茂名市雨水利用的必要性和潜力分析

2009年6月惠州学院学报(自然科学版)JOURNALOFHUIZHOUUNIVERSITYVol1291No13

Jun12009

茂名市雨水利用的必要性和潜力分析

陈　雄

(茂名学院　建筑工程学院,广东　茂名　525000)

　　摘　要:分析了茂名市的水资源现状,阐述了茂名市雨水利用的必要性。介绍了雨水资源化利用潜力的概念和城市可利用雨水资源量的计算方法。通过对茂名市一定区域范围内雨水收集量与用水量估算比较,论证了茂名市雨水资源化利用潜力,为茂名市雨水利用决策及设计提供参考。

关键词:茂名市;雨水利用;必要性;雨水利用潜力

中图分类号:X143　　文献标识码:A　　文章编号:1671-5934(2009)03-0081-04

雨水作为一种最根本、最直接与最经济的资源,是自然界水循环系统中的重要环节,对调节、补充城市水资源及改善城市自然生态系统具有重要的作用

[1-2]

。城市化的发展,使得城市面积扩大,生活方式改变,直接后果是

不透水面积增大,城市居民供水不足,工业废水、生活污水增加和绿地减少等,使城市水环境系统进入不健康的循环中。开发利用雨水资源已经成为许多国家和地区解决水危机的新途径,并受到广泛关注。

我国雨水资源丰富,多年平均降水总量为61900亿m

3[3]

,可开发利用的资源和潜力很大。随着茂名市国民经

济的进一步发展,城市化进程的加快,一方面对水的需求量日益增加,造成水资源的供需矛盾更加尖锐;另一方面大量的雨水资源白白地流失,雨水的利用率不到10%,这种浪费和短缺形成鲜明的对比。

1　茂名市水资源概况

茂名市位于广东省西南部,南临南海,总面积为11459km,2007年底全市总人口为716144万。地势北高南低,地貌以山地丘陵为主。境内河川发达,溪流密布,拥有集雨面积达100km以上的袂花江、小东江等河流39条和建成高州水库、罗坑水库等大、中型水库70多个,控制集雨面积达1660km,蓄水量大,水资源丰富。其中设计库容11152亿立方米的高州水库是茂名主要工业、农业和生活用水来源。气候方面,茂名市地处北回归线以南,属热带亚热带季风温和气候,雨量充沛。全市多年平均降雨量1780mm,平均径流深960mm,地表水资源量110亿m,地下水资源量为3817亿m,另有过境水8亿多m

3

3

3[4]

22

2

。

2　茂名市雨水利用必要性分析

211　水资源时空分布不均

茂名市虽然雨水充沛,但降雨时空分布不均,季节差异明显。由表1可以看出,年降雨量最多的2002年降雨量达到290216mm,为多年平均降雨量的1163倍,是1996年123418mm的2135倍,年际变化较大。同时年内分布极不均匀,由表2可以看出,降雨多集中在每年4～9月汛期,占全年总降雨量的80%,10月至下年3月为少雨期,降雨量仅占全年的20%。夏秋季降雨的高度集中和冬季的旱情严重,造成枯季需水量大、来水量小的矛盾。另一方面,降雨受地形影响也十分明显,空间变化较大,降雨从东北向西南减少,且南部平原区陆地蒸发量大,容易发生早灾。全市地表水资源量为110117亿m,若按2007年底的716144万人计算,人均拥有水资源量为

1538m,低于全省2100m的人均水资源量,也低于国际社会公认的1750m的人均水资源紧张的警戒线

收稿日期:2009-03-10

基金项目:广东省软科学基金项目(2008B070800096);茂名学院科研启动基金(200850)

作者简介:陈雄(1971-),男,广东普宁人,硕士,讲师,建筑工程师,国家一级注册建筑师,研究方向为建筑设计及其理论。

3

3

3

[5]

