河南省城市水文现状与思考

□江海涛 □岳利军（河南省水文水资源局）

河南省城市人口众多、建筑密集，截至2008年，河南省18个省辖市总城区面积1465km2，总人口达1069万，城市“热岛效应”使不稳定能量大量聚集，城市发生极端天气的几率大为增加，往往一场暴雨或洪水就能够给城市带来较大的灾害。城市防洪有2个特点：一是由于城区道路全部硬化，建筑物顶部也不存水，降雨后产生的地表径流比较多，雨后汇流比较快，容易出现灾害；二是城市人口和财富相对集中，还有很多重要的基础设施、厂矿企业，一旦遭灾，损失较大。所以城市防洪是未来城市发展的关键，城市水文工作也是经济社会发展赋予水文人的责任。

一、河南省城市水文工作的现状

城市水文工作的发展是伴随着城市化的进程而发展的。应对城市防洪减灾和水资源监测，目前开展的工作有以下几个方面。

（一）开展城市水资源精测与评价研究

1994～1996年，为了研究城市供水、用水量、降雨、径流关系，在洛阳市城区进行了为期3年的城市水文测验和分析研究工作，对洛阳市的来水、用水、排水和耗水的量和质进行了精确的测验和详细的调查，并进行了逐月水量平衡计算和水资源评价。

（二）增设城市防洪监测站点

2007年济南“8·17”暴雨灾害后，我省原有城市防洪水文雨量监测网存在空白，18个省辖市中只有11个市有且仅有1处雨量站，防汛指挥部门得不到及时、准确的城市实时雨水情信息，影响了城市防汛调度。河南省水文水资源局为进一步完善城市防洪应急预报系统，提高预报的时效性和针对性，加强城市外河洪水和城市内部暴雨形成的洪涝的监测，为城镇居民、工矿企业减少不必要的损失，2009年开展城市遥测雨量站的建设，在全省18个省辖市城区内增设80处雨量遥测站，并将这些城市的雨量观测信息纳入到全省水文信息监测网中。项目完成后全省共有91处城市雨量站，基本控制了18个省辖市的城区降雨分布。

全省城市遥测雨量站发挥了重要作用。2009年6月14日17时开始，周口市遭受狂风、暴雨、冰雹等强对流天气袭击。周口市第三高中雨量站监测数据显示，6月14日17时～22时5h雨量达到184.5mm（其中19时～20时1h雨量68.5mm），造成周口部分泵站停电无法工作，整个市区约1/3的积水无法正常排出，群众财产安全受到严重威胁。

2009年8月28日驻马店市遭遇暴雨袭击，根据驻马店水务局监测数据显示8月28日10时～11时1h雨量72mm，驻马店水文局累计雨量157mm。暴雨造成驻马店城区大面积积水，先后出现中华大道东段地下道公交车熄火，车内乘客被困，杨靖宇广场一幢居民楼一侧出现沉降等险情。

郑州、平顶山、洛阳、焦作市区也均出现过100mm以上的日雨量，短历时降雨超过50mm的情况，造成了城区大面积积水。

（三）开展城市供水监测

针对河南省引黄供水和地下水供水水源地集中的情况，在郑州、洛阳、平顶山、漯河等市开展城市供水水源监测，布设固定和巡测监测断面20余处，从水量监测到水质监测分析，为供水安全提供服务。

（四）城市水文站网调整

随着城市水域的整治和绿化美化，许多城市河道都修建了橡胶坝等挡水设施，影响了原有水文站水文测验功能。近几年来，河南水文先后调整了漯河、南阳、信阳、新乡、周口、沈丘、汝州等10多处水文站测验断面，采用低水和中高水不同的测验方式，进行水文要素的系统观测。

二、城市水文面临的新课题

（一）城市人口增加

世界上发达国家城市人口的比例约为80%，发展中国家为40%，与此指标相比，我省目前的城市化水平还是较低的，2005年河南省城市化率为30.7%。有专家预测，2010年我省城市人口占总人口的比例将上升到38%，到2050年，我国人口达到16亿时，城市人口的比例会上升到60%。在这一过程中，如果工业要保持8%～9%的平均增长速度，即使万元产值耗水量从现在的100～200m3降到20m3左右，工业耗水总量也将增长2～3倍。城市居民用水量、工业废水与居民生活污水的排放量都将成倍增长。近几年来，一个以郑州为中心，包括：洛阳、开封、新乡和焦作等城中的“中原城市群”，正在以强劲的发展势头慢慢崛起。随着城市面积的扩张与资产密度的提高，城市化引起的洪涝灾害损失也呈增长趋势。

（二）水资源严重短缺

目前，全省水资源瓶颈非常明显，全省水资源量为404m3，相当于全国平均水平的1/6，远远低于国际公认的人均1000m3水资源警戒线，沿黄地区人均水资源占有量更低，只有275m3，相当于全国平均水平的1/10，特别是由于超采地下水，已形成濮清南、温孟、商丘、许昌4个沉陷漏斗区，地下水资源严重衰竭，地面沉降、泉水断流、湿地萎缩、土地沙化、地下水贯通污染，已有3/4以上的地下水不符合饮用水标准。据统计，目前全国670多座城市，有400多座城市不同程度缺水，其中缺水严重的城市达130多座，全国城市每年缺水约60亿m3，日缺水量已超过1600万m3。我国城市供水是以地表水和地下水为主，有些城市因地下水过度开采，造成地下水位下降，有的城市形成了几百平方公里的大漏斗。

