城市化对石家庄市水文环境影响及对策思考

刘根华，张绍军

（1.河北省石家庄水文水资源勘测局，050051，石家庄；2.河北省廊坊水文水资源勘测局，065000，廊坊）

城市化对石家庄市水文环境影响及对策思考

刘根华1，张绍军2

（1.河北省石家庄水文水资源勘测局，050051，石家庄；2.河北省廊坊水文水资源勘测局，065000，廊坊）

城市化进程加重了资源、交通、住房和排污管理负担。在气候、地下水、城市污水排放以及城市防洪等方面，对城市水文环境产生了极大的影响。在分析城市化对石家庄市区水文环境影响的基础上，结合石家庄水文工作发展现状，提出了开展城市水文研究、解决城市水文面临的各种新问题的目标和任务以及相应的解决对策。

城市化；水文环境影响；对策

近年，河北省石家庄市城市化进程发展迅猛，“三年大变样”取得明显效果。到目前为止，市区面积已达456 km2，人口 224万人。按照城市总体规划 （期限为 2010—2020年），市区人口要突破500万人，面积2 657 km2，包括鹿泉、正定、藁城和栾城四组团，城镇化水平达到65%。根据国家发展战略，石家庄市定位为京津冀都市圈第三极、京津向中西部辐射的“第一中枢”和河北省对外竞争、交流的第一平台。可以预见，石家庄市随着人口的增加、市区的扩大，以水资源问题为核心的各种水问题会成为城市快速发展的制约因素。

一、城市化发展对石家庄水文环境的影响

1.城市气候变化

石家庄属温带大陆性半湿润季风型气候，四季分明，雨热同季。专家研究显示，20世纪80年代末到90年代初期，石家庄市的四季气温和年平均气温均发生了突变，年平均气温上升了1.6℃，平均每10年升高0.29℃。2009年3月17日，石家庄市气温达到30.7℃，创下54年来历史同期最高值；2010年6月28日，石家庄市区气温上升到40.1℃，郊县赞皇则高达40.8℃；而7月5日，石家庄市区最高气温一路飙升到了41.8℃，石家庄电网负荷在11时25分达到533.9万kW，比2009年全年最大负荷增长近7%,创历史新高。气象专家研究表明，石家庄市区目前的“热岛效应”保守估计也有1℃~3℃，而且随着城市规模的扩大，呈现进一步加大的趋势。究其原因，除了石家庄自然地理位置外，城市化发展造成的市区“热岛效应”以及绿地增加速度低于城市发展速度、空气污染治理难度加大等成为连年高温的主要原因。

2.城市地下水水位下降

石家庄市2009年全市用水量达到了30.41亿m3，市区用水量为3.96亿m3，其中开采地下水2.05亿m3。由于多年来地下水连续超采，造成石家庄市地下水埋深大面积急剧下降，平原区已形成石家庄市区工业开采型漏斗和高邑—赵县农业开采型漏斗。

石家庄市区水位下降漏斗早在1965年已具雏形，随着地下水的强烈开采，漏斗面积和深度不断增加，到2009年漏斗北部边界已越过滹沱河到达正定西关—战村果园一带，东部边界到东庄—南村一带，南部边界至方村—永壁一线，西部边界为于底—孔寨一线。漏斗呈南北直径约22.0 km、东西直径约20.5 km的椭圆形。漏斗封闭面积和漏斗影响面积与以往相比虽然变化不大，但漏斗区监测点最大埋深已超过50m，达51.10m。今后漏斗发展的主要方向是北部滹沱河水源地，东部由于留村、藁城良村两个高新技术开发区及石家庄炼油厂水源地集中开采，其边界有进一步东移趋势。同时，由于农业灌溉用水超采形成的地下水降落漏斗跨越石家庄市和邢台市，地下水埋深自北向南逐渐增大，高邑城关地下水最大埋深53.43m，成为河北省地下水下降最严重的地区。

地下水的过度开采致使地下水水位逐年下降，引发了地面持续沉降、整体生态环境恶化、机井报废速度加快、地下水质量下降等一系列环境地质问题，给城市建设、社会生活以及经济发展带来一定的安全隐患。

3.排污造成的城市水环境污染

石家庄市水资源公报资料显示，石家庄市2009年废污水总排放量为4.15亿t，其中工业废水排放量1.84亿t，生活污水排放量2.31亿t。2009年全市地表水总监测河段长度为571.4 km，其中165.0 km全年河干。在有水的406.4 km监测河段中，水质超Ⅴ类的河段163.0 km，占有水河段的40.1%；水质为Ⅳ类的河段97.4 km，占有水河段的24.0%；水质为Ⅲ类及以上的河段有146 km，占有水河段的35.9%。在市区，洨河的水主要为沿途排放的废污水，污染严重，全年监测水质均为超Ⅴ类，主要超标项目为挥发酚、氨氮、溶解氧、化学需氧量等；总排干渠监测断面全部为石家庄市的废污水，水体污染严重，全年为超Ⅴ类水质，主要超标项目有溶解氧、化学需氧量、挥发酚、氨氮等。污水的过度排放对市区水环境生态、城市供水以及下游农业生产都构成一定影响和威胁。