3

。由

・82・

惠州学院学报(自然科学版)2009年第29卷

此可见,茂名市水资源时空分布不均,人均水资源量少,属于水资源缺乏地区。

表1　茂名市水文站1994-2003年降雨量变

年份/年全年降雨量

1994219816

1995224213

1996123418

1997198813

1998224214

1999135712

2000159814

2001285919

单位:mm

2002290216

2003129714

　　资料来源:茂名市茂南区三防工作手册。

表2　茂名市水文站1994-2003年4-9月份降雨量

年份/年

4-9月降雨量

19942039119217%

19951662147411%

1996111690%

1997168085%

199817807914%

199912271015%

20001318168215%

200124771887%

单位:mm

20022359148113%

20031188149116%

占全年比

　　资料来源:茂名市茂南区三防工作手册。

212　用水供需矛盾突出

茂名市供水水源包括地表水源和地下水源,以地表水源为主,而用水分为生活、工业、农业三大部分。随着茂

名市城市化建设快速发展,城市用水量骤增,用水结构也在不断调整,呈现农业用水所占的比重逐年减少,工业与城乡生活用水比重逐年增大的趋势,其中生活用水量及其所占总用水量的比重均不断增加(见表3)。据预测,全

3[6]

市总需水量在2010年后将达到3417亿m,水资源供需矛盾更加突出。

表3　茂名市1980-2000年供用水情况

供水∥104m3

年份

蓄

19801985199019952000

96357101514108514102742107850

用水∥104m3

地下

总量

2427363596367300373453274300

地　表引

110928125087118455133788129300

生活

1848522791291463533343040

工业

2978437108402995226623291

农业

194786203696197856185855207969

总量

2430552635952673012734274300

人均∥m3・人

570576528504425

-1

提

2179422683251452060321550

小计

229079249284252114257133258700

1371014312151861632015600

　　资料来源:刘家福、赵伟戈,2005[6]。

213　水质性缺水问题突出

随着全市人口的增长和城市工业化的快速发展,大量的生活污水和工业废水未经处理便直接排入江河,致使

部分河段水质污染严重,直接影响到生活和工农业用水。先是途经茂名市区的小东江中、下游水体严重受污染,为超V类;鉴江干流的水质也有逐渐恶化的趋势。同时,茂名市部分地区因矿物质含量过高或海水入侵的影响,地下水不能直接利用,造成水质性缺水问题突出。

茂名市地处南方,多年年均降雨量达1780mm,雨量充沛,雨水利用潜力巨大。如能将茂名市区的雨水收集起来,经过处理后用于浇灌绿地、冲洗厕所、景观用水等,不仅可以增加可用水资源量,补充地下水源,消减城市洪峰流量,还对改善城市的生态环境、缓解水资源紧张的局面具有重要的现实意义。

3　茂名市雨水利用潜力分析

城市雨水利用潜力分析是进行城市雨水利用的基础。只有通过雨水利用潜力分析,才能知道该城市雨水资

　第3期陈雄:茂名市雨水利用的必要性和潜力分析

・83・

源的丰沛与否以及其年内的分布情况,有利于为布置城市雨水利用措施提供依据。311　城市雨水资源化潜力概念

城市雨水利用潜力是指在一定的技术经济条件下,在特定区域,在一定的时段内,能够开发利用雨水资源的最大能力。它是介于城市雨水总量与城市雨水可利用量之间的一个数量,城市降雨量扣除蒸发等损失后的水量才是城市雨水资源化利用潜力。城市雨水资源可利用量则是考虑了城市排水管网工程布局、雨水水质与水量、暴雨洪峰历时等因素,根据城市雨水资源化利用潜力,规划设计雨水利用的工程与非工程措施,计算其所能集蓄的

[7-8]

水量。

312　可利用雨水资源量计算

在进行城市雨水利用规划或具体雨水利用项目设计时,往往需要对本地区或项目的可利用雨水资源量有一

[9]个总体把握。如果不考虑雨水的弃流和季节折减的影响,可按式(1)估算年均可利用雨水资源量:

