中图分类号B426.616 文献标识码B 文章编号1673- 4673(2007)03- 0023- 03
随着北京市城市化的快速发展, 城区硬化地面不断增加, 在目前城市防洪基础设施相对滞后的情况下, 城市防洪压力越来越大。同时北京市又严重缺水, 解决这一矛盾就具有十分重要的意义。通过北京市丰台区近年来的探索和实践, 证明了雨洪利用是解决这一矛盾的有效途径, 其在提高城市防洪能力的同时, 又能有效缓解水资源紧缺。下面从循环水务和建设节水型社会的角度, 议城市防洪与雨洪利用的关系。
1 丰台区城市防洪工作现状
1.1 丰台区城市防洪所面临的形势
近年来, 丰台区的城市防汛工作取得了一定成绩,确保了全区和北京市安全度汛。但丰台区汛期受到不同程度洪水威胁, 城市防洪压力越来越大, 面临着如下形势:
(1) 汛期降雨短期内形成的地表径流量不断增加。随着丰台区城市化进程加快和城区硬化面积的增加,汛期集中降雨形成的地表径流不断增加。城区硬化地面均覆盖着无法渗水的混凝土和沥青, 大部分降雨不能渗入地下, 而直接形成地表径流; 且由于地表硬化减少地面的糙率, 也缩短了汇流时间, 从而较小降水在短时间内就产生大量积水, 致使汛期降雨的威胁逐年增大。
(2) 城市防洪基础设施薄弱, 抗灾能力低。在推进城市化的进程中, 城市建设与城市防洪设施建设还存在不同步的现象。目前, 丰台区城区部分现有的排水设施一般只能抵御3 ～5 a 一遇的洪水, 且不太健全,部分排水设施年久失修, 一些排水设施排水能力达不到应排除雨水流量的50%。特别是一些道路立交桥的泵站不配套, 排水能力不足, 排水不畅, 造成立交桥下道路积水严重。
(3) 河道行洪标准低。近年来丰台区城市化已基本形成, 原农田排水的沟渠现成为城市雨污水排放的主要通道, 虽加大了治理力度, 但还难以满足城市排水的高标准要求, 一遇较强降雨就满槽运行, 个别河段还出现漫溢。
1.2 雨洪造成的危害
丰台区城市排水设施不完善和行洪能力相对较低的现状, 使丰台区城市防汛问题日益突出。每年汛期遇较大降雨过程, 就会出现部分小区和主要交通干线大面积积水, 阻塞交通, 严重影响人们正常的生产和生活。2004 年的“7·10”、“7·29”2 次暴雨过程就使丰台区城区道路大面积积水, 部分道路地面塌陷, 局部交通瘫痪, 北京市主要交通干线西南三、四环交通中断数小时。2006 年的大雨使南四环马家楼段积水, 主要交通干线中断10 余h, 大量车辆被水淹没, 严重影响了北京市的交通。此外,丰台区危旧平房区人口稠密, 道路狭窄, 地势低洼,排水设施不完善, 每年汛期都造成城区危旧平房区大面积积水, 部分低洼住户家中进水。2004 年, 丰台区共有200 余间危旧平房进水, 2005 年又有百余间民房进水, 主要集中在长辛店、南苑、东铁营等地区, 存在房屋倒塌致使人员伤亡的危险, 成为丰台区防汛的重点和难点。
2 防洪与水资源紧缺之间的矛盾
2.1 丰台水资源紧缺的现状
(1) 本地水资源量严重不足。丰台区本地多年平均水资源可利用总量为1 万1 881 m3, 年人均水资源占有量不足150 m3, 水资源严重短缺。其中地表水资源量只占很少比例, 几乎全部为地下水资源。由于多年持续超采, 地下水位持续下降, 水质逐步恶化, 局部地区地下水已出现疏干或半疏干的严峻局面, 每年春季永定河沿岸近400 多眼机井疏干, 影响到近5 万余人的饮水安全和正常生活。
