陳 曉
(河北省衡水水文勘測(cè)研究中心,河北 衡水 053000)
隨著衡水市城市化進(jìn)程加快,“雨島效應(yīng)”也在衡水市城區(qū)頻頻呈現(xiàn),城市內(nèi)澇加劇,城區(qū)不同區(qū)域積水越來(lái)越嚴(yán)重,城市水文監(jiān)測(cè)工作也越來(lái)越重要。2009 年,衡水水文局首次在城區(qū)增設(shè)了水文局和水務(wù)局2 處城市雨量監(jiān)測(cè)站。自2013 年起,當(dāng)城區(qū)降雨量超過(guò)50 mm,衡水水文局立即對(duì)城區(qū)不同街區(qū)積水情況進(jìn)行調(diào)查量測(cè)。同時(shí),衡水水文局還陸續(xù)增設(shè)了路面積水、降水水質(zhì)、城區(qū)景觀水體的水質(zhì)以及城區(qū)地下水埋深等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,并在一些景觀水體、河渠、街面增設(shè)了電子水尺,用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路面積水深度。城區(qū)各類水文監(jiān)測(cè)站數(shù)量統(tǒng)計(jì)情況,詳見(jiàn)表1。
表1 各類水文監(jiān)測(cè)站數(shù)量統(tǒng)計(jì) 個(gè)
通過(guò)2012—2017 年的雨后街道積水調(diào)查,發(fā)現(xiàn)衡水市城區(qū)內(nèi)澇最嚴(yán)重的幾個(gè)區(qū)域,為和平西路、自強(qiáng)街、大慶路(榕花街以西)、中心北大街、前進(jìn)大街(永興路以南)、永興西路(前進(jìn)街兩側(cè))這6個(gè)區(qū)域。這些區(qū)域線路長(zhǎng)、面積大而且積水深,有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將為城市管網(wǎng)改進(jìn)、設(shè)計(jì)以及制定排水措施提供可靠支撐。2012—2017 年年均積水深度情況,詳見(jiàn)表2。
表2 2012—2017年年均積水深度調(diào)查統(tǒng)計(jì)情況cm
利用衡水水文站2004—2017 年水文原始資料,計(jì)算得出衡水市城區(qū)年度雨洪資源量,詳見(jiàn)表3。
表3 2004—2017年城區(qū)雨洪量計(jì)算成果
從表3 可以看出,衡水市城區(qū)每年大約有352.1萬(wàn)m3雨洪量可以利用,其中流入城區(qū)下游的水量約占全年降水量的14%,對(duì)水資源嚴(yán)重短缺的衡水市來(lái)說(shuō)是一筆不小的水資源浪費(fèi)。從表3 中也可看出,衡水市城區(qū)多年平均徑流系數(shù)為0.14。
城市雨洪利用有直接、間接利用2種方式。
直接利用成熟的技術(shù)有2 種,即屋頂集流和馬路分流。屋頂集流就是利用建筑物屋頂攔蓄雨水,然后在地下存儲(chǔ),經(jīng)過(guò)濾和反滲透過(guò)濾,再用水管輸送供用戶使用。馬路分流,即分設(shè)城市排污管道和雨水集流管道[1]。
間接利用是采用各種措施將雨水就地滲入,如利用坑塘、洼地、舊河道、砂石坑、溝渠及井等將地下水直接引入地下含水層[2]。
衡水市是一個(gè)典型的資源型缺水城市,城市供水、企業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水等主要靠開(kāi)采地下水和外流域調(diào)水。地下水嚴(yán)重超采,水位持續(xù)下降,已形成嚴(yán)重的地下漏斗區(qū)[3]。雨洪利用作為開(kāi)源和節(jié)流并舉的一項(xiàng)措施,對(duì)衡水市來(lái)說(shuō)非常重要,不僅能夠緩解城區(qū)水資源短缺,而且可以改善城區(qū)水生態(tài)環(huán)境,同時(shí)解決城區(qū)內(nèi)澇給人們出行帶來(lái)的不便和財(cái)產(chǎn)損失。
(1)城區(qū)雨洪特性增加了利用難度。衡水市年內(nèi)降水極不均勻,70%的降水量集中在汛期,主要是7、8 月份。降水過(guò)于集中,雨水資源得不到很好收集利用,就隨管網(wǎng)、河流排入下游。
(2)管網(wǎng)建設(shè)、排水體制還不夠完善。由于老舊城區(qū)管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃都采用雨污合流方式,給現(xiàn)在城區(qū)管網(wǎng)改造、雨洪利用、城區(qū)排澇等造成了很大困難。目前衡水市排水體系大部分仍為截流式的合流制排水,城區(qū)雨污水通過(guò)共同的管道,一部分經(jīng)截流被輸送至污水處理廠,一部分經(jīng)匯集后通過(guò)附近溝渠流入滏陽(yáng)河向下游排泄,不但容易造成滏陽(yáng)河等景觀水系污染,而且大大浪費(fèi)了城市的雨洪資源。
(3)城市道路易產(chǎn)生高污染雨水徑流。城市存在著大量的道路街區(qū),其不透水層面積大、產(chǎn)流多,同時(shí)機(jī)動(dòng)車道帶來(lái)的面源污染無(wú)法控制,產(chǎn)生了大量高污染的雨水徑流,這些雨水直接排入城市河湖,從而污染河湖、破壞景觀水體水質(zhì)[4]。每年冬季融雪更增加了道路雨水利用和清潔排放的難度。
