑流系數(shù)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(qū)和開發(fā)區(qū)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(qū)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(zhì)差的特點，應(yīng)選擇適宜地段蓄水池或人工濕地系統(tǒng)，以達到有效收集和凈化水質(zhì)的目的。

5.2綠地雨水積蓄利用。根據(jù)邢臺市城市總體規(guī)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(yīng)根據(jù)汛期降雨特性設(shè)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?shù)穆渌軐⒂晁畬?dǎo)入地面以下的蓄水槽，也可以預(yù)建蓄水池直接儲存雨水，在經(jīng)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(diào)或澆灌的雜用水。根據(jù)邢臺市的降雨特性和水質(zhì)情況，應(yīng)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(yīng)配有專門的棄雨裝置。

5.4利用市區(qū)河道積蓄利用。邢臺市區(qū)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(jié)性河流，可在河道內(nèi)建設(shè)擋水壩，截留汛期雨水，即可以美化環(huán)境，改善城區(qū)小氣候又可以為城區(qū)綠化提供水源。

5.5在城市郊區(qū)建造集雨大棚種植蔬菜。邢臺市西部山丘區(qū)推廣大棚集水技術(shù)，主要通過人工控制環(huán)境條件，利用人工調(diào)節(jié)植物生長的水熱環(huán)境代替自然環(huán)境，擺脫自然環(huán)境構(gòu)成的風(fēng)險，高效利用集雨設(shè)備發(fā)展的先進、適用技術(shù)體系，在大棚內(nèi)把集雨、滴灌微灌、無土栽培、沼氣增溫等技術(shù)組裝配套，為該區(qū)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展開辟一條新路。

6.雨水資源化效益分析

6.1是節(jié)省巨額市政投資。小區(qū)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(shè)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(huán)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(tǒng)可降低城市洪水壓力和節(jié)省封閉路面下的排水管網(wǎng)負荷。小區(qū)雨水利用實施后，可以節(jié)省市政收集污水管線和擴建排洪設(shè)施的部分資金。

6.2是節(jié)省市政和居民用水開支。雨水利用運行費用低廉，經(jīng)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(qū)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(chǎn)業(yè)前景。能形成新的經(jīng)濟增長點，雨水利用的市場前景巨大。未來若干年內(nèi)，雨水與中水利用設(shè)備產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)。不僅城區(qū)可以形成這樣的產(chǎn)業(yè)，郊區(qū)小城鎮(zhèn)也可以采用相同的方式形成產(chǎn)業(yè)。這項產(chǎn)業(yè)在減少政府財政支出、促進經(jīng)濟增長、吸納就業(yè)、促進小城鎮(zhèn)建設(shè)等方面都會發(fā)揮出積極作用。

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