(2) 客水补给不足。丰台区年均引入市政自来水客水量平均为6 000 万m3。在南水北调工程引水入京之前, 由于受配套设施和全市水资源紧缺等因素的制约, 丰台区年引进客水的增量十分有限。
(3) 再生水没有充分利用。因缺少回用设施和人们对再生水利用的认识不足, 再生水未能得以充分利用, 目前仅限于部分已治理的河道环境用水和少量的市政杂项。
(4) 雨洪利用刚刚起步。由于雨水收集利用系统不完善, 设施少, 雨洪基本没有得到有效利用, 目前正处试验阶段。
综上所述, 丰台区水资源紧缺和另辟水源困难的现状, 已严重制约了经济社会的发展和和谐社会的建设。
2.2 雨洪资源流失的情况
按年均降雨量500 mm 计算, 每年汛期丰台区区域内平均形成径流1 亿m3 以上。因没有收集和回用设施, 弃水大量流出区域, 初步估算城区可收集和利用雨洪年均近0.6 亿m3 以上, 相当于丰台区年均引客水量。所以说, 有效利用汛期弃水, 解决水资源紧缺具有十分重要的意义。
3 雨洪利用的优势和前景
雨洪利用不仅能够防洪减灾, 且可以达到增加水资源、减少径流污染、改善生态环境和形成雨洪利用产业等功效。
3.1 雨洪利用的优势
3.1.1 城市雨洪利用可以增水添优
城市雨洪利用就是利用工程性和非工程性措施加以拦蓄、储存, 以丰补枯, 以夏弥冬, 变废为宝, 化害为利。因为雨水不仅可以作为资源水、产品水或商品水利用, 而且是价廉物美的优质水。天然的降水微带酸味, 经过混凝土蓄水池中和后酸性物质会转化成矿物盐, 每升含钙40 ～60 mg, 同软化过的自来水一样。而一般自来水矿物盐含量都超标, 有的竟达500 ～1 200 mg/L。而且雨水的生物电指标也比较优良, 具有可生物相容性, 即pH 为5～7, 电阻率大于5000 Ω·cm;矿物盐干残留物为10 ～150 mg / L。所以, 法国、比利时等欧洲国家都把雨水称为不花钱的矿泉水进行饮用。如此, 丰台区每年便可以收集6 000 万m3 以上雨洪水资源, 经过滤处理替代超采地下水作为饮用水供给居民, 保证城市供水安全。
3.1.2 城市雨洪利用有利于生态景观
近年来, 随着城市化加快, 污水排放量聚增,丰台区13 条河流中, 大多数受到不同程度的污染。其中流经城区的河段污染更为严重, 水质恶化,臭味难闻, 致使沿岸居民夏天不敢开窗, 严重影响两岸居民生活环境。浅层地下水也有不同程度的污染, 部分农村直接从地下抽取的水达不到饮用水标准。
丰台区城市雨洪利用, 完全可以借鉴发达国家“堵疏结合, 蓄泄并重” 的防洪避洪理念和“亲近自然、恢复自然、美化环境、分水集雨” 的规划思想, 利用“屋顶集雨”、“自然型护岸”、“滨水景观”等技术, 与城市水系治理相结合, 因地制宜地拦蓄、储存、利用雨洪补充地表水面, 将有效稀释水体, 减少河道水系的污染, 改善城市生态系统和景观环境。
3.2 城市雨洪利用的探索与前景
近年来, 发达国家城市雨水利用已进入标准化、产业化阶段。我国的城市雨水利用现在基本处于探索与研究阶段, 呈现出良好的发展势头。