中國(guó)城市雨洪利用相對(duì)于國(guó)外起步較晚,但經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展及經(jīng)驗(yàn)借鑒,現(xiàn)在技術(shù)較為成熟,形成多方面成果,如小區(qū)改造、公園綠地改造等行之有效的措施。通過(guò)分析,衡水市的雨洪利用可行方案記述如下。
(1)改雨污合流為雨污分流。首先,對(duì)衡水市即將規(guī)劃修建的城市建筑設(shè)施等進(jìn)行雨污分流式管道設(shè)計(jì),雖然投資較雨污合流制排水體系高,但后期污水處理費(fèi)用會(huì)降低很多;其次,逐步分批次地對(duì)城市已建成區(qū)的雨污合流管網(wǎng)進(jìn)行改造,例如,先對(duì)城區(qū)外圍管網(wǎng)進(jìn)行改造,逐步向中心區(qū)推進(jìn),由易至難,爭(zhēng)取在未來(lái)幾年內(nèi)完成,實(shí)現(xiàn)對(duì)城區(qū)雨水資源有效利用。
(2)實(shí)行分區(qū)匯流。以鐵路和滏陽(yáng)河為界,將衡水市分為4個(gè)匯流區(qū)域。滏陽(yáng)河以西兩個(gè)區(qū)以前進(jìn)大街為界,滏陽(yáng)河以東為一個(gè)區(qū),鐵路以北為一個(gè)區(qū)。分區(qū)規(guī)劃,便于雨水利用設(shè)施的設(shè)計(jì)、建設(shè)及改造。滏陽(yáng)河西區(qū)前進(jìn)大街以西匯入怡水河;河西區(qū)前進(jìn)大街以東匯入迎賓河;河?xùn)|區(qū)匯入滏陽(yáng)河;鐵路北區(qū)匯入班曹店干渠。通過(guò)雨污分流及過(guò)濾系統(tǒng)將市區(qū)雨洪資源匯集起來(lái),作為市區(qū)景觀和綠化用水。
(3)改建雨水集蓄利用設(shè)施。在怡水公園、人民公園、青年公園等城市大小公園,將綠地改造成良好的下凹式入滲場(chǎng)地,對(duì)有蓄水坑塘的怡水公園、人民公園直接將雨水匯入坑塘,在沒(méi)有蓄水體的公園修建滲井、滲溝、儲(chǔ)水罐,將雨水儲(chǔ)存起來(lái),便于隨時(shí)利用[5]。改造老舊的小區(qū),修建屋頂和硬化地面集流系統(tǒng),增設(shè)儲(chǔ)水罐,也可以修建低壓管或暗溝,將蓄水池建在地下,把收集起來(lái)的雨水作為小區(qū)的綠化及道路噴灑用水。
(4)重點(diǎn)加強(qiáng)城區(qū)積水嚴(yán)重街區(qū)改造,使城市雨洪得到利用,變不利為有利,方便居民出行,減小城市內(nèi)澇給人們帶來(lái)的損失。目前,衡水市城區(qū)對(duì)于雨洪資源利用最普遍的方法是透水磚、綠地蓄雨,市區(qū)大部分公園、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)都采用了透水磚,同時(shí)不斷增加城區(qū)景點(diǎn)綠地建設(shè),使得這部分雨水減少?gòu)搅鞣e水,加大雨水下滲,有效補(bǔ)充了地下水。
以上工程措施要確保對(duì)收集到的雨水加以處理,尤其是道路積水,這樣才可保障排入景觀水體的水質(zhì)不受破壞,實(shí)現(xiàn)水環(huán)境和城市建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
(1)認(rèn)清城市雨洪資源利用的緊迫性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā),將雨洪資源利用列入城市遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃中,加強(qiáng)雨洪利用技術(shù)研究與推廣,促進(jìn)城市人水和諧。
(2)結(jié)合城市發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)規(guī)劃,統(tǒng)籌考慮、科學(xué)管理,制定行之有效的城市雨洪利用長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃及實(shí)施辦法,有助于推動(dòng)城市雨洪利用、節(jié)水工作的順利開(kāi)展。
(3)對(duì)城市已有的排水系統(tǒng)進(jìn)行重新規(guī)劃核算。重新核算城市排水管網(wǎng)的排澇能力,以滿足城市排洪需求,同時(shí)重新規(guī)劃雨污排放系統(tǒng),將雨水收集、城市排污系統(tǒng)分開(kāi),避免造成雨水資源的污染和浪費(fèi)。
(4)繼續(xù)加強(qiáng)城區(qū)雨洪監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),為相關(guān)部門提供數(shù)據(jù)支持,更好地對(duì)城區(qū)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃建設(shè),充分利用城區(qū)雨洪資源,緩解城區(qū)水資源短缺問(wèn)題[6]。