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潍坊市区雨水径流特性及雨水资源化研究1潍坊市水文水资源特征潍坊市地处北温带季风区，属半湿润大陆型气候，四季分明，雨热同期。春季风多雨少，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。多年平均气温12.3℃，1月份最冷，月平均气温为-2.5～-3.5℃，极端最低气温为-24.5℃。7月份最热，月平均气温为25.5～26.5℃，极端最高气温41.7℃。全市多年平均降水量为661.9mm，年内降雨多集中于6～9月份，占全年降水量的72%。根据《潍坊市水资源调查评价》成果，潍坊市多年（1956～2000年系列，下同）平均降水量为661.9mm，多年平均地表水资源量为17.03亿m3，多年平均地下水资源量为15.12亿m3。水资源总量为地表水资源量与地下水资源量之和，扣除两者相互转化的重复计算量4.87亿m3，全市水资源总量为27.28亿m3，人均水资源量322m3/人。水资源时空分布特征，潍坊市的降水量年内分布很不均匀，年内降雨多集中于6～9月份，占全年降水量的72%左右。受地形影响，全市降水量的地区分布规律由东南向西北递减，南部山区多年平均降水量在850mm以上，北部滨海平原区在600mm左右。年际变化较大，最大（1964年）年降水量1256.7mm，最小（1981年）年降水量346.9mm。河川径流除受降雨影响外，还受下垫面的影响，年内、年际变化更为明显。最大年河川径流深565mm，出现在1964年，最小河川径深22.9mm，出现在1989年，最大值为最小值的24.7倍，丰、枯水年持续出现。1980年以来连续10年干旱，1980～1989年10年汛期平均降雨比历年同期降雨减少了20.2%，水资源供需矛盾突出。水资源的地域分布不均匀，水资源区域分布总的趋势是，东南部比西北部丰富，潍河流域和弥河流域比白浪河流域丰富。地下水的区域和时空分布不均，山前平原和河谷平原以松散地层孔隙水为主，补给条件和贮水条件较好，是全市地下水的主要开采区。山丘基岩区以风化裂隙水和构造裂隙水为主，并有少量岩溶水，补给条件和贮水条件较差。滨海平原区基本无地下淡水。2.雨水利用的必要性2.1雨水资源的利用，可缓解城市供水紧张状况。我国是水资源严重短缺的国家，水资源的匮乏和水环境的严重污染，已成为制约我国经济社会发展的重要因素，对我国的可持续发展构成了直接的威胁。目前，全国有300多个城市缺水，50多个城市严重供水不足，不得不超采地下水和跨流域、跨地区引水，每年造成直接经济损失达数千亿元。与此同时，城市雨水作为一种长期被忽视的经济而宝贵的水资源，一直未得到很好地利用。潍坊作为一个严重的缺水型沿海城市，由于水资源的紧张，开源节流势在必行。受温带季风气候和海洋性气候的影响，潍坊雨量充沛，市区规划面积2334km2，年平均降水量为599.8毫米，年平均总降雨量为13.99亿立方米，主要集中在7、8月份，也正是用水高峰时期。如果年降雨量的20%产生径流，则年平均径流量为2.80亿立方米，日均45.2万m3，这部分径流雨水被收集利用将有效缓解水资源的短缺。2.2雨水资源的利用，可避免城市洪涝灾害。随着城市化的快速发展，城市街道、住宅和大型建筑物使城市的不渗透水覆盖的面积不断增加，使得相同的降雨量，城市地区产生的径流量也迅速增加。另一方面市区雨水管道不断完善和延伸及天然河道的改变，使雨水流向排水管网更为迅速，洪峰增大和峰现时间提前，径流过程线的形态与时间尺度都与城市发展以前显著不同。城市水文的这种变化，导致城市雨洪灾害问题日益严重。据统计，全国有300多座大中城市存在雨水排泄不畅，引起降雨积水而损失严重的问题。将雨水资源化，利用雨水渗透技术涵养地下水、通过收集处理回用，可以减小雨水径流负荷，减少雨水管道、泵站的设计流量等，从而不但减少了城市雨水管道和泵站的投资及运行费用，而且可避免暴雨时的洪涝灾害。2.3雨水资源的利用，涵养地下水可产生较大效益潍坊市由于地下水过量开采，导致地下水位下降，地下漏斗范围不断扩大，北部海水入侵严重，咸淡水分界线不断南移。通过绿地、透水性地面等将雨水渗透地下，或者根据情况直接将雨水回灌地下，能够起到涵养地下水、防止地面下沉、海水倒灌的作用。