（三）城市防洪标准偏低

全国还有465座城市低于国家规定的防洪标准，占总数的72%。特别是非农业人口在150万人以上的16座大城市中，只有两座达标，还有87%未达到国家规定防洪标准。在所有有防洪任务的城市中，防洪标准低于10年一遇的城市有134座，占防洪城市总数的21%；防洪标准在10～20年一遇的城市有172座，占27%；防洪标准在20～50年一遇的城市239座，占37%；防洪标准在50～100年一遇的城市有79座，占12%；防洪标准在100年一遇以上的城市有18座，仅占3%。河南省的城市防洪状况也不容乐观，漯河、周口、南阳、信阳、开封以及洛阳、新乡等城市，近几年也都出现不同程度的内涝和防洪安全问题。

（四）城市水环境、水生态严重恶化

城市人口集中，商业繁荣，工业发达，城建密集，经济发达，但是人们在提高生产率和追求物质生活水平的同时，往往忽视由于经济快速发展带来的负面效应，没有意识到生态和环境保护的重要性，生态环境建设是创造美好生活的重要条件。目前很多地区和城市的发展是以耗费原材料和牺牲生态环境为代价的，工农业的发展造成了巨大的生态和环境灾害。近年来，城市水环境和生态问题更加突出，据统计全国90%以上的城市水域受到不同程度的污染，其中很多城市水环境和生态系统遭到严重污染和破坏。

城市水生态系统的主要影响因素有：水系污染会造成大量水生物死亡，某些物种甚至灭绝；水系裁弯取直改变水流状态，影响了水生物的栖息；河湖萎缩，减少了水生物的生存空间；河湖岸边的绿化和植被建设有助于水生物和水陆两栖动物的生息繁衍，很多城市在这方面重视还不够。

（五）城市人居环境重视不足

由于许多城市工业污染严重，水中鱼虾畅游的情景不存在了，代之而来的是污浊的湖水和河水，臭气熏天，令人难以忍受，严重破坏了人类追求舒适的生存环境。城市建设侵占河湖，河湖面积减少了，孩子们戏水的机会减少了，成年人们在紧张的工作之余放松休息的环境失去了，老人锻炼、乘凉和呼吸新鲜空气的场所消失了。河湖治理方案的不科学，有时虽然客观上改变了城市的面貌，但降低了人们生活的舒适度，破坏了城市居民的生存环境，居民向郊区或外地迁移，影响城市的发展，甚至会导致城市由繁荣走向衰落。

三、城市水文工作的对策

以上这些城市中出现的水利问题，也同样为城市水文监测提出了新的课题。

水文是水利工作的基础，针对城市水利工作中出现的新问题，水文也应当提出应对的长效措施。城市水文工作的内容主要包括城市雨洪、城市供水、城市水环境和水源保护等方面。

（一）城市雨洪

城市雨洪主要包括城市地区的降水、产流、汇流等水文规律的研究，以解决城市排水、防洪工程的建设和雨洪预测及调度。建立雨洪预报和警报系统，对即将发生的雨洪灾害进行防范。城市水文需要研究解决的问题就是为这些措施提供相应的水文观测资料和分析成果。

（二）城市供水

城市供水包括城市地区的水资源和供水、用水及其平衡分析。为了解决所需要的水量和水质，除了在现有的城市水利系统内新建和扩建蓄水、引水及水处理工程外，还需要采取一些开源节流措施，如跨流域调水、地下水库人工回灌，地表水和地下水联合调度，改进净化设备和增加水的重复利用率等措施来解决城市化地区的供水问题。为此，城市水文需要提供城市化区的水资源量、用水量、排水量、水质状况和供用水量的平衡分析的资料和分析成果。

（三）城市水环境和水源保护

城市水环境和水源保护包括城市地区的水污染的物理过程，污废水排放及处理，以及承受水体的水质污染状况。城市水污染的物理过程，由污染物的来源分成点源和面源。这方面需要解决的课题很多，例如测定和预测各排污点及其下游各河段的水量和水质过程，面源污染的集聚、冲洗和传输过程，合流式排水系统的漫溢水流的水量和水质，水处理厂的合理布设，各项环保措施的效果研究，以及承受水体的水质污染状况等。

（四）完善城市水文站网，提供准确水文信息

城市水文监测的核心是建立城市水文监测站网。通过雨量站点的整合调整，对城市降雨进行监测，及时准确地提供市区范围内的降雨状况，确定暴雨中心，降雨强度，及时提交相关部门，为城区防汛应急提供决策依据；规划建设城区排涝河道水位监测站点，全面控制城区暴雨期排涝河道的运行状况，与降雨相对照，分析和研究城市暴雨中心位置、降雨强度与河道径流的关系，开展水文预报工作，为城市防洪提供及时、准确、翔实的水文情报预报，为抗洪减灾服务；规划建设城区主要河道和低洼地区水情监测站点，监测城区主要道路部分路段和低洼地区积水深度，包括部分立交桥下积水深度，及时提交发布城区主要道路部分路段和低洼地区积水状况，同时也可以对照降雨信息，系统分析和研究暴雨与城市重要地段积水相关关系，开展城市道路及低洼地区积水预报预警，从而为防汛预警、城市交通、市民安全、市政建设提供信息保障；建立城市水生态监测系统，重要入河排污口要达到在线自动监测，湖泊、湿地要建立生态监测站，开展水生态监测。