谈城市化对市区降雨径流的影响★

仝 彤 赵宏杰

(1.河北省邯郸市峰峰供水责任有限公司，河北 邯郸 056200； 2.邯郸职业技术学院，河北 邯郸 056001)

·水·暖·电·

谈城市化对市区降雨径流的影响★

仝 彤1赵宏杰2*

(1.河北省邯郸市峰峰供水责任有限公司，河北 邯郸 056200； 2.邯郸职业技术学院，河北 邯郸 056001)

介绍了雨水资源化利用的意义，通过分析城市化对降雨径流量及水质的影响，得出城市化发展会减少雨水渗透，增加径流量，使降雨径流受到严重污染，提出了通过雨水渗透的涵养地下水技术、对降雨径流进行收集—处理—利用技术和雨水的生态利用技术缓解城市排水管道和防洪设施的压力，同时提高水资源利用率，缓解城市水资源短缺压力的措施。

雨水，资源化，径流，水质

1 雨水资源化利用的意义

我国的水资源在时空上分配极不均匀，加之人类对水资源的不合理开发和利用，严重的浪费，人类发展和工业化进程加速等因素，使得水资源短缺的矛盾加剧，大部分城市都面临着缺水的问题。水资源的短缺已经成为影响城市健康发展的重要因素，制约了城市化的进程。城市的雨水资源化，既可以有效的控制雨水产生的径流污染，又可以改善城市水环境和城市的生态系统，并能够缓解我国水资源出现的季节性短缺现象，同时会减轻城市内涝和防洪压力。加快城市雨水资源化，对建立节水型城市，实现低碳经济有着重要的推动作用。

2 城市化对降雨径流量的影响分析

城市化在很大程度上改变了土地原有的利用方式，道路、广场和建筑物等硬化了城市的下垫面，同时减少了绿地和农田，缩小了水域面积，挤占了城市的水系空间。从表1中可以看出，各种地面形式对降水径流系数的影响非常大，混凝土和沥青路面径流系数可高达0.95，也就是说降水基本上都会转化成径流，而不能被土壤层吸收。而公园和绿地的径流系数仅为0.10，可见，这些地方的降水基本上都能够被土壤吸收，转化成地下水。这种城市化的土地利用形式，不仅会影响到城区的降水，也会影响到城市下垫面层的产汇流以及造成城市的洪灾。因为，下垫面被硬化后，不透水面积被增加，在很大程度上影响了降水向土壤内部的渗透，消弱甚至切断了地下水以及城市水系的基本补给来源。同时，随着城市下垫面的硬化，使得城市暴雨时的地面径流量增大，给市政管道带来了巨大的压力，也增加了城市防洪排涝的困难。

表1 各种地面的径流系数

3 城市化对降雨径流水质的影响分析

城市雨水径流中的污染物性质和含量会随着城市土地利用类型、城市交通量、城市化程度、空气污染程度和人口密度等多种因素变化。污染物的来源主要是三个方面：一是降水过程中携带的空气中的污染物；二是在形成径流后冲刷的土地表面的污染物；三是流经地下管道过程中携带的污染物质。1981年美国做过一项研究，表明在129种重点污染物中，城市雨水径流中出现过约50%，可见其所含污染物种类之多。一般城市降雨径流中的污染物有以下几大类：悬浮固体、重金属、氮、磷、细菌及病毒、好氧物质、酸类物质、腐殖质、油脂类物质和有毒有机物等。接下来通过两个参数COD和SS的变化，来说明一下雨水径流水质的变化。

3.1 降雨历时对城市雨水径流水质的影响

对于城市雨水径流，COD和SS都呈现了径流初期污染物含量较高，随着降雨历时的增长，浓度逐渐降低，最后趋于稳定值的规律。对于城市屋面雨水径流，COD和SS随着降雨历时的增加，其含量很快降低，并趋于稳定值，可是对于城市道路，COD和SS浓度变化幅度不大，呈现逐渐递减的态势。

3.2 降雨间隔时间对城市雨水径流水质的影响

如果两场雨的时间间隔越短，由于前一场雨将屋面和路面沉积物都进行了溶解并冲刷，减轻了后一场雨的压力，使后一场雨的初期水质较好；若两次降雨时间间隔较长，则两次降雨径流水质无太大变化。对于城市建筑物屋面，这一规律尤为明显，对于城市道路路面，影响较小，因为屋面的污染物主要由于沉积所致，而道路路面的污染物主要由行人和交通量来决定。

