城市化对城市雨水资源化的影响

（ ｃ） 雨水资源化后的城市产汇流模式
ｔ
图 ２ 自然流域与城市化流域产汇流模式
河道、绿地或水面， 导致 城 市内 蓄 水 面 积 缩 小 、河 道 调蓄 功 能 萎 缩 、生 物 多 样 性 被 破 坏 。而 随 着 城 市 人 口 的 大 量 增 加 和 工业生产的规模化， 污水量大幅度增加， 严重污染了城市河
降 水 量∥ｍｍ ６７５．０ ６４４．５
径 流 总 量∥ｍｍ ４０５ ２６７
地 表 径 流∥ｍｍ ３３７ ９６
地 下 径 流∥ｍｍ ６８ １７１
蒸 发 量∥ｍｍ ２７０ ３７７
地表径流系数 ０．５０ ０．１５
地下径流系数 ０．１０ ０．２６
由图 １ 和 ２ 可见， 城市下垫面的变化是形成严重洪涝 灾害的重要原因， 而且越是现代化的城市对洪涝灾害的承 受能力越差。一方面“， 水 多 ”影 响 城 市 的 发 展 ； 另一 方 面 ， “ 水少”是制约城市发展的瓶颈问题。过去只注重为经济建 设及人畜生活供水， 以需定供， 不惜夺占生态环境用水， 牺 牲生态环境。大量事实证明， 这样只会加重生态环境的恶 化， 水体的污染， 缺水的危机。目前虽然转变了水利发展模 式， 提出“ 在保证生态环境用水的前提下的合理规划和保障 社会经济用水”的战略 ， 但 是 面 对 严重 的 水 污 染 问 题 ， 水 资 源紧缺的矛盾则更加突出和尖锐。 ２ 城市化对径流水质的影响
城市洪水灾害的主要原因是降水在时间和空间上的分配不 均。因此， 在城市化过程中应有效利用城市降水资源， 以解 决城市水资源紧缺和洪水灾害等问题。
道和水域， 使原本已经紧张的水资源因污染而丧失其使用 价值。据统计， 全国 ９０ ％以上的城市水域受到不同程度的 污 染 。 过 量 开 采 地 下 水 导 致 区 域 性 地 面 沉 降 、海 水 入 侵 、耕 地 盐 碱 化 、植 被 干 枯 和 荒 漠 化 。 ４ 城市雨水资源化模式
事实上， 城市降水的形成机理十分复杂， 还有许多不确 定的气候因素， 对降水影响的研究需要进行较长历史资料 的 分 析 。朱 元 甡 通 过 对 美 国 、英 国 多 个 城 市 降 水 量 的 比 较 分 析， 认为城市长期形成的热岛效应能够促使城市大气层产 生热力对流运动， 容易形成对流云或对流性降水。这种降水 所表现出的特性是降水强度增加， 常伴随冰雹、暴风雨等灾 害性天气。
大量雨水通过排水管网短时期集中排泄到河道， 使河 道行洪压力增加， 洪峰峰值增高和峰现时间提前， 这些都是 城市化引起径流变化的最直接体现。通过对雨水资源实施 不同程度的滞留和利用， 可以极大的缓解城市行洪压力和 排水管网的排水压力。
表１
北京市城市中心区与郊外平原区水量特征值比较
城市中心区 郊外平原区
城市雨水资源化就是采取工程措施， 结合城市环境建 设， 恢复城市的生态功能。它在有效减小城市径流量、削减
城市化
人口密度增大 工作生产规模化
不透水面积增大
建筑密度增大
用水需求量增大 污水排放量增大
城市水源问题
城市污水问题
地下水 补给减少
城市雨洪径流量增 加， 径流速度增大
气候 变化
地地 下表 水水 源源 超断 采流
补充水源
污 水 管 压 力 增 大
城 市 水 环 境 恶 化
生 态 环 境 脆 弱
清污 改善 改善
地水 面位 沉下 降降
洪汇 峰流 流时 量间 增缩 大短
综 合 性 影 响
缓解 增加
集汇流与城市雨洪控制
城市雨水资源化
城市雨洪管网
图 ３ 城市雨水资源化模式
洪峰量、延滞汇流时间的同时， 可以利用雨水资源增加城市 生态水源补给量， 美化城市环境， 改善城市小气候， 回补地 下水， 减缓地面沉降。 参考文献 ［１］ 杨 丽 华．城 市 化 对 城 市 降 雨 径 流 的 影 响 及 城 市 雨 洪 控 制［Ｊ］．山 西 建
伴随着城市化的发展， 人类在利用和消耗大量自然资 源和能源的同时， 产生了大量的污染物质和废弃能量。大气 污染物随着降水过程落到地面后， 夹带着地面上的垃圾、重
作 者 简 介 刘 琳 琳（ １９８０－ ） ， 女 ， 辽 宁 沈 阳 人 ， 硕 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 ： 水资源开发及利用。＊ 通讯作者。
城市化是一个社会的全面发展过程， 它除了促进社会 经济发展， 还促进社会文明的进步。然而在城市化的高速发 展阶段， 生态环境恶化、水 资源 紧 缺 危 机 、洪 涝 灾 害 等问 题 却相继出现， 从而给城市发展带来了严重的负面影响。 １ 城市化对水文过程的影响
