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【摘 要】为了合理开发利用城市降水资源，本文在研究邢台市降水特性的基础上，分析了降水径流的水质、水量分布情况，提出了远水资源化利用的方式、方法。并论证了雨水资源化的效益。进一步阐述了雨水资源化利用对城市节水和城市可持续发展具有极其重要的战略意义。
【关键词】降水特性；雨水资源化；治理；邢台市
Xingtai citywater resources research and analysis
Hao Xiang-yong1, Kang Yan-fu2, Zheng Shi-ze2
(1.Xinhe county water duty bureau Xinhe Hebei 055650;
2.Xingtai Hydrology and Water Resources Survey Bureau Xingtai Hebei 054000)
【Abstract】Reasonable development of the city for precipitation, this paper study of precipitation characteristics in Xingtai City, based on analysis of rainfall runoff water quality, water distribution, made much the way water resources utilization and methods. And demonstrates the benefits of rainwater resources. Further elaborated on the use of water resources and urban sustainable development of urban water conservation is extremely important strategic significance.【Key words】Precipitation characteristics;Water resources;Governance;Xingtai City
随着城市化进程的加快，以城市为中心的地下漏斗面积在不断扩大，地下水位持续下降；同时，城市建设不断扩大，不透水地面面积不断增加，排水设施压力增大，汛期遇到暴雨经常积水成灾，影响城市生活，堵塞交通，甚至淹没交通设施。因此，为缓解城市干旱缺水，改善人居环境，充分利用雨水资源是解决城市发展中急需解决的关键问题之一。
1. 邢台市区水资源利用现状
邢台市城区面积138km2，邢台市区多年平均降水量516.2mm, 全年降水量的75～80％形成于6～9月的汛期，多年平均径流深21.9mm。市区水资源总量为1590.7万m3,保证率20%、50%、75%、95%的水资源量分别为2274.7万m3、1065.8万m3、668.1万m3及540.8万m3。人均占有水资源220m3,为全国人均水资源量的13%，按照国际标准，属于严重缺水区域。
2. 邢台市城区降水利用存在问题
邢台市城市化加速发展产生了一系列的水问题。一方面，城市经济的迅速发展，使得水资源用量迅猛增加，加之地面水源污染加重，地下水开采量明显增加，导致地下水位下降，并进一步诱发地质灾害。另一方面，由于人口和经济活动的集中，城市建筑面积不断扩大，不透水面积增加，雨水通过土壤补给地下水的自然循环方式被改变，地下水补给量明显减少。与此同时雨水导致的洪涝灾害却呈现上升趋势。如果全部或部分降水径流量排入城市雨水管网之前，就被截蓄而补充地下水，或者积蓄起来加以利用，不仅能够减小城市排水管网的压力，还可以有效抑制洪涝灾害的发生。
3. 雨水径流水质分析
3.1 主要污染物含量分析。
