城市防洪及雨洪资源利用探讨

□杜付然□王婉莺

（1河南省水文水资源局；2中银国际证券有限公司）

城市防洪及雨洪资源利用探讨

□杜付然1□王婉莺2

（1河南省水文水资源局；2中银国际证券有限公司）

城市内涝频发，人民生命财产损失严重，同时，许多城市又面临水资源严重不足及地下水过量开采等问题。二者的矛盾让寻求雨洪资源合理开发利用显得愈发紧迫。文章分析了天气变暖引起极端天气频繁，城市化进程加快、绿地减少、不透水面积急剧增加，是城市暴雨洪水频发的成因，阐述了郑州市资源性缺水的特性。提出通过X波段雷达监测、制订科学方案等非工程措施解决郑州市城市防洪问题，通过制定相关政策、采取奖惩措施、建设拦蓄工程，将郑州市建设成为海绵城市，进而将城市防洪与缓解水资源紧缺紧密地联系起来。

城市防洪；雨洪利用；海绵城市；郑州市

1 概述

近几年随着气候变暖，极端天气肆虐，超标准短历时暴雨多发，许多大城市内涝严重，形成“在郑州看海”或“在武汉看海”等局面，严重干扰人们的正常生产生活秩序，给城市居民生命财产安全带来极大隐患。

同时，城市又面临水资源严重不足及地下水过量开采等问题，我国669个城市中有400多个城市存在资源型或水质型缺水问题，其中100个城市属于严重缺水。随着城市化进程的加快，工业、生活等用水急剧增加，为维持城市正常运转，许多地区不得不超采地下水，加上原有的农田、绿地、林地大面积被建筑物和硬化路面取代，使得原有透气疏松透水性好的土壤被不透水材料所覆盖，地下水不能得到很好的补给，导致城市出现地下水下降漏斗的中心。

如何实现雨洪资源化是解决我国大部分城市，尤其是北方地区严重缺水的当务之急，有效的利用雨洪资源能够提供城市可持续发展所必须的水资源、生态环境资源，打造良好的生物多样性环境，保证城市功能的正常发挥。郑州市作为严重缺水的城市之一，其特征和表现具有较强代表性，故以郑州市为例，作为文章的研究范例。

2 郑州市暴雨内涝成因及雨洪利用现状

2.1 郑州市暴雨洪水

郑州市区位于东经113°25'～113°53'，北纬34°38'～34°58'之间，属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，降水在一年内相对集中，季节性暴雨为雨洪利用提供了前提条件。根据多年平均降水量数据，郑州市汛期（6-9月）平均降水量为417.30 mm，占全年降水量的65.40%，非汛期（10月-翌年5月）平均降水量为220.30 mm，占全年降水量的34.60%。汛期降水量占全年降水总量的六成还多，因此极易出现突发性雨洪灾害。

郑州市区内主要河流有贾鲁河、金水河、索须河、熊耳河、七里河、魏河和潮河等河流，尖岗、常庄、西流湖、龙湖等水库。市区内河流全部经过加固处理，提高河道的防洪标准，增加河道防渗能力，有利于排涝，不利于对地下水的补给。

2017年8月12日，郑州市发生强降雨天气，14：30分至15：30分，省委、水利厅、水利设计院、高新区站时段平均降水量43.80 mm，降雨主要集中在14：30分至15：00分30分钟内，平均降雨30.60 mm，造成城区大面积积水，汽车被淹，许多路段交通瘫痪，人员和车辆无法通行，给群众出行带来不便。

造成这一灾害的主要原因是气候变暖及热岛效应加剧城区空气对流，强对流易引发极端天气，增加短历时大暴雨发生的概率，同时城市透水性及形态发生巨大变化，屋顶、院内及路面硬化，不透水层面积大量增加，在道路上产生低洼地，致使城市地区水文循环过程发生较大改变，极大地减少下渗量和植物截留，填洼水量几乎为0，加大净雨深，降低糙率，减少对水流的阻力，加快坡面汇流速度，汇流距离短，只有数百米，很容易在低洼处形成积水点，而老旧的排水系统，排涝效率低下，难以及时将积水排出，从而造成城市内涝。

2.2 郑州市水资源特性

2015年郑州市区年降水量为591.00 mm，折合水量5.87亿m3，降水主要集中在汛期。水资源总量为1.37亿m3，其中地表水资源量0.85亿m3，径流深85.10 mm，大于周边县区，地下水资源量1.27亿m3。地下水开采量2.23亿m3，浅层地下水水位下降2.08 m。人口475.65万人，国内生产总值3408.22亿元，工业增加值601.77亿元，供水总量为6.66亿m3（跨区域调水量为4.06亿m3），其中农业用水量0.53亿m3，工业用水量1.30亿m3，生活用水量3.52亿m3，生态用水量1.32亿m3。人均用水量140 m3，万元GDP用水量8 m3，规模以上万元工业增加值用水量22 m3。过度开采地下水，使郑州市区的浅层地下水以京广铁路为界，形成了东、西两个降落漏斗。西部降落漏斗中心位于惠济区古荥镇汉代冶铁遗址附近，在枯水期（4月份）地下水埋深35.15 m，漏斗面积138.50 km2，在丰水期（8月份）地下水埋深36.47 m。东部降落漏斗中心位于金水区金水东路国土资源厅附近，在枯水期（4月份）地下水埋深16.78 m，漏斗面积288.01 km2，在丰水期（8月份）地下水埋深16.30 m，漏斗面积320.10 km2。枯水期浅层地下水总降落漏斗面积为426.51 km2。丰水期浅层地下水降落漏斗总面470.83 km2。

