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        衡水市城市暴雨評(píng)價(jià)及成果分析

        2017-03-08 05:14:52高永華
        地下水 2017年1期
        關(guān)鍵詞:衡水市監(jiān)測(cè)站大街

        韓 燕,高永華

        (河北省衡水水文水資源勘測(cè)局,河北 衡水 053000)

        衡水市城市暴雨評(píng)價(jià)及成果分析

        韓 燕,高永華

        (河北省衡水水文水資源勘測(cè)局,河北 衡水 053000)

        分析衡水市開(kāi)展城市水文的目的、意義和發(fā)展,介紹了水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展前景,介紹了暴雨的成因,積水概況,對(duì)生態(tài)水、路面積水及天然降水水質(zhì)概況進(jìn)行了分析。提出了衡水市雨水資源利用的必要性,并對(duì)衡水市的雨水資源利用進(jìn)行了分析,提出加強(qiáng)城市雨水資源利用規(guī)劃,擴(kuò)展使用主體及使用途徑,鼓勵(lì)高校及科研單位加強(qiáng)雨水利用研究工作,探索適合不同雨水資源方式的收集、凈化、儲(chǔ)存技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),使雨水方式多元化。

        衡水市;城市水文;雨水資源;評(píng)價(jià);分析

        1 目的與意義

        城市是一個(gè)區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)文化的中心,水是城市誕生的搖籃,是城市發(fā)展的靈魂,“依山傍水”是對(duì)理想居住環(huán)境的描述。我們幾乎所有的歷時(shí)文化名城古都都與河湖相鄰,穿城的河流成為城市之魂。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,城市水問(wèn)題愈發(fā)凸顯出來(lái)。如水資源短缺,水環(huán)境污染,洪澇災(zāi)害等,這些問(wèn)題嚴(yán)重威脅著城市的發(fā)展和居民的安全。水成為城市發(fā)展快慢和城市發(fā)展質(zhì)量的制約因素。多年來(lái)水文工程側(cè)重于大江大河的防洪和城市外圍的水資源監(jiān)測(cè)和平原除澇等水文研究,隨著城市的迅速擴(kuò)展,城市水文研究被迫提到重要的日程。由于城市水文缺位,導(dǎo)致水文的發(fā)展,落后于城市建設(shè)的需要。因此,發(fā)展城市水文是水文工作的當(dāng)務(wù)之急。

        隨著城市的快速發(fā)展,市區(qū)人口高度集中,工業(yè)迅速發(fā)

        展,帶來(lái)了諸如城市供水緊張,排水不暢,河道污染,水環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題[1]。開(kāi)展城市水文監(jiān)測(cè)和分析研究,對(duì)優(yōu)化市政投資、提高城市抗災(zāi)減災(zāi)水平、保護(hù)市民安全、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定具有不可替代的作用。因此,開(kāi)展城市水文工作既滿(mǎn)足城市發(fā)展的需要,也是水文工作重點(diǎn)之一,是拓寬水文服務(wù)領(lǐng)域。踐行“大水文”發(fā)展理念的重要方面。

        2 衡水市城市水文進(jìn)展

        社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活水平不斷在提高,對(duì)城市水文工作要求越來(lái)越高,水文服務(wù)城市發(fā)展的內(nèi)容越不斷再擴(kuò)大,主要包括:供水、防洪除澇、水資源和水環(huán)境保護(hù)[2]。

        2.1 站網(wǎng)布設(shè)

        衡水市2010年在市區(qū)內(nèi)布設(shè)降雨、地下水、外排水等各類(lèi)觀測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè),測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目、站設(shè)數(shù)量級(jí)測(cè)驗(yàn)方式見(jiàn)表1。

        表1 城市水文監(jiān)測(cè)項(xiàng)目表

        降水、地下水、蒸發(fā)以及景觀水質(zhì)、路面積水水質(zhì)等項(xiàng)目的測(cè)驗(yàn)按照相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行;暴雨低洼積水,主要以暴雨停止后調(diào)查最大積水深度的方式收集,以掌握市區(qū)低洼地段積水過(guò)程。

        結(jié)合衡水市區(qū)的自然地理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況,開(kāi)展調(diào)查研究,掌握城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水文的新需求。根據(jù)城市水文工作的特點(diǎn),2014年在前幾年開(kāi)展城市雨洪監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上,科學(xué)布設(shè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn),補(bǔ)充監(jiān)測(cè)站網(wǎng)密度,增設(shè)視頻監(jiān)控點(diǎn)。

        各類(lèi)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)包括雨量監(jiān)測(cè)站。地下水觀測(cè)站、景觀水位監(jiān)測(cè)站、積水監(jiān)測(cè)站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站,見(jiàn)表2。

        表2 各類(lèi)監(jiān)測(cè)站統(tǒng)計(jì)