邢台市降雨径流中的主要污染物包括有机质、氮类以及重金属等。天然降雨与绿地径流中有机污染物含量较低，CODcr含量均在地表水Ⅲ类水质标准以内，屋顶径流CODmn含量为V类水水体，人行道与机动车道径流的TN均超V类；就氮类而言，道路径流的氮类含量最高，人行道及机动车道路的径流的TN均超过V类；绿地地表径流次之，但NH3-N、TN仍属超V类水质；屋顶径流氮类含量比绿地径流稍低。就重金属含量而言，机动车道的径流总锌、总铜、总铅都能达到地表水Ⅲ类水水质标准，机动车道的挥发酚也能达到地表水Ⅲ类水标准（初期径流除外），机动车道径流的石油类能达到地表水Ⅳ类标准。
综合考虑以上各类污染物，则不同下垫面径流水质排序为：天然降水、绿地径流、屋顶径流、机动车道径流。扣除初期雨水进行综合评价，天然降水、绿地径流、屋顶径流水质较好，基本能达到V类水质标准，人行道和机动车道污染较为严重，地表水超V类，不宜进行回用利用。
3.2 降雨径流水质随时间和降雨量的变化规律。
3.2.1 水质量随时间的变化规律。
径流的水质随降水时间的延长逐渐好转。在产流零时刻到30min之前各污染物指标随降雨量的增大而逐渐下降并趋于稳定。
3.2.2 水质随降雨量变化规律。
雨水水质不仅随降雨历时而变化，同时也与降雨强度和降雨量有关。降雨径流在1～3mm时，水质污染情况较严重，在此降水径流之后，雨水水质基本能达到V类水质标准（机动车道除外），机动车道的临界降水量约为6～7mm。针对以上情况，在进行城区雨水利用的工程时，首先应考虑将降雨初期污染较为严重的径流量除去，使其直接排入污水管道，从而降低污水净化的成本。
4. 雨水资源化利用方式
从以上的分析可以看出，雨水利用一方面与降雨特性有关，另一方面也与不同的下垫面条件相关。降雨的时间随机性和空间的不均匀性以及不同下垫面形式都决定了资源量的时空不均匀。这不仅使雨水利用复杂化，而且也决定了其利用形式的分散性和广泛性。为了有效利用雨水资源，需根据不同的下垫面条件对雨水进行分区利用。
4.1 广场道路雨水积蓄利用。
广场道路在城市区域占据面积比例较大,且大多为不透水路面,径流系数大,如何利用这部分径流是必须考虑的，针对邢台市的实际情况，认为对新建小区和开发区广场道路采用透水性材料修建停车场、广场和人行道的路面，从而减少径流损失，增大雨水入渗量；对于已建区域，则通过部分改造的方式增加其透水地面的比例。此外，针对降水集中的特性以及道路雨水水质差的特点，应选择适宜地段蓄水池或人工湿地系统，以达到有效收集和净化水质的目的。
4.2 绿地雨水积蓄利用。
根据邢台市城市总体规划，将公园、游园、专用绿地综合利用，相互叠加。提高绿地覆盖率，增加绿地的降水入渗量，减少径流损失。为了增加绿地拦蓄入渗雨水水量，同时将道路、屋顶雨水引入绿地，在具体实施时，因使绿地低于周围的路面，具体高度应根据汛期降雨特性设计。
4.3 建筑物雨水积蓄利用。
建筑物雨水具有便于收集和利用的特点，通常可利用建筑物屋顶的落水管将雨水导入地面以下的蓄水槽，也可以预建蓄水池直接储存雨水，在经过过滤及其他的处理措施，可作为建筑物或住宅的冲洗、空调或浇灌的杂用水。根据邢台市的降雨特性和水质情况，应尽量做到一栋建筑物配有一个小型的贮水槽和蓄水池，同时应配有专门的弃雨装置。
4.4 利用市区河道积蓄利用。
邢台市区有七里河、小黄河、茶棚沟、白马河等几条河流。这几条河流均为季节性河流，可在河道内建设挡水坝，截留汛期雨水，即可以美化环境，改善城区小气候又可以为城区绿化提供水源。
4.5 在城市郊区建造集雨大棚种植蔬菜。
邢台市西部山丘区推广大棚集水技术，主要通过人工控制环境条件，利用人工调节植物生长的水热环境代替自然环境，摆脱自然环境构成的风险，高效利用集雨设备发展的先进、适用技术体系，在大棚内把集雨、滴灌微灌、无土栽培、沼气增温等技术组装配套，为该区实现农业可持续发展开辟一条新路。
5. 雨水资源化效益分析
5.1 是节省巨额市政投资。