丰台区也在雨洪利用方面进行了积极探索, 初见成效, 积累了一定经验。目前, 丰台区雨洪利用开发的主要途径是通过收集、入渗、回灌等措施尽量将雨水蓄留在本地。通过雨洪利用措施, 使形成径流雨水得到有效控制, 削减进入河道的雨水径流, 减小洪峰流量, 解决防洪减灾问题。同时利用集雨设施将雨水滞蓄, 用于农业灌溉, 回补地下水, 以缓解水资源短缺。蓄纳屋顶、路面等不透水面的径流, 用作喷洒路面、灌溉绿地、城市杂用水。新建、扩建城市现有地表蓄水设施, 增加城市水面, 改善城市水环境。目前已在榆树庄、丰台体育中心、北宫森林公园、太子峪等地建设了28 处雨水集蓄利用工程, 集蓄能力16.2万m3, 为农业生产、生态建设及经济林灌溉创造了条件。同时, 随着马草河、水衙沟等水环境治理工程的深入, 正逐步在河道上设置翻板闸、橡皮坝等挡水设施进行景观水体的营造。
根据近年来的实践和丰台区雨洪利用的实际空间, 丰台区雨洪利用的前景非常广阔。如按每年弃水30%可以利用计算, 丰台区年增加了3 000 万～4 000万m3 优质水资源, 这无疑将大大缓解丰台水资源紧缺的现状。同时可以增强防洪减灾的能力; 营造水景观、改善社区周边环境; 改善局部热岛效应, 调节小气候; 可以增加地下水的补给量, 涵养水源;可形成新产业, 带动经济增长。
综上所述, 丰台区城市雨洪利用是符合资源水务的指导思想, 符合河道治理目标, 不仅可以减避洪涝灾害, 解决城市缺水, 还可以改善城市生态环境。
4 雨洪利用的建议
雨洪利用在经济技术上可行, 但需政府的政策引导, 需要人们树立新观念。借鉴国内外城市雨洪综合利用的成功经验, 结合丰台区雨洪利用的实际, 本着简易可行、便于实施的原则, 建议如下:
(1) 加强政策引导力度。雨水利用系统的兴建在技术和经济上是可行的, 但这项工作须由政府组织出台有关管理办法及相应的法律、法规, 明确雨水利用的基本原则, 规定新建开发建设项目均要设计雨水利用设施, 并给予其优惠政策。保持水土、合理补充开采地下水, 新建项目要求进行雨水利用, 鼓励开发商、市民进行雨水利用, 积极培养雨洪利用方面的人才,加大雨洪利用的政府资金投入。
(2) 建设下凹式绿地和花池。下凹式绿地具有蓄渗雨水、削减洪峰、过滤水质和防止水土流失的特点。专家研究表明, 城市绿地花池只要下凹10 cm,对暴雨即可拦蓄81 %以上。在今后的城市建设中,应大力规划新建下凹式绿地花池, 并逐步改造原有绿地花池。这不仅能让城市雨洪变成土壤水和地下水, 增加土壤肥力, 还可以节省大量绿化用水和浇水工作量。
(3) 尽可能减少不透水地面。在小区庭院、城市广场、人行道等地面铺设透水方砖等, 步道以下设置回填砂石、砾料的渗沟、渗井等, 增加雨水入渗量。公路建设方面, 尽可能地采用透水路面, 通过渗透增大地下水补充量。
(4) 加大雨水的贮留量。一是在绿色植被与土壤之间增设贮水层、透水层, 增加城市土壤的相对含水量。同时, 新建城市景观水域应尽量少地采取防渗措施, 以增加雨水入渗的通道。二是对城市低洼地进行优化改造, 并配以适当的引水设施。三是在城市地面以下兴建生态储水井、回灌井、渗井等雨水拦蓄设施,减少地面雨洪量, 有效补充地下水。
(5) 加大执法力度, 严禁超采地下水, 促进利用地表水, 蓄积雨水供给饮用水、河道拦蓄雨水、“新生水”和自然水混合使用。
综上所述, 城市防洪与雨洪利用密切相关, 不可分割。雨洪利用既能保障洪水安全度汛, 又能保留本地雨水资源, 助于解决水资源短缺, 是开辟第二水源的重要举措, 符合建设资源节约型、环境友好型和建设和谐社会要求, 所以应大力提倡, 积极推广。
作者简介: 由国文(1971—) , 男, 高级工程师。
来源：《北京水务》2007.3