        (1)雨量觀測(cè)站:水文局、市水務(wù)局、魏家村、衡水水文站、衡水湖水文站。

        (2)地下水觀測(cè)站:水文局、東滏陽(yáng)、大西頭。

        (3)景觀水位監(jiān)測(cè)站:怡水公園、人民公園、胡堂排干、滏陽(yáng)中華橋、滏陽(yáng)永興橋。

        (4)積水監(jiān)測(cè)站:康泰街、維明街、和平西路、中華南大街、中華大街地道橋、中心北大街口、路北東路、自強(qiáng)街、報(bào)社街、育才大街地道橋、中華北大街口、榕花北大街口、榕花大街地道橋、新橋北街地道橋、京衡南大街、京衡南大街地道橋、紅旗大街、永興西路、前進(jìn)大街、隆興路。

        (5)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站:滏陽(yáng)河南外環(huán)橋、實(shí)驗(yàn)站雨水取樣點(diǎn)。

        2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

        為城市防洪、水資源調(diào)度等提供技術(shù)支持,城市交通調(diào)度、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、城市生態(tài)景觀等提供咨詢(xún)服務(wù),針對(duì)衡水市實(shí)際情況,開(kāi)展了對(duì)暴雨洪水的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),爭(zhēng)取提出城區(qū)積水預(yù)警。2015年安裝電子水尺14套,加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。見(jiàn)表3。

        表3 城市水文電子水尺一覽表

        圖1 滏陽(yáng)中華橋水位

        圖2 滏陽(yáng)永興橋水位

        圖3 人民公園水位

        圖4 胡堂排干水位

        在人民公園、怡水園、胡堂排干安裝了水尺板,4~7月進(jìn)行了人工觀測(cè)水位。見(jiàn)表4。景觀水體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖1~圖4。

        表4 景觀水水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) m

        表5 衡水市2010-2015年暴雨統(tǒng)計(jì)

        3 雨水分析

        3.1 典型暴雨

        暴雨是一種災(zāi)害性天氣,往往造成洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的水土流失,導(dǎo)致工程失事、堤防潰決和農(nóng)作物被淹等重大的經(jīng)濟(jì)損失。特別是對(duì)于一些地勢(shì)低洼、地形閉塞的地區(qū),雨水不能迅速宣泄造成農(nóng)田積水和土壤水分過(guò)度飽和,會(huì)造成更多的地質(zhì)災(zāi)害。暴雨常常是從積雨云中落下的。形成積雨云的條件是大氣中要含有充足的水汽,并有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng),把水汽迅速向上輸送,云內(nèi)的水滴受上升運(yùn)動(dòng)的影響不斷增大,直到上升氣流托不住時(shí),就急劇地降落到地面。衡水市暴雨多集中在7~8月,降水量在市區(qū)內(nèi)自西南向東北方向遞減。

        3.2 暴雨成因分析

        近年來(lái),我國(guó)城市雨洪災(zāi)害呈現(xiàn)多發(fā)趨勢(shì),越是大型城市,暴雨引起的內(nèi)澇問(wèn)題就越突出,造成的損失就越嚴(yán)重。例如 2012年7月 21日,北京遭遇 61年來(lái)特大暴雨,暴雨造成城區(qū)多處積水,交通癱瘓,房屋倒塌 1萬(wàn)多間,79 人因此次暴雨死亡,經(jīng)濟(jì)損失 116.4 億元[3]。

        首先,當(dāng)前我國(guó)的城市化率已超過(guò)50%,城市高密度的人口、工業(yè)企業(yè),在面臨同樣大的暴雨洪水時(shí)遭受的損失比同地區(qū)郊區(qū)大;另一方面城市化進(jìn)程極大的改變了區(qū)域地表徑流條件,也是造成城市雨洪災(zāi)害多發(fā)的重要原因[4]。高度硬化的地面卻阻礙了降雨向土壤的入滲;島效應(yīng)導(dǎo)致暴雨頻發(fā);城市排水管網(wǎng)建設(shè)滯后等都是造成暴雨的原因。

        表6 2012年8月8日暴雨市區(qū)積水

        3.3 城區(qū)徑流分析

        降水之后的徑流過(guò)程可以分為下滲、產(chǎn)流、匯流。由于城區(qū)植被面積小,建筑物和人工鋪砌的道路、廣場(chǎng)等不透水面積大,降雨之后,下滲的水比較少,下滲率很小。因城區(qū)下滲率小,降雨之后的水除了進(jìn)入排水管道之外,隨著地勢(shì)迅速聚集到比較低洼的地方,形成積水。城區(qū)排水管道密,降雨之后,雨水迅速進(jìn)入排水管道,大量的雨水一涌而下,迅速匯集到一起,形成很大的水流。城市化使城區(qū)徑流的產(chǎn)流、匯流速度加快,給排水管道造成極大的壓力,容易形成內(nèi)澇。