小区雨水利用工程可以减少需由政府投入的用于大型污水处理厂、收集污水管线和扩建排洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下，不仅可以减少雨季溢流污水，改善水体环境，还可以减轻污水厂负荷，提高城市污水厂的处理效果；雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。小区雨水利用实施后，可以节省市政收集污水管线和扩建排洪设施的部分资金。
5.2 是节省市政和居民用水开支。
雨水利用运行费用低廉，经济效益突出。假如使用1ｍ3的自来水费用（含污水处理费）为3.00元，而从运行管理和小区用水费用支出分析 ，投入收集1ｍ3雨水的年运行费用不足0.10元，这样可以大大减少居民用水开支。
5.3 是有良好的产业前景。
能形成新的经济增长点，雨水利用的市场前景巨大。未来若干年内，雨水与中水利用设备产业可以吸引大量的民间资本进入，形成一个吸引民间资本的新产业。不仅城区可以形成这样的产业，郊区小城镇也可以采用相同的方式形成产业。这项产业在减少政府财政支出、促进经济增长、吸纳就业、促进小城镇建设等方面都会发挥出积极作用。
6. 建议
为了实现城市水资源的可持续利用，使雨水利用资源化，促进我国城市雨水利用的快速有效的发展。因此，提出如下建议：
（1）尽早制定相应的雨水利用条例和法规。为了合理、充分地利用雨水资源，缓解城市水资源的严重短缺，保证城市防洪安全和回补地下水源，改善生态环境，充分实现水资源的可持续利用。在相应法规中应规定新建小区，无论是 工业 、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施等 内容 。
（2）强化管理。城市雨水利用属于水资源的开发与管理范畴，涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题，具体实施时需与城市建设、市政管理、建筑设计、环境等许多部门进行合作。制订雨水利用工程建设和运行的相应政策和规范，并负责工程的具体实施和监督。
（3）加强雨水利用的科学研究。尽管我国部分城市的雨水利用 历史 悠久，但雨水利用的科学研究还很滞后，不能满足雨水利用的客观需求，今后应予以加强。
（4）将雨水收集系统与处理和回用系统一体化。只有雨水收集系统而没有雨水处理和回用系统是无法实现雨水资源的合理利用的。应逐步形成雨水利用产业的一体化。
（5）设立专项基金，扶持雨水利用产业的发展。雨水利用作为环保产业，政府应给予各种环保优惠政策，通过各种优惠政策和利益机制调动开发商和企事业单位的积极性。政府应加大扶持力度，将效果明显的雨水利用技术尽快推广应用。
（6）建设规划、设计一体化。借鉴国内外经验，选用适当的小区雨水利用技术，并结合其它有效措施以充分利用雨水资源。由于屋面材料对屋面径流水质起了至关重要的作用，从雨水利用角度改沥青油毡屋面为瓦制或其它材料屋面以减少屋面径流的污染性，故建议在“屋面工程技术规范
修订时增加有关条款；对将新建居民小区、道路、广场和停车场等建议建设为透水地面，以方便入渗回补地下水，为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗量，建议道路高程高于周围绿地高程，同时保留路牙并设置缺口，以便道路径流进入绿地。屋面径流也应尽量引入花坛、绿地，经自然净化、渗透后再进入人工人渗设施。这些均需在城市平面和高程规划中体现。
经分析论证认为，对邢台市这样资源性缺水的城市，充分利用雨水资源，对减轻市政排洪压力、节约水资源、建立宜居城市和城市的可持续发展都具有十分重要的意义。
参考文献
［1］ 乔光建.区域水资源保护探索与实践［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.
［2］ 张艳红 城市雨水利用的趋势、现状和措施探讨［J］ 南水北调与水利科技，2005（3）：27-29.
［3］ 史文娟，张振华，张建丰，褚桂红. 西安市降雨特性及雨水资源化模式研究［J］ 变化环境下的水安全，2008：192-196.
［4］ 陈卫，孙全文，孙慧.《城市雨水资源利用途径及其生态保护》. 中国 给水排水.2000年（6）：26-27页.