ψHAW=α

(1)

式中W———年均可利用雨水资源量,m;

H———多年平均降雨量,m;茂名市可按1178m计算;A———汇水面积,m;

2

3

ψ———综合径流系数;即同一时段内流域上的径流量与降水量之比;

α———季节折减系数,茂名市可按1计算。

不同地面径流系数不同,参照《给水排水设计手册》,得到各个地面种类的径流系数,见表4。

表4　城市中不同类型下垫面的径流系数下垫面种类各种屋面混凝土和沥青路面

公园或绿地

ψ

0190190115

当考虑降雨季节的不均匀性和初期弃流时,还应分别乘以季节折减系数α和初期弃流系数β。季节折减系数是指雨季降雨比较集中且雨量较多月份的降雨量之和与全年的降雨总量的比值,即不考虑非雨季降雨量少且难以利用的部分雨水量,南方一些降雨相对均匀的城市季节折减系数可取0191-1。初期弃流系数是指扣除一部分弃掉的雨水量,屋面雨水的初期弃流系数可按0187估算。

313　雨水收集量与用水量估算

[9]

以茂名市多年平均降雨量为1780mm计算,假设一占地面积62300m的某住宅小区,建筑占地面积为32200

m,道路面积为14800m,绿地面积18690m,机动车数量750辆,如不考虑渗透、蒸发等损失,则全年可用雨水量

2

2

2

2

为6195×10m。为安全计,雨季水量设为全年降雨量的80%,即为6195×10×80%=5156×10m;小区需水量主要考虑绿地浇灌、道路喷洒、洗车用水等,根据《给水排水设计手册》杂用水标准(见表5),则全年杂用水需求

53

量为1171×10m(洗车间隔按10天考虑)。

表5　小区杂用水定额

杂用水用途绿化用水(6个月,ldl次)浇洒道路(6个月,ldl次)

汽车用水

用水量标准

115LP(m.次)115LP(m.次)300LP(辆.d)

22

53553

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4　结论

通过以上对区域内可收集雨水量与需水量的粗略地估算比较,全年水量完全可以保证绿地浇灌、道路喷洒、洗车雨水三项杂用水量,每年可以节约大量的自来水,效益十分可观。但要对雨水资源化利用的潜力与效益进行合理地评估,还应该在水量平衡原理的基础上,综合考虑降雨、蒸发、径流、入渗和景观水体补水等因素。

现代城市雨水利用作为一项涉及多学科、复杂的系统工程,不仅可以改善城市水体水质,解决城市水资源短缺问题,并可为城市生产、生活提供补充水源。对于面临水质性缺水的茂名市而言,应将雨水利用放到战略性的高度,一方面进行广泛的宣传,制定和完善相关的法规及技术,选择部分城区进行试点后加以推广。另一方面,应坚持技术和非技术措施并重,因地制宜,兼顾经济效益、环境效益和社会效益,促进城市水资源的可持续发展。

参考文献:

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【责任编辑:王国莉】

NecessityofRainWaterUseinMaoMingCityandItsPotentialAnalysis

CHENXiong

(ArchitecturalEngineeringInstitute,MaomingCollege,Maoming525000,GuangdongChina)

Abstract:ThisarticlehasanalyzedthepresentsituationofwaterresourcesinMaomingcity,elaboratedthenecessityofrainwateruseinMaomingcity.Ithasintroducedtheconceptforthepotentialrainwaterconvertingintoresourcesandthemeasuringmethodofusablerainwaterresourcesamountinthecity.ThroughcomparingcaughtbasinofrainwatertothewaterconsumptionestimatingwithincertainareainMaoming,ithasprovedthepotentialforrainwaterconvertingintoresourcesuseinMaomingcity.AnditprovidesreferencesforrainwaterusingpolicyanddesigninMaomingcity.

Keywords:Maomingcity;rainwateruse;necessity;rainwaterusingpotential