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武汉市城区雨水资源化利用潜力及其可行性分析

陈为铎  
【摘要】:目前,我国正处于快速城市化的发展时期,城市化使城市地区自然地理环境和社会经济环境受到剧烈的干扰和改变,它改变着城市的水文循环过程,也影响着城市水资源的供需平衡。为解决城市水问题,欧美等发达国家60年代开始进行了基于雨洪管理的雨水资源化理论和应用技术研究,并建立成熟的标准化和产业化体系,我国目前雨水利用还处于起步阶段。在快速城市化背景下,武汉市各种水问题逐渐凸现:一方面城市防洪标准偏低,城市内涝频繁发生;另一方面人口和产业集聚也带来城市水环境质量下降,水资源供应紧张等问题,武汉同时面临着“水质型缺水”和“水量型缺水”的现状。 为寻求武汉市水问题的合理解决,研究选取武汉城区作为研究区域,结合武汉市自然地理和社会经济现状,对武汉市城区城市内涝和水环境状况进行分析,并对城区水资源供需平衡做出分析和预测,论证了雨水资源化的必要性;从年降水特性、月降水特性、暴雨日数和暴雨量、降水强度四个方面分析武汉市降水特性,从产流过程和汇流过程两个方面分析武汉市径流特性,结合降水和径流特性从自然地理和社会经济方面论证武汉城区雨水资源化的可行性;并采用综合比较分析传统径流系数法、公式经验法、水量平衡分析法下武汉市城区雨水资源化利用潜力;最后提出武汉市雨水的收集、处理及利用的措施,并结合案例进行分析。 研究表明,武汉城区河流和湖泊近10年来整体水质呈下降趋势,Ⅰ类和Ⅱ类水质比重逐渐降低,根据对未来水资源供需平衡状况分析和预测,武汉市在2020-2030年城区生产、生活和生态总计用水量将达到13.5-14亿m3,武汉面临着水质和水量缺水的双重压力;武汉近51a来年降水整体呈增加趋势,但降雨日数在减少,降雨强度增加,暴雨发生的频次和暴雨量都有增加趋势,城市内涝发生风险较大,且武汉市目前防洪标准严重偏低,当遭遇20-50年以上重现期降雨,将给城市排水带来极大压力。武汉市城区雨水集蓄利用具备较好的降水和集水条件,通过简单物理和化学净化处理后是城市中杂水的较好水源,在环境、经济和技术条件上也具有较大可行性。通过综合计算分析,武汉市城区雨水利用平均理论潜力能达到8.87亿m3,不同水平年雨水利用可实现潜力在3.67-4.66亿m3之间,若潜力充分实现能满足武汉中心城区32.6%-63.6%的城市供水。雨水利用可分为收集、处理和利用三个环节,工程前期投资较大且后期维护需要一定费用,但从长远利益看,有利于水资源的可持续发展。


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