另外，地下水补充的足够多时，还可以抽取地下水作为生活用水等。同时，地面土壤起到净化雨水的作用。2.4雨水资源的利用，节省城市排水设施的运行费用雨水渗透与利用后，减少向市政管网排放雨水，减轻市政管网的压力，也减少市政管网的维护费用、管网运行费用等，雨水渗透与利用每年可节省巨大的城市排水设施的运行费用。3城市雨水资源化途径3.1增大雨水就地入渗率原则上应渗蓄为主，利用为辅。着重减轻城区防洪排涝的压力，缓解地下水位下降的趋势，控制雨水径流污染，改善城市的生态系统。因地制宜，多管齐下，在小区、公园、人行道、停车场等交通量小的地区铺设生态型透水路面，如多孔嵌草砖、透水砖、透水性混凝土路面等，涵养地下水源，减轻排水管道压力；在公共绿地、道路景观隔离带、道路两侧绿化带等公共场地，规划推广下凹式绿地；在易发生内涝区域修建下沉广场、运动场等，当暴雨强度超过排水系统设计标准时，可起到滞留、存储雨水作用，缓解暴雨洪水对骨干排水系统的压力；3.2尝试利用屋面雨水集蓄系统利用屋顶做集雨面的雨水集蓄利用系统主要用于家庭、公共和工业等方面的非饮用水，如浇灌、冲厕、洗衣、冷却循环等中水系统。可产生节约饮用水，减轻城市排水和处理系统的负荷，减少污染物排放量和改善生态与环境等多种效益。屋顶绿化是一种削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境新的生态技术，也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施。植物和种植土壤的选择是屋顶绿化的技术关键，防渗漏则是安全保障。植物应根据当地气候和自然条件，筛选本地生的耐旱植物，还应与土壤类型、厚度相适应。上层土壤应选择孔隙率高、密度小、耐冲刷、且适宜植物生长的天然或人工材料。屋顶绿化系统可提高雨水水质并使屋面径流系数减小到0.3，有效地削减雨水径流量。该技术在德国和欧洲城市已广泛应用。3.3兴建雨水拦截和蓄存设施合理规划建造城市雨水蓄水设施，汇集贮存雨水用作城市非饮用水的直接水源。一般而言，大气降水水质较好，不需要处理即可作为初级水源或补充水源加以利用。城市在规划建设蓄水设施时，应尽量考虑将其建在容易集水，且水质相对较好的地方，此类拦截和蓄积雨水的工程设施，既控制了汛期多余的雨洪径流，减少了城市排水设施的压力，又为城市增加了新的供水水源，从而缓解了城市水资源的供需矛盾。3.4采取雨污分流制，集中蓄水对于采用分制的管道系统来说，雨水一般可就近排入水体，在新建、改建、扩建的道路中，铺设雨水管道一律采用下渗管道，人行道面采用透水砖铺设，一可下渗补充地下水，二则可以减少泄洪径流、减轻管道压力，三是通过设置截流干管将雨水集中引入适当的地点统一处置，既避免了雨水初期流对受纳水体的污染，又提高了雨水的利用率，一举多得。3.5雨水回灌地下水采用各种雨水渗透设施，让雨水回灌地下，补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术。还有缓解地面沉降、减少水涝和海水倒灌等多种效益。采取有效措施，利用汛期雨水进行合理的地下回灌，势在必行。影响地下水人工回灌的因素很多，必须进行综合考虑，可以对现有的两用井、渗井等加以充分利用，在地下水库所在位置扩建回灌井、渗井等设施，从而可以有效地补充地下水，防止地质环境的恶化。如果利用汛期雨水来进行回灌，不仅可以增加地下水的存储量，而且可以减少洪水径流量，起到防洪排涝的作用。4.雨水资源的有效利用，需要配套政策4.1尽快出台城市雨水利用的相关政策、法规、标准为了有效利用雨水资源，需要补充和完善水法中的雨水利用实施细则；因地制宜地制定各地区的雨水利用技术规范和标准。4.2加强雨水利用的科学研究。尽快开展市区降雨特性、区域雨水汇流介质水质、土层渗透能力等调查研究。4.3调整水价，实现水资源市场化；4.4通过各种渠道加强雨水利用的宣传教育；4.5保证雨水利用的资金投入；4.6开展示范工程建设。开展雨水滞留、屋面雨水利用等示范工程建设，特别是在城区新建、改建项目过程中，要本着高起点、高标准要求，开展雨水管理试点建设，在城市率先建成一批示范工程，从而对城市雨水利用起带动作用。5结论日益严重的水资源短缺和雨水的污染问题已受到人们的重视。雨水资源的合理利用，对缓解水资源的供需矛盾，保护和改善生态环境，提高城市的经济效益、社会效益和环境效益都有重要意义。