4.城市防洪问题严峻

城市气候变化以及下垫面改变导致市区暴雨频发，带来一系列的城市防洪问题，人民群众财产受到城市洪水的严重威胁，城市正常的交通生活秩序受到很大影响。据水文部门监测资料统计，近20年对市区有较大影响的暴雨洪水就有4次。

二、石家庄城市水文问题的对策思考

1.城市水文发展现状

石家庄水文监测工作经过几十年的发展，在市区外围的主要河流和3个大型水库共设有12处水文站，初步形成了34处基本测验断面、8处巡测断面（107国道）、98 处雨量站、70 处水质监测站、85处地下水水位站、7处开采量监测站、58处水情报汛站、20处旱情监测站的项目齐全、布局合理、功能完备的水文监测站网。但是，在石家庄市区，水文工作目前还没有完备、系统的水文监测站网，只有一些为水文专项工作刚刚设立的降雨、地下水和水质监测的零星站点，包括14处雨量站、8处地下水动态监测站和3处水质监测站点，没有一处水文站点。可以说在石家庄市区，水文监测站网基本上是个空白，仅有的站点也不系统、不完善，有的还可能不符合有关的技术规范，发挥的作用也微乎其微。因此，加快发展城市水文站网，尽快开展水文观测，推进城市水文研究，满足石家庄市城市发展的需求，将成为水文部门当前面临的一项迫切任务。

2.城市水文面临的新课题

随着石家庄市城市化水平的不断提高，水文环境的改变会日趋明显，人口集中、建筑林立、热岛效应、污水排放、空气污染、水资源加剧等一系列严重问题，成为城市发展的制约因素。水文部门如何发挥行业技术优势，逐步破解城市水文研究面临的新课题，应该成为今后一个时期水文工作的重点。

石家庄市是一个水资源短缺的城市，为了解决城市发展所需要的水资源量并进行合理配置，就必须对城市水资源供需现状进行勘测评价，同时根据城市发展的规划，结合科学技术、经济、社会以及环境等因素，提出合理开发利用水资源的具体方案，另外还要注重研究南水北调通水以后的水资源联合运用问题，为修订城市水资源规划，缓解水资源供需矛盾、推进可持续发展提供决策依据。面对日益频发的城市洪涝灾害，要在城市的重要部位设立相应的雨量、水位流量监测站点，积累市区降雨径流资料，探索有关规律，建立有关降雨径流模型和相应水情信息系统以及预警系统，为降低灾害损失、城市雨水利用，特别是城市排水工程以及防洪方案制定提供技术保障。关于市区地下水超采形成的漏斗问题，特别是对城市建设产生的影响，应该在其周围设置相应的地下水动态观测点，结合地质部门的监测结果，探索漏斗的发展趋势以及变化规律，远期利用南水北调来水回灌，开展漏斗修复研究，提出有关对策。为了研究石家庄市城市水污染的控制和管理，要做好污水总量的监测，设立专门的水文站点，控制整个排放过程，结合水质监测的开展，研究污水水质的变化规律，进一步摸清城市污水来源以及污水的生物和理化过程。为了研究城市化对气候变化的影响，应了解城市化形成的高温分布以及变化规律，针对城市“热岛现象”适时开展有关项目监测，探讨气温和降水、空气污染等因子的相互关系，掌握石家庄市独有的气候特征和发生机理，减少由此造成的灾害损失。

3.城市水文的目标方案

（1）水文站

在石家庄市西部防洪堤外侧的太平河和古运粮河上分别设立北新城和小马村两处水文站，主要为石家庄市的防洪提供水文监测资料，观测项目有水位、流量、沙量、降水量；在石家庄市总排污河道——洨河和汪洋沟上分别设立南赵村和唐家寨两处水文站，观测项目有水位、流量、降水、水质，主要为石家庄市的防洪、水资源管理和利用、水环境承载能力分析提供水文监测资料。

（2）雨量站

在石家庄市区和西部山区设立雨量站19处，其中太平河上游设雨量站4处，在古运粮河上游设雨量站3处，在石家庄市区设雨量站12处。

（3）蒸发站

在石家庄市区北部的滹沱河1、2、3、4号水面和东南部的世纪公园设立两处水面蒸发站，用来观测石家庄市生态环境用水的蒸发损失量，为石家庄市民心河和环城水系耗水量提供监测资料。

