海口城市化进程对水文效应的影响及改善路径

海口城市化进程对水文效应的影响及改善路径

发表时间：2019-08-05T11:34:16.563Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：梁振轩1 熊元武2

[导读] 摘要：在大城市建设中，城市水文学已作为一门新兴学科正逐渐引起社会的关注。

1海口市排水管道养护所海南海口 570208；2中国电建集团建筑规划设计研究院有限公司北京 100024

摘要：在大城市建设中，城市水文学已作为一门新兴学科正逐渐引起社会的关注。本文介绍了海口市的水资源概况，分析了城市化进程对水文效应的影响，提出了海口市城市水文发展思路，以期为海口市城市水文工作开展提供借鉴。

关键字：城市水文学；城市化；水文效应；水循环；海口

1、海口市水资源概况

海口由于地理位置处于南渡江的出海口，因此得名海口。海口市多年平均年年降水量2067mm，多年平均年蒸发量1834mm，一年内平均日降雨量在0.1mm以上雨日在150天以上。海口市域内有17条主要河流流经，其中有7条河流属于南渡江水系，南渡江干流经由市域西南部东山镇流入，穿过中部秀英区、琼山区，最后在美兰区的三联社区流入琼州海峡，独流入海的有9条河流。根据《2017年海南省水资源公报》，海口市地表水资源量以地表径流为主，2017年地表水资源量21.05亿m3，水资源总量21.39亿m3。海口市的地表水资源主要位于南渡江水系，南渡江的多年平均年径流量60.99亿m3。海口市2017年地下水资源总量9.117亿m3，市区范围内广泛分布有潜水和承压水。

2、海口城市化对水文条件的影响

2.1地表和地下水消耗量加大

区域人口密度的增加和城镇工业的快速发展都会加剧对地表水和地下水资源的消耗。海口市2016年常住人口224.36万人，人口密度713人/km2，其中城镇人口174.51万人，城镇化率77.78%，居海南省第一。从水资源供用水量变化来看，海口市城区总供水量由1978年的1032万m3增加到2016年的6.662亿m3。自1988年海南建省之后，海口市社会经济发展迅猛，水资源消耗逐年增加，地下水开采量增长迅速，到1995年上升至31.76万m3/d；从1996年开始，海口市政府采取强力措施整治地下水滥采，区域的地下水开采量得到有效管控，至2013年，地下水开采总量已减少至4.65万m3/d。然而，由于地下水长期超采，海口市地下水水位下降，部分区域已经形成了地下水开采降落漏斗。

2.2城区水污染问题突出

受到大气沉积物等影响，天然雨水径流往往具有一定的污染性。在城市地区，由于生活垃圾淋溶、道路交通和路面材料冲刷、规模化种植业农业退水，城市地区的雨水径流的水质受到较大污染，特别在是初期雨水产生的地面径流[1,2]。目前，海口市的城市水污染问题主要特征为：生活污水排放量大于工业污水排放量；城镇污水收集率低、大量污水未经处理直接排入水体；初期雨水径流污染拦截不彻底，雨季汛期城区水污染问题严重。虽然海口市已通过引入南渡河活水解决了城区部分水体污染问题，但随着城市化进程的加快、城市人口密度增加、居民生活污水的逐年增多以及排水设施陈旧老化等问题，海口市城区的水质正面临极大挑战。

2.3下垫面不透水面积增加，水循环路径发生改变

由于城市建设规模的不断扩大，产生了大量的不透水面积，对雨水和地面径流的下渗产生阻隔，改变了区域水文循环路径，在降水产流过程中，植物截流、填洼、下渗等过程水量损失都会减小，导致流域产流量增大。海口市水资源时空分配不均，全年大约有80%的降水量都集中在5月-10月。同时，由于蓄水集水工程缺乏、排水河流和沟渠多截弯取直、水流集散通道半硬化，导致排水通道水流速度增大，汇流时间缩短，洪水过程中洪峰提前、洪峰流量和洪水径流量增大，区域充足的雨水资源得不到有效蓄存和利用。

3、海口市城市水文工作发展的思考

3.1按照高标准、高要求，统一规划城市水文工作

城市水文工作的发展应做好统一指导和统筹规划，发改、国土、住建、环保和水务部门联动，制定出具有前瞻性、完整性和可操作性的海口市城市水文发展规划。城市水文工作来自城市，服务于城市。城市水文发展规划应根据海口市现有的城市总体规划的理念和规划成果，充分收集城市相关的水文资料，摸清并理顺城市水循环路径和水体污染原因等情况，结合海口市水文发展现状及海口市“十三五”水利发展规划、海南省“十三五”水利发展规划，按近期、中期、长期分期做好本市城区的水文发展规划，按照分步实施、有序推进的方法，开展海口市城市水文观测、分析和研究工作。

3.2完善城市水文站网，巩固城市水文工作

无论是流域水文还是城市水文，合理的水文站网建设都是水文工作的基础。海口市应根据区域城市水文效应，在桥梁、涵洞、低洼易积水地区建设一批以积水内涝预警为主积水监测站；在城市人口密集的地区，建设一批水文信息站，宣传城市水文工作，发布水情雨情信息；在城市重点水功能区内建设一批水质监测站，监测城市重点水功能区内的水体污染情况；在城市水网河流、重点湖泊、水生态公园等地建设若干水生态监测站，观测控制该区域的水生态变化；在新城区或郊区建设一两个监测实验站，用于城市水文开发研究建设。通过这样的水文站网布局，可以对海口市的城市水文效应进行全面的监测和深入研究，本市水环境问题将更有针对性地得到解决。

3.3建立适合城市水文发展的运行管理新模式

城市水文站网的稳定运行是获取城市水文信息的基础保障，城市现代化进程的加快，城市变化日新月异，城市水文监测工作不应继续采用流域水文时期“以点带点，定点监测”的老旧运行管理模式，必须重新建立“驻巡结合、巡测为主、测报自动、应急补充”的新模式，形成统一指挥、协调有序、反应灵敏、运转高效的城市水文管理新格局，该模式节省了站点建设成本，加强了站点运行管理，更加注重实践与经验相结合，提高了水文监测的应急响应速度。

3.4利用先进的技术和设备提高城市水文监测和信息发布能力

针对海口市城市水文监测能力不足等问题，通过引进国内外先进的监测技术方法和先进的监测仪器设备，改进水文信息监测能力。如可利用视频监控、大屏幕发布、手机APP、公众号等信息技术和自动化雷达水位计等自动化设备进行城市积水内涝信息的监测和发布；通过使用管道流量计，ADCP多普勒流速仪等设备监测，结合城市管网数学模拟，预测判断城市排水管网和排水泵站的排水能力以及雨洪灾害的影响时间，为洪涝灾害预警预报和应急预案编制提供数据支撑；开展结合GIS系统的多参数水质自动监测，实时评价城区水环境污染状况；还可通过SWMM以及INFOworks等建模软件对暴雨洪水时城区地表径流过程和污染负荷量进行定量化数值模拟和预测等。

3.5明确城市水文研究方向，着力解决城市水环境问题

在城市水文的研究过程中，海口市应根据本市的城市水文过程和特征进行针对性研究，设置相关研究课题，开展城市水文过程的解析