水文过程也就是水文循环， 可分为大循环和小循环。大 循环指海洋与陆地的水汽交换， 小循环指区域内降水、地表 水、地下水的转换。城市水文小循环的理想状态为： 降水到 达地面以后， 大约 １０ ％形成地表径流， ４０ ％消耗于陆面蒸 发和填洼， ５０ ％通过入渗蓄 存 在地 下 水 位 以 上 的 土 壤 包气 带或通过重力形式补给地下水。 １．１ 城 市 化 对 降 水 的 影 响 城 市 化 对 降 水 的 影 响 是 一 个 有争议的问题， 以往的研究主要有以下观点： ①城市化有增 加降水的效应； ②城市化有减少降水的效应； ③城市化对降 水无影响； ④城市化有明显增加城市对流性降水的效应。
收稿日期 ２００６! ０４! １５
Baidu Nhomakorabea径流量
Ｑｐ Ｑｐ’
城市化后
城市雨水资源化 城市化前
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雨水出流时间
图 １ 城市发展不同时期雨洪径流状态
金 属 、有 机 物 质 一 同 形 成 径 流 排 入 水 体 。这 种 面 源 污 染 一 般 不易控制， 径流中污染物组分及浓度随城市化程度、土地利 用 类 型 、交 通 量 、人 口 密 度 和 空 气 污 染 程 度 而 变 化 。 污 染 物 可分为悬浮固体（ ＳＳ） 、好氧物质、重金属、富营养化物质、细 菌 和 病 毒 、油 脂 类 物 质 、有 毒 有 机 物 和 腐 殖 质 等 。 ３ 城市化对生态环境的影响
学报， ２００１（ １７） ： ２０３－ ２０７． ［５］ 杨士弘．城市生态环境学［Ｍ］．北京： 科学出版社， ２００３．
在城市发展过程中， 大量的硬化覆盖面侵占了原有的
４０７８
安徽农业科学
降雨
蒸发和散发
Ｑ
Ｑ
植物储存
下渗和填洼存蓄
河流
（ ａ） 自然流域产汇流模式
降雨
地表径流
填洼存储
河流
ｔ （ ｂ） 不透水的城市流域产汇流模式
降雨
雨水资源化 地下渗透
就地利用 减少地 排水管网 表径流
集中调蓄
中水利用
河流 Ｑ
２００６ 年 ｔ
１．２ 城 市 化 对 蒸 发 的 影 响 蒸 散 发 包 括 地 面 水 分 的 蒸 发 和植物水分的散发。城市化改变了城市下垫面条件， 不透水 面积的增加和人工排水管网的优化升级使得城市地面径流 被迅速地排泄。能够填补洼地的水量也随着城市气温的升 高而迅速蒸发。同时， 由于植被的减少， 植物的蒸发和蒸腾 作用相对减弱。 １．３ 城 市 化 对 入 渗 的 影 响 不 透 水 地 面 的 增 加 使 得 雨 水 下渗量减少， 地下水得不到充分和及时的补给。而由于生活 和生产对水资源的需求量不断增加， 持续超采地下水， 从而 导致出现大面积的地下漏斗， 引起区域性地面沉降和水倒 灌等问题。 １．４ 城市化对径流的影响 表 １ 表明， 城市中心区的径流 总量、地表径流量及地表径流系数均大于郊外平原区， 而蒸 发 量 、地 下 径 流 量 及 地 下 径 流 系 数 均 小 于 郊 外 平 原 区 。降 雨 径流系数受下垫面条件的影响很大， 还受地面土质、地面坡 度、地下水埋深、前期影响 雨 量 、降 雨 历 时 和 降雨 强 度 等 因 素的影响。
筑， ２００３（ １７） ： ９９－ １００．
［２］ 胡震锋．雨水 资源 化在城 市规 划与 建设 中的现 实意 义［Ｊ］．山 西 建 筑 ， ２００４（ １５） ： １９－ ２０．
［３］ 朱元甡， 金光炎．城市水文学［Ｍ］．北京： 中国科学技术出版社， １９９１． ［４］ 孙 晓 英 ， 牛 争 鸣 ， 孙 静．城 市 雨 水 资 源 化 问 题 研 究［Ｊ］．西 安 理 工 大 学
进入 ２１ 世 纪 ， 在 人 口 快 速 增 长和 城 市 化 、工 业 化 快 速 发展的阶段， 水问题更是全世界关注的焦点。水资源紧缺和
城市雨水资源化与城市化是两个相互独立又相互关联 的问题。雨水资源化后， 理想的城市径流过程见图 １， 流域 产汇流模式见图 ２（ ｃ） ， 城市发展与雨水资源化的相互 作用 关系见图 ３。 ５ 结语
安徽农业科学， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉ． Ｓｃｉ． ２００６， ３４（ １６） ： ４０７７－ ４０７８
责任编辑 刘月娟 责任校对 范世群
城市化对城市雨水资源化的影响
刘琳琳， 何俊仕 ＊ （ 沈阳农业大学水利学院， 辽宁沈阳 １１０１６１）
摘要 分析了城市化对城市水文过程、径流水质和生态环境的影响， 最后给出了城市雨水资源化与城市和谐发展的模式。 关键词 城市化； 雨水； 资源化； 影响因素 中图分类号 Ｆ３２３ 文献标识码 Ａ 文章编号 ０５１７－ ６６１１（ ２００６） １６－ ４０７７－ ０２