［文章编号］1619-2737（2011）04-22-90
［作者简介］ 郝向勇，（1975-），男，籍贯：河北新河县人，学历：大学本科，职称：助理工程师，长期从事水资源评价工作。
【关键词】降水特性；雨水资源化；治理；邢台市
Xingtai citywater resources research and analysis
Hao Xiang-yong1, Kang Yan-fu2, Zheng Shi-ze2
(1.Xinhe county water duty bureau Xinhe Hebei 055650;
2.Xingtai Hydrology and Water Resources Survey Bureau Xingtai Hebei 054000)
【Abstract】Reasonable development of the city for precipitation, this paper study of precipitation characteristics in Xingtai City, based on analysis of rainfall runoff water quality, water distribution, made much the way water resources utilization and methods. And demonstrates the benefits of rainwater resources. Further elaborated on the use of water resources and urban sustainable development of urban water conservation is extremely important strategic significance.【Key words】Precipitation characteristics;Water resources;Governance;Xingtai City
随着城市化进程的加快，以城市为中心的地下漏斗面积在不断扩大，地下水位持续下降；同时，城市建设不断扩大，不透水地面面积不断增加，排水设施压力增大，汛期遇到暴雨经常积水成灾，影响城市生活，堵塞交通，甚至淹没交通设施。因此，为缓解城市干旱缺水，改善人居环境，充分利用雨水资源是解决城市发展中急需解决的关键问题之一。
1. 邢台市区水资源利用现状
邢台市城区面积138km2，邢台市区多年平均降水量516.2mm, 全年降水量的75～80％形成于6～9月的汛期，多年平均径流深21.9mm。市区水资源总量为1590.7万m3,保证率20%、50%、75%、95%的水资源量分别为2274.7万m3、1065.8万m3、668.1万m3及540.8万m3。人均占有水资源220m3,为全国人均水资源量的13%，按照国际标准，属于严重缺水区域。
2. 邢台市城区降水利用存在问题
邢台市城市化加速发展产生了一系列的水问题。一方面，城市经济的迅速发展，使得水资源用量迅猛增加，加之地面水源污染加重，地下水开采量明显增加，导致地下水位下降，并进一步诱发地质灾害。另一方面，由于人口和经济活动的集中，城市建筑面积不断扩大，不透水面积增加，雨水通过土壤补给地下水的自然循环方式被改变，地下水补给量明显减少。与此同时雨水导致的洪涝灾害却呈现上升趋势。如果全部或部分降水径流量排入城市雨水管网之前，就被截蓄而补充地下水，或者积蓄起来加以利用，不仅能够减小城市排水管网的压力，还可以有效抑制洪涝灾害的发生。
3. 雨水径流水质分析
3.1 主要污染物含量分析。
