郑州市城区雨水利用潜力分析

【摘要】随着城市化进程的不断加快，城市缺水问题日渐成为城市发展不容忽视的瓶颈。对此，本文以郑州市为例，选取国内雨水潜力分析模型，计算出2010年以及2020年郑州的雨水可利用量，并分析郑州市雨水水质情况。结果表明：郑州市雨水利用具有一定的潜力，可为缓解城市缺水问题提供途径。

【关键词】雨水利用；潜力分析；郑州市；郑州市概况

郑市位州于河南省中部，地处九州之中,是中华腹地。北临万里黄河，西依中岳嵩山，东、南接黄淮海平原，山与水相连。介于东经112°42′-114°14′，北纬34°16′--34°58′之间。东西宽166公里，南北长75公里，全市总面积7424.5 平方公里，市区面积（建城区）329平方公里。全境地形为西南高、东北低，呈阶梯状下降，且由西部、西南部构造侵蚀中低山，逐渐下降过渡为构造剥蚀丘陵、黄土丘陵、倾斜（岗）平原和冲积平原，形成较为完整的地貌序列。其中，西部、西南部中低山分别由箕山、嵩山组成，二者呈东西向近于平行地，分布在西部中间地带和西南部边缘。

一、水资源开发利用现状

1、 浅层地下水开发利用：郑州市偏枯年（75%保证率）浅层地下水资源量为5.65亿立方米，允许开采量为3.95亿立方米；例如，2010年属偏枯年，浅层地下水开采量为5.26亿立方米，开采程度为133.4%，超采1.32亿立方米；平水年（在50%保证率下）浅层地下水资源量据统计为6.52亿立方米，允许开采量为4.60亿立方米；例如，2008年属平水年，实际开采量为5.59亿立方米，开发程度达121.7%，超采了0.996亿立方米；根据河南省地质环境监测总站编印的《郑州市地下水动态检测报告》提供的资料，在机井灌区，如中牟县和郑州市中原、邙山、金水、二区、管城五区浅层地下水水资源超采更为严重，以至于在郑州市东部和西部已形成两个降落漏斗。

2、超深层地下水（地热水）地下水开发利用：郑州市属于沉降带隆起区，这种地形有利于地下热水聚集，是珍贵的地热矿泉水资源。现今对全市超深层地下水资源尚未作全面评价分析，但是据河南省地质环境监测总站对郑州市五区在2000年的调查分析，可知其允许开采量为130.75万立方米。目前郑州市区年平均开采水量为148.65万立方米均来自已打成的34眼地热井。由于已开采的地热井主要集中分布在郑州市区的东北部即陇海铁路以北、京广铁路以东地段，造成该地区超深层地下水位呈下降趋势，形成了面积约50平方公里的降落漏斗。

二、 雨水利用潜力分析

1、 气候及降雨量概况：郑州市属北温带大陆性季风气候，四季分明。春季温暖干燥，夏季炎热多雨，秋季天气多变，冬季寒冷多风。因而形成了冷暖适宜，雨热同期，干冷同季，气象灾害频繁的气候特征。

郑州市降水量在河南省内居中偏下水平，多年平均年降水量为629.2毫米。降水量时空分布不均，夏季多雨，汛期在7到9月份，这三个月的降雨量占年降水量的60%左右，冬季少雨雪；年际间变化较大，1951---2010年六十年里的最大量是1974年郑州市年降水量，为1054.2毫米，比多年平均年降水量多67.5%,最小量是1997年全市平均降水量为392.6毫米,比多年平均降水量少37.6%,最大年(1964年)降水量是最小年(1997年)降水量的2.7倍,全市平均年降水量的变差系数为0.23。

2、 雨水利用的必要性

（一） 淡水资源匮乏。根据郑州市水务局统计，郑州市地表水资源总量为8.67亿平方米，而地下水资源允开采总量则为5.59亿立方米。人均占有量为285，不足全国人均占有水平的12%。

（二） 水资源在时空分布上都极不均匀。首先，年际间变化大，丰水年降雨极值是枯水年的2.7倍；其次，年内降雨分配也不均匀，60%的降雨来源于6--9月的汛期。

（三） 水资源仍然呈现出逐年减少的趋势。在城市发展加速的大背景下，郑州市近30年来，外来人口剧增，城市范围不断扩大，加速工业化的发展。随之而来的则是水资源严重短缺的严酷现实。

（四） 雨水资源给城市防洪带来压力。随着郑州市城市化进程的加快, 大量道路楼房的建设、路面硬化、不透水面积大幅度增加,不仅减少了对地下水的补给，而且致使相同降雨条件下,径流系数增大,洪峰提前,洪量增大,对城市排水和河道行洪构成巨大的压力。

三、郑州市雨水水质分析

根据对雨水水质的分析，同时与用水标准比照，收集的雨水可用于不同途径：收集大型公用建筑、居住区、建筑群体等屋面及地面雨水，经一定处理后，可浇灌农作物、补充地下水，除此之外，还可做为景观环境、绿化、洗车场用水，再者，也可冲洗道路、补充冷却水、冲厕及做为一些其它非生活用水。而对于厂房雨水，可考虑其生产流程，根据生产工艺需要,将雨水进行适当处理后用于补充部分生产用水。因此，通过因地制宜的规划设计结合雨水收集、利用设备的实施，减少用于以上用途的自来水用量，可以节约水资源，大大缓解郑州市缺水问题。

四、结语

郑州市雨水资源利用具有一定的潜力，是解决城市水资源短缺、供给困难、地下水开采过度的一个重要途径。经过计算可知，郑州市在2010年雨水可利用量达到2205万立方米，到2020年，可利用量则增长到4672万立方米。而经过水质分析之后发现，郑州市雨水污染程度并不是十分严重，因此，在大范围收集雨水过后，经过一定工艺处理，用作生活杂用水、景观用水，要比回用生活污水更便宜；还可以回灌地下，用以补充地下水；对于某些高档小区，还可以用简单处理后的雨水保持人工湖水量和水质平衡。【5】通过这些措施，尽最大可能蓄滞雨洪,实现雨水资源化,重新配制水资源,是解决郑州市水资源矛盾的一个有效途径，同时可以增加地下水回补量，改善地下水生态环境；带来削减洪峰，减轻防洪压力；减少市区排水等多重效益。

参考文献

［1］陈伟伟，苏运启，张会敏，李强坤.新乡市城区雨水利用潜力分析[J].水电能源科学，2010（11）.33-37.

［2］中国建筑设计研究院, 北京泰宁科创科技有限公司, 北京水利科学研究所，等.建筑与小区雨水利用工程技术规范( GB50400 2006) [S].北京：中国建筑工业出版社, 2006.