2.3 郑州市雨洪利用现状

目前郑州市基本上还没有真正意义上的城市雨水收集利用系统，绝大部分雨水在淹没一些街区之后，通过排水系统流入周边河流及新开挖的一些湖泊，用于新城区的生态用水，老城区雨水缺乏综合利用。

为解决日渐加剧的城市内涝及缓解水资源短缺对郑州市经济社会发展的严重制约，推进海绵城市建设，郑州市政府先后出台了《中原经济区郑州都市区建设纲要》、《郑州市2013年生态水系建设实施方案》、《郑州市人民政府关于印发2013年郑州市环境综合整治实施方案的通知》、《郑州市城市市政工程设施管理条例》等一系列有关城市建设中水资源再利用的政策规章，为雨洪资源利用提供了有力的政策保障。水利厅也开展雨洪资源利用试点并取得初步成效。郑州市开挖了一些人工湖，用于容纳雨洪及补给地下水，在市区人行道上，用透水砖代替不透水砖，在加大对地下水补给的同时，可一定程度上减轻城市内涝。

3 郑州市雨洪利用解决途径和方法

雨洪主要以分散拦蓄、储存和分散利用等方式再使用，解决途径主要有工程措施和非工程措施。非工程措施成本低，投资小，因此在雨洪资源利用上主要以非工程手段为主，工程手段为辅。

3.1 非工程措施

首先，对全市的道路进行普查，筛选易积水路段进行地形测量，对积水点水位进行监测，对附近下水道进行排查，用X波段高分辨率雨量雷达对全市降水量实时全覆盖监测，研究适合的产汇流模型，制订科学的调度方案，泄、蓄结合，有效利用雨洪资源，把洪灾损失降到最小。

其次，要完善相关法规，尽快出台对雨水管理的目标、任务、使用范围、权力责任利益分配等法规。如：设置专项基金、谁投资谁收益。出台相关法规，要求所有新建小区必须具备雨水收集和雨洪排放设施，违者罚款或另收费，以促进雨水收集利用设施的普及和雨洪的排泄；限制污染材料的使用，鼓励新型环保透水材料的使用，如：风积沙透水砖等。支持推进社会组织在政策、法律框架内配合政府进行雨洪资源系统建设。

最后，借助社会组织的专业知识与技能，利用科学手段，提高雨洪资源信息化程度（我国水利信息化指数30%，美国为95%）。建立规范的雨洪利用系统标准，对水质净化指数、屋顶集雨储存设施、建筑物拥有绿地比重等形成明确数据，帮助政府对社会组织进行评估与监督，及社会组织对政府的责任利益划分。

3.2 工程措施

建设拦河工程、蓄水工程、下渗工程及排水工程等，拦截并蓄存珍贵的雨水、排泄成灾的洪水。在商场、办公楼、住宅楼顶层建设雨洪收集利用系统工程，收集的雨水经过一级预处理，可为商场提供冲厕所、消防紧急用水等，在建筑物下方设带板盖的渗透沟，通过渗水设施回灌地下水，浇灌附近植被。市内道路建设或改造时，将下水道口设置在行车道靠边的道牙上，下水井及蓄水装置设在绿化带中，在提高道路积水排涝速度的同时，可有效防止行人跌入下水井，并可为绿化带提供灌溉用水。政府可以委托中介，与企业进行合作，促使企业参与雨洪利用，建设集水设备。

通过BOT模式，开放部分城市建设职能和工程，引进社会资金，使更多社会组织参与到雨洪资源利用系统建设中。

4 结语

美洲有个谚语：地球不是从上一代那里继承过来的，而是从下一代那里暂借的。2012年1月12日，国务院发布了《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》要求减少地下水的过度开发，增加水资源的循环使用，不仅是为当下寻求发展，更是为了后辈们能够生活在更加美好的环境，用上更加纯净的水。坚持经济、社会和环境协调发展以及资源尤其是水资源可持续发展的原则，建立人与自然和谐相处的科学机制，真正形成生态型和节水型的现代新城市。

[1]王志峰，蔡方.现代城市管理概论[M].北京:清华大学出版社，2008（20）.

[2]许拯民.城市防洪及雨洪利用工程技术研究[M].长江出版社，2008（89）.

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1673-8853（2017）11-0021-02

2017-9-30

编辑：刘青