3.3 降雨强度对城市雨水径流水质的影响

降雨强度的变化也会对雨水径流水质产生影响。若降雨强度较大，则降雨过程中对屋面和路面的冲刷作用较强，降雨径流初期的污染物浓度会明显升高，但随着降雨历时的增长，污染物含量会急速下降，最终水质浓度也会趋于稳定。若降雨强度不大，降雨的冲刷能力不强，则降雨径流中COD和SS的起始浓度较低，随着降雨历时的增长，浓度变化不明显，最终趋于稳定值。

3.4 不同性质的区域对城市雨水径流水质的影响

采样点的设置情况对径流水质的影响，工业区由于生产过程中对周围环境污染较为严重，尤其是对大气的污染，使得降雨径流中污染物浓度最高。其次是商业区，由于商业区人员密集程度大，车流量大，受人为因素影响较大，路面较脏，所以径流水质较差。最后是居住区，如果对生活垃圾进行妥善收集和处理，那么居住区的污染因素就会较少，对周围环境的影响不大，使得降雨径流水质较好。

3.5 屋面路面的材料对城市雨水径流水质的影响

屋面防水材料的影响，石油沥青屋面对降雨径流产生的污染最为严重，因为，沥青属于石油的副产品，其化学成分组成非常复杂。而且，沥青屋面在太阳的暴晒下容易老化并分解出有机物质，所以，在降雨冲刷的作用下，会把这些有机物质携带走。

4 城市雨水利用理论及方法

1)人工暗河蓄排系统技术。由于水资源短缺，加大了对地下水的开采和利用，使得地下水水位不断降低，在多个城市形成了不同规模的地下漏斗，导致城市地面下沉。可以通过人工暗河蓄排技术增加雨水的渗透，来实现涵养地下水，充分的利用雨水来补充地下水的含量。具体做法，比如通过采用带有渗透功能的雨水管道，铺设透水地面，增加下凹式绿地等。2)对雨水径流进行收集—处理—利用。可以经初期雨水径流弃流后，把雨水进行收集，经简单处理即可回收利用。用途包括：城市绿化，浇洒道路，杂用甚至用于工业。这样一来，可以减少对自来水的使用量，减轻城市水压力，实现水资源的重复利用。3)雨水生态利用技术。雨水的生态利用，兴起于20世纪90年代，由德国最先开始。它是一项综合性雨水利用技术，通过人工的精心设计，利用土壤的自净能力和水生植物系统的净化作用，将雨水的利用与景观设计相结合，实现经济、社会效益和环境的统一和谐。最近几年，被大家重视的湿地建设就是生态利用技术的一种，把湿地建设和雨水利用相结合，避免了人工处理雨水的资源和能源的消耗，也降低了城市化发展对自热系统的破坏，并创造了良好的自热景观，还可通过建设城市屋顶花园、城市景观水的方法实现雨水的生态利用。

5 结语

雨水资源化利用具有重大的意义，通过分析，城市化对降雨径流量的影响非常严重，分析得出城市化发展会减少雨水渗透，增加径流量，给城市排水管网和防洪设施带来巨大压力。通过城市化对降雨径流水质的影响分析得出城市化发展会使降雨径流受到严重污染。所以，可以通过雨水渗透的涵养地下水技术对降雨径流进行收集—处理—利用技术和雨水的生态利用技术缓解城市排水管道和防洪设施的压力，同时提高水资源利用率，缓解城市水资源短缺的压力。

[1] 车 武，李俊奇.从第十届国际雨水利用大会看城市雨水利用的现状和趋势[J].给水排水，2002(3)：109-110.

[2] 朱达力，孟 智.论城市雨水资源的影响和利用[J].资源管理，2001(771)：13.

[3] 赵廷红，牛争鸣.实现城市雨水资源化的基本途径[J].中国给水排水，2001(10)：56-58.

On influence of urbanization on rainfall runoff in cities★

Tong Tong1Zhao Hongjie2*

(1.HandanFengfengWater-supplyCo.,Ltd,Handan056200,China; 2.HandanPolytechnicCollege,Handan056001,China)

The paper introduces the meanings of the utility of rainfall resources, concludes the urbanization will reduce the rainfall seepage and increase the runoff volume which are tended to have the rainfall runoff polluted, according to the analysis of the influence of the urbanization on the rainfall runoff volume, and points out the collection-treatment-utility of the rainfall runoff and the ecological use of rainwater will relieve the pressure on urban drainage pipelines and flood control installation, improve the use ratio of rainwater, and lower the pressure of being short of water resources in cities by conserving groundwater technique of the rain seepage.

rainwater, resource recycling, runoff, water quality

2014-12-12 ★:邯郸市科学技术研究与发展计划项目(项目编号：1423109061)

仝 彤(1981- )，男，工程师

赵宏杰(1979- )，女，讲师

1009-6825(2015)06-0111-02

TU991.114

A