（4）地下水水位监测井

在市区东部漏斗区周边设立10处地下水水位监测井，以监测地下水埋深变化过程。

三、发展城市水文的对策

1.了解城市发展规划，把握城市水文特征，编制水文发展规划

在充分了解石家庄市城市发展规划、石家庄市水资源综合规划的基础上，摸清石家庄市的基本情况、社会经济、城市建设等细节，充分考虑滹沱河综合整治工程、一河两环工程的设计施工以及交通路网等有关城市基础性设施的布局范围，特别是城市土地利用情况。同时，还要正确把握城市水文研究的特征，注意区分流域水文和城市水文的不同点，还要打破水文研究中一些传统的做法，注意各种交叉学科的综合运用，把城市水文看作一个大的综合系统来研究。继续修订完善城市水文发展规划，突出前瞻性和完整性。在城市水文观测、站网布设、测验手段、仪器设备、测验方法以及技术规范等方面，注意分析总结工作成果，为国家制定“城市水文监测与评价分析技术导则”提供有益经验和依据。

2.加强城市水文站网建设，积累城市水文基本资料

水文基础资料是开展城市水文的基础，就石家庄市目前的城市水文工作开展情况看，当前首要的问题是从实际出发，根据发展规划，制定具体的水文工作开展方案，在市区布设相应的水文站、降雨量观测、地下水观测、城市污水水质监测以及蒸发等基本站网，尽早开始水文观测，积累基础资料。对于水文站网覆盖不到的地方还要开展水文调查、水文巡测，力争把以城市水资源为中心的相关情况了解清楚，为开展城市水文研究奠定基础。

3.注重现代新技术应用，开展城市水文专项研究

城市水文工作是随着城市的发展而引起重视并开始研究探索的，水资源的经济和社会属性不断增强，使得水与经济、水与社会成为重要课题。专项研究应包括城市供水、用水平衡分析以及水资源评价，城市水文预报工作中对不同量级城市暴雨洪水的模拟预测，城市饮用水水源地的监测、分析和评价，城市水生态保护和修复的监测分析等内容。开展城市水文研究要注意引进新思想、新技术，如常用的“3S”技术、人工神经网络（ANN）、神经智能、遗传算法等。

4.加快专业人才培养，提高专业技术水平

城市水文涉及多个领域和学科，要求水文技术人员具有驾驭相关交叉学科的知识和能力，因此，要舍得投入相应资金，采取走出去、请进来的办法，有计划地加强有关技术培训，逐步造就一支掌握城市水文专业技术的人才队伍，为推进城市水文工作提供人才基础和智力保障。

5.建立水文信息发布制度，为社会提供及时准确的水情信息

在城市水文监测实施过程中，充分利用城市交通便利、通信网络先进、新闻媒体众多的优势，采用现代信息采集技术、通信技术、计算机应用技术等，实现监测站点、监测项目在市区的全覆盖，发挥水情自动测报系统的快速、准确的优势，把有用的各种水文信息通过多种渠道及时向社会发布，实现城市水文服务于国民经济和社会发展的目的。

6.认真落实水文条例，争取社会支持，建立城市水文资金投入长效机制

充分认识城市水文工作的重要性、特殊性和复杂性，用足用好国家水文条例和省水文条例等政策法规，积极倡导“大水文”发展理念，结合石家庄市城市水文发展实际，加强和市政府有关部门的联系，了解经济社会对城市水文的需求，推进水文双重管理体制，努力把城市水文发展规划纳入石家庄市经济社会发展计划，争取地方政府理解支持，建立城市水文资金投入长效机制。同时，做好水文宣传工作，积极开展水文技术服务，扩大水文行业影响，为开展城市水文工作创造良好社会环境。

[1]拜存有，高建峰.城市水文学[M].郑州：黄河水利出版社，2009.

[2]武建虎.城市化发展引起的城市水文问题探讨[J].山西水利科技，2005（10）.

[3]赵国石，郝立生.石家庄市气候变化特征分析[J].气象科技，2007（6）.

[4]金云.城市化与上海城市水文[J].上海水务，2003（2）.

[5]石家庄市水务局.石家庄市水资源公报[R].2009.

Thinking on impact and countermeasures about urban hydrological problems of Shijiazhuang City

Liu Genhua,Zhang Shaojun

The nervous trends of resources,transportation,housing and sewage are effected by urbanization process,especially in the climate,groundwater,urban sewageand urban flood aregreatly influenced tohydrologicalenvironment.On the foundation of analysising the urbanization of hydrological environment impact,combined with the work of the developmentofhydrologicalsituation of Shijiazhuang,urban hydrologicalstudywasproposed and resolved,which isabout how tosolve the problem of thegoalsand taskswhich facing the city development.The initialplan the developmentofurban hydrology was worked out,and the appropriate solutions were proposed according to the characteristics of the urban hydrologyofShijiazhuang.

urbanization；hydrologicalenvironmentimpact；countermeasures

P333

A

1000-1123（2011）03-0063-03

2010-12-25

刘根华（1962—），男，高级工程师。

责任编辑 李建章