邢台市降雨径流中的主要污染物包括有机质、氮类以及重金属等。天然降雨与绿地径流中有机污染物含量较低，CODcr含量均在地表水Ⅲ类水质标准以内，屋顶径流CODmn含量为V类水水体，人行道与机动车道径流的TN均超V类；就氮类而言，道路径流的氮类含量最高，人行道及机动车道路的径流的TN均超过V类；绿地地表径流次之，但NH3-N、TN仍属超V类水质；屋顶径流氮类含量比绿地径流稍低。就重金属含量而言，机动车道的径流总锌、总铜、总铅都能达到地表水Ⅲ类水水质标准，机动车道的挥发酚也能达到地表水Ⅲ类水标准（初期径流除外），机动车道径流的石油类能达到地表水Ⅳ类标准。
综合考虑以上各类污染物，则不同下垫面径流水质排序为：天然降水、绿地径流、屋顶径流、机动车道径流。扣除初期雨水进行综合评价，天然降水、绿地径流、屋顶径流水质较好，基本能达到V类水质标准，人行道和机动车道污染较为严重，地表水超V类，不宜进行回用利用。
3.2 降雨径流水质随时间和降雨量的变化规律。
3.2.1 水质量随时间的变化规律。
径流的水质随降水时间的延长逐渐好转。在产流零时刻到30min之前各污染物指标随降雨量的增大而逐渐下降并趋于稳定。
3.2.2 水质随降雨量变化规律。
雨水水质不仅随降雨历时而变化，同时也与降雨强度和降雨量有关。降雨径流在1～3mm时，水质污染情况较严重，在此降水径流之后，雨水水质基本能达到V类水质标准（机动车道除外），机动车道的临界降水量约为6～7mm。针对以上情况，在进行城区雨水利用的工程时，首先应考虑将降雨初期污染较为严重的径流量除去，使其直接排入污水管道，从而降低污水净化的成本。
4. 雨水资源化利用方式
从以上的分析可以看出，雨水利用一方面与降雨特性有关，另一方面也与不同的下垫面条件相关。降雨的时间随机性和空间的不均匀性以及不同下垫面形式都决定了资源量的时空不均匀。这不仅使雨水利用复杂化，而且也决定了其利用形式的分散性和广泛性。为了有效利用雨水资源，需根据不同的下垫面条件对雨水进行分区利用。
4.1 广场道路雨水积蓄利用。
广场道路在城市区域占据面积比例较大,且大多为不透水路面,径流系数大,如何利用这部分径流是必须考虑的，针对邢台市的实际情况，认为对新建小区和开发区广场道路采用透水性材料修建停车场、广场和人行道的路面，从而减少径流损失，增大雨水入渗量；对于已建区域，则通过部分改造的方式增加其透水地面的比例。此外，针对降水集中的特性以及道路雨水水质差的特点，应选择适宜地段蓄水池或人工湿地系统，以达到有效收集和净化水质的目的。
4.2 绿地雨水积蓄利用。
根据邢台市城市总体规划，将公园、游园、专用绿地综合利用，相互叠加。提高绿地覆盖率，增加绿地的降水入渗量，减少径流损失。为了增加绿地拦蓄入渗雨水水量，同时将道路、屋顶雨水引入绿地，在具体实施时，因使绿地低于周围的路面，具体高度应根据汛期降雨特性设计。
4.3 建筑物雨水积蓄利用。
建筑物雨水具有便于收集和利用的特点，通常可利用建筑物屋顶的落水管将雨水导入地面以下的蓄水槽，也可以预建蓄水池直接储存雨水，在经过过滤及其他的处理措施，可作为建筑物或住宅的冲洗、空调或浇灌的杂用水。根据邢台市的降雨特性和水质情况，应尽量做到一栋建筑物配有一个小型的贮水槽和蓄水池，同时应配有专门的弃雨装置。
4.4 利用市区河道积蓄利用。
邢台市区有七里河、小黄河、茶棚沟、白马河等几条河流。这几条河流均为季节性河流，可在河道内建设挡水坝，截留汛期雨水，即可以美化环境，改善城区小气候又可以为城区绿化提供水源。
4.5 在城市郊区建造集雨大棚种植蔬菜。
邢台市西部山丘区推广大棚集水技术，主要通过人工控制环境条件，利用人工调节植物生长的水热环境代替自然环境，摆脱自然环境构成的风险，高效利用集雨设备发展的先进、适用技术体系，在大棚内把集雨、滴灌微灌、无土栽培、沼气增温等技术组装配套，为该区实现农业可持续发展开辟一条新路。
5. 雨水资源化效益分析
5.1 是节省巨额市政投资。
小区雨水利用工程可以减少需由政府投入的用于大型污水处理厂、收集污水管线和扩建排洪设施的资金。将地面雨水就近收集并回灌地下，不仅可以减少雨季溢流污水，改善水体环境，还可以减轻污水厂负荷，提高城市污水厂的处理效果；雨水蓄水池和分散的渗渠系统可降低城市洪水压力和节省封闭路面下的排水管网负荷。小区雨水利用实施后，可以节省市政收集污水管线和扩建排洪设施的部分资金。