        由于連續(xù)降水,各監(jiān)測(cè)水文站水文暴漲,2010年8月20日,前進(jìn)大街明渠水文站外排雨水流量4.81 m3/s,2012年8月9日,前進(jìn)大街明渠水文站外排雨水流量6.50 m3/s。

        3.4 暴雨積水概況

        市區(qū)內(nèi)澇最嚴(yán)重的幾個(gè)區(qū)域分別為大慶路、自強(qiáng)街、中華南大街、和平西路和南門(mén)口街積水區(qū),這5個(gè)區(qū)域線路長(zhǎng)、面積大。鐵路陰暗滏陽(yáng)河以西最主要的積水去是自強(qiáng)街、中華大街、和平西路積水區(qū),鐵路以北大慶路積水區(qū),這是城市雨洪監(jiān)測(cè)的重點(diǎn),尤其是大慶路積水去最難監(jiān)測(cè),面積太大,如果設(shè)點(diǎn)觀測(cè),需要設(shè)立的監(jiān)測(cè)點(diǎn)將很多。

        如果遇上大暴雨,幾個(gè)地道橋是交通運(yùn)行關(guān)鍵,(1)京衡南大街地道橋,(2)榕花大街地道橋,(3)中華南大街地道橋,(4)育才南大街地道橋。一旦出現(xiàn)積水,將嚴(yán)重影響道路的暢通運(yùn)行,也需要監(jiān)測(cè)。

        4 水質(zhì)分析

        衡水市全年降水量較少,水資源短缺問(wèn)題顯著,充分開(kāi)發(fā)利用城市雨水,對(duì)城市雨水狀況進(jìn)行分析研究,為城市雨水資源利用提供科學(xué)依據(jù),為滿(mǎn)足衡水市經(jīng)濟(jì)和生活可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

        按照水利部頒發(fā)的《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SL219-98),對(duì)市區(qū)生態(tài)水、暴雨路面積水和天然水開(kāi)展水質(zhì)調(diào)查工作,并根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002),對(duì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行了水質(zhì)分析評(píng)價(jià)。

        經(jīng)監(jiān)測(cè),生態(tài)水采樣點(diǎn)永興路橋、怡水園,水質(zhì)級(jí)別為劣Ⅴ,主要污染物為氨氮、硫化物、氟化物;暴雨路徑積水采樣點(diǎn)中華大街地道橋、中華北大街、中心北大街、自強(qiáng)街和和平西路水質(zhì)級(jí)別為劣Ⅴ,主要污染物為氟化物、總磷、氨氮等;天然水采樣點(diǎn)為水文局院內(nèi),水質(zhì)狀況較好,水質(zhì)級(jí)別為Ⅱ類(lèi)。

        5 結(jié)語(yǔ)

        (1)雨量自測(cè)報(bào)系統(tǒng)站網(wǎng)不足,因此自測(cè)報(bào)的時(shí)效性沒(méi)有發(fā)揮出來(lái)。

        (2)城市水文站必須實(shí)現(xiàn)完成自動(dòng)化才能發(fā)揮效益,除降水量外,坑塘蓄水和積水觀測(cè)應(yīng)向自測(cè)報(bào)發(fā)展。

        (3)通過(guò)長(zhǎng)系列監(jiān)測(cè)降水、地下水、蒸發(fā)、徑流量、市區(qū)積水量等資料,建立適用于本區(qū)域的水文模型,提高城市防洪減災(zāi)能力。

        (4)加強(qiáng)城市雨水資源利用規(guī)劃,擴(kuò)展使用主體及使用途徑。鼓勵(lì)高校和科研單位加強(qiáng)雨水利用的研究工作,探索適合不同雨水資源方式的收集、凈化、儲(chǔ)存技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),使雨水使用方式多元化[5]。

        [1]拜存有,高建峰.城市水文學(xué)[M].鄭州:黃河水利出版社.2009.

        [2]陸桂華,朱昌福,馬倩.江蘇城市水文的實(shí)際與思考[J].水文.2001(1):88-91.

        [3]趙凡,趙常軍,蘇筠.北京“7·21”暴雨災(zāi)害前后公眾的風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知變化[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào).2014,23(4):38-45.

        [4]陳衛(wèi)國(guó).安慶暴雨澇災(zāi)成因探析及對(duì)策[J].中國(guó)水利.2013(11):42-3.

        [5]閆麗娟,郭慶富,戴永勝,等.合肥市城區(qū)雨水利用效益分析[J].南水北調(diào)與水利科技.2011,9(2):126-129.

        2016-09-28

        韓燕(1983-),女,河北平山人,工程師,主要從事水環(huán)境監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)工作。

        P333.2

        B

        1004-1184(2017)01-0091-03

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