時間:2011-10-31來源:耿俊華
摘要:雨水是一種重要的淡水資源,合理有效利用這部分水資源,對緩解當地水資源緊缺狀況,改善生態環境具有積極作用。該文針對廊坊市降水量特點,對城市雨水資源量進行了分析,并提出了利用對策。
關鍵詞:城市雨水資源利用;降水量;對策
1 概況
廊坊市位于華北平原東北部,鑲嵌在京、津兩市之間。廊坊市城區(老市區、開發區、萬莊新區)位于廊坊市中部,包括廣陽區及安次區的部分面積,全部為沖積平原區,地貌類型平緩單一。在廊坊城市規劃上,廊坊市城區按照“小三點”(老市區、開發區、萬莊新區)組團式發展。3個區域之間用綠化帶隔離,以道路相連,構筑未來廊坊的大市區格局。至2010年,廊坊市總人口85萬,城區面積90km2。其中不透水面積為54.5km2,約占全區面積的60.6%。隨著城市建設的高速發展,城區的人口高度集中,樓、堂、館、所密布,城區道路及房屋等地面建筑物形成的不透水面積占市區面積的比例越來越大,由此引起市區的降水徑流及地下水的補給均發生明顯變化。
2 雨水資源量分析
2.1 年降水量
廊坊市城區西部設有北昌雨量站,該站有較完整的降水觀測資料。其降水資料基本可作為廊坊市城區的降水量資料進行分析計算。
由1956~2008年降水量計算結果得知,廊坊市城區多年平均年降水量為556.2mm,折合降水量5006萬m3。廊坊市城區降水量成果見表1。
表1 廊坊市城區年降水量成果單位:mm
2.2 降水量的年內分配
該區域降水量具有年內分配非常集中,年際變化大、地區分布不均等特點。由多年平均最大4個月降水量占年降水量的百分數可以看出,大部分站全年降水量的80%集中在汛期(6~9月),個別站點集中程度高達90%以上。非汛期8個月的降水量占年降水量的20%,而汛期的降水量又主要集中在7、8兩個月,甚至更短時間。特別是一些大水年份,降水更加集中。例如,白家務站1994年7月降雨量506.5mm,占全年降水量的55.4%。廊坊市城區代表站典型年降水量分配見表2。
表2 廊坊市城區代表站典型年降水量月分配統計
2.3 年可集水量
2.3.1 城區降水產流計算方法
根據廊坊市城區的實際情況,用水文比擬法借用北京市的P~R綜合經驗公式,計算廊坊市城區的降水產流系列:
R=0.527PI0.886-4.5I4.4-1.07
式中R為時段徑流深(mm);I為不透水面積比例(%);P為時段降水量(mm);公式的適用范圍:15%≤I≤86%,15mm<P<100mm。
根據城區內不透水面積及逐日降水量資料,分析計算年內各日降水產生的徑流深,累加得月年徑流量,由此便可得到城區的年徑流量系列。
經分析計算,現狀條件下廊坊市市區多年平均徑流深97.5mm,折合徑流量887.5萬m3,多年平均徑流系數為0.18。
2.3.2 可集雨水量
在自然降雨條件下,自然集水面的徑流產生過程十分復雜,與降雨量、降雨強度、雨型、前期土壤含水量、植被覆蓋率和坡度等都有關系。采用年平均徑流系數作為坡面集流面集流效率。不同保證率降水情況下單位面積集水量計算見表3。
表3 廊坊市單位面積集水量計算
3 雨水利用的可行性分析
3.1 降水量充足
廊坊市區位于華北平原東北部,處于沖積平原區,地貌類型平緩單一。高程在海拔6.0~25m之間,坡度為1/2500~1/10000。受大氣環流天氣系統和地形條件的影響,年降水量566.2mm,略高于全市平均值,較為豐沛的降水量是雨水資源利用的重要保障。
3.2 雨水資源充足
隨著城市建設的高速發展,廊坊市城區的人口高度集中,樓、堂、館、所密布,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的比例越來越大,由此引起市區的降水徑流及地下水的補給均發生明顯變化。據實驗數據顯示,城區降水超過15mm即產生徑流,為城市雨水的積蓄提供了充足的雨水資源。
3.3 可利用的蓄水工程
廊坊市區同時具有兩條主要行洪河流,即龍河、鳳河。廊坊市北有鳳河,西、南有龍河環繞市區,一次蓄水能力841萬m3;有廊西排干、八干渠、九干渠等主要排瀝蓄水渠道,蓄水能力1334萬m3;有景觀公園、湖面等坑塘,蓄水能力1090萬m3。這些為雨水集蓄利用等集雨工程的規劃建設提供了基礎。4 雨水資源利用對策4.1 轉變治水觀念,科學攔蓄雨洪隨著人口增長、經濟發展和城市快速擴張,常規水資源已無法滿足日益增長的用水需求,水資源短缺不僅制約社會對其他財富的創造,水資源開發本身也會消耗很多財富。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,把雨水利用變成緩解未來水資源短缺問題的自覺行為和戰略舉措。
4.2 加快工程治理,充分發揮水利工程效益
充分利用現有水利工程,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,采用較大的水利工程攔蓄雨水,充分積蓄雨水。在公路兩旁規劃綠色植物景觀帶,既可攔蓄雨水,涵養水源,又可防止水土流失,形成良好的水循環環境。
4.3 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,多渠道解決雨水利用的資金投入。
4.3.1政府投資
可以在城市建設環城水系、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;在農村,建設蔬菜大棚應有集雨配套設施,不要讓棚上雨水白白流失。
4.3.2企業投入
可以鼓勵建筑規模較大的企業或住宅小區建設湖面、集水池等,確保雨水資源科學利用,以造福人類。
5 結語
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,有計劃地推進雨水利用行動。
參考文獻:
[1]河北省城鄉規劃設計研究院.廊坊市城市總體規劃(2007~2020年)[R].2007.
[2]廊坊市水務局.廊坊市水資源評價[R].2007.
[3]廊坊市水務局.廊坊市大三點水資源開發利用評價[R].2009.
[4]喬光建.區域水文水資源問題研究[M].北京:中國水利水電出版社,2010.
[作者簡介]耿俊華(1964-),女(漢族),河北東光人,高級工程師,主要從事水文水資源方面的研究。