5.2 是节省市政和居民用水开支。
雨水利用运行费用低廉，经济效益突出。假如使用1ｍ3的自来水费用（含污水处理费）为3.00元，而从运行管理和小区用水费用支出分析 ，投入收集1ｍ3雨水的年运行费用不足0.10元，这样可以大大减少居民用水开支。
5.3 是有良好的产业前景。
能形成新的经济增长点，雨水利用的市场前景巨大。未来若干年内，雨水与中水利用设备产业可以吸引大量的民间资本进入，形成一个吸引民间资本的新产业。不仅城区可以形成这样的产业，郊区小城镇也可以采用相同的方式形成产业。这项产业在减少政府财政支出、促进经济增长、吸纳就业、促进小城镇建设等方面都会发挥出积极作用。
6. 建议
为了实现城市水资源的可持续利用，使雨水利用资源化，促进我国城市雨水利用的快速有效的发展。因此，提出如下建议：
（1）尽早制定相应的雨水利用条例和法规。为了合理、充分地利用雨水资源，缓解城市水资源的严重短缺，保证城市防洪安全和回补地下水源，改善生态环境，充分实现水资源的可持续利用。在相应法规中应规定新建小区，无论是 工业 、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施等 内容 。
（2）强化管理。城市雨水利用属于水资源的开发与管理范畴，涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题，具体实施时需与城市建设、市政管理、建筑设计、环境等许多部门进行合作。制订雨水利用工程建设和运行的相应政策和规范，并负责工程的具体实施和监督。
（3）加强雨水利用的科学研究。尽管我国部分城市的雨水利用 历史 悠久，但雨水利用的科学研究还很滞后，不能满足雨水利用的客观需求，今后应予以加强。
（4）将雨水收集系统与处理和回用系统一体化。只有雨水收集系统而没有雨水处理和回用系统是无法实现雨水资源的合理利用的。应逐步形成雨水利用产业的一体化。
（5）设立专项基金，扶持雨水利用产业的发展。雨水利用作为环保产业，政府应给予各种环保优惠政策，通过各种优惠政策和利益机制调动开发商和企事业单位的积极性。政府应加大扶持力度，将效果明显的雨水利用技术尽快推广应用。
（6）建设规划、设计一体化。借鉴国内外经验，选用适当的小区雨水利用技术，并结合其它有效措施以充分利用雨水资源。由于屋面材料对屋面径流水质起了至关重要的作用，从雨水利用角度改沥青油毡屋面为瓦制或其它材料屋面以减少屋面径流的污染性，故建议在“屋面工程技术规范
修订时增加有关条款；对将新建居民小区、道路、广场和停车场等建议建设为透水地面，以方便入渗回补地下水，为了充分利用自然净化能力及增加雨水入渗量，建议道路高程高于周围绿地高程，同时保留路牙并设置缺口，以便道路径流进入绿地。屋面径流也应尽量引入花坛、绿地，经自然净化、渗透后再进入人工人渗设施。这些均需在城市平面和高程规划中体现。
经分析论证认为，对邢台市这样资源性缺水的城市，充分利用雨水资源，对减轻市政排洪压力、节约水资源、建立宜居城市和城市的可持续发展都具有十分重要的意义。
参考文献
［1］ 乔光建.区域水资源保护探索与实践［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.
［2］ 张艳红 城市雨水利用的趋势、现状和措施探讨［J］ 南水北调与水利科技，2005（3）：27-29.
［3］ 史文娟，张振华，张建丰，褚桂红. 西安市降雨特性及雨水资源化模式研究［J］ 变化环境下的水安全，2008：192-196.
［4］ 陈卫，孙全文，孙慧.《城市雨水资源利用途径及其生态保护》. 中国 给水排水.2000年（6）：26-27页.
［文章编号］1619-2737（2011）04-22-90
［作者简介］ 郝向勇，（1975-），男，籍贯：河北新河县人，学历：大学本科，职称：助理工程师，长期从事水资源评价工作。