城市雨水補給地下水的相關問題研究

時間：2006-12-05 來源：深圳市水務工程質量監督站 作者：張傳雷

1 引言

自古以來，人類將水視為取之不盡的廉價商品，對水資源的不合理利用導致全球性缺水問題越來越嚴重，缺水已經成為危及世界糧食安全、人類健康和自然生態系統的最大問題。

據資料統計^[1]，在我國600多座城市中，有一半的城市缺水，其中108座城市嚴重缺水。同時，由于地面水源污染，過量開采地下水，導致地下水位逐年降低,全國已形成區域地下水降落漏斗149個。華北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯的區域地下水降落漏斗，有近7萬km²面積的地下水位低于海平面。目前，北京市南郊的地下水位正以1m/a的速度下降，而沈陽市目前每天超量開采地下水近20萬m³，嚴重地破壞了地下水資源的采補平衡規律，致使枯水期全市地下水漏斗區總面積達249km²。地下水超采導致了區域性地下水位下降以及隨之而來的海水入侵、耕地鹽堿化、植被干枯和荒漠化。另外，城市區域硬地化也改變了自然水循環的方式，導致區域土壤的含水量發生永久性的變化，使自然循環形成的地下水量大大減少。

近年來，由于我國城市化建設的快速發展，城區匯集的大量雨水所帶來的問題日益突出。城區不透水面積逐年增加，使雨水徑流峰值明顯增大，流出時間縮短，加大了排水系統的負擔^[2]。許多城市雨季水澇現象嚴重，一些城區雨后積水時間長達數小時，對城市造成極大的影響，并帶來巨大的經濟損失。城區雨水帶來的另一個嚴重的問題是對受納水體的污染和對生態環境的破壞^[3]。在太湖、滇湖等重要湖泊，非點源污染已成為水質惡化的主要原因之一。雨水徑流攜帶大量污染物排入城市水系也造成嚴重污染。初步的保守估算^[4]，城區雨水徑流污染占水體污染負荷的比例，目前在北京和上海約占10%左右。

我國水資源短缺，地下水問題日趨嚴重；同時城市雨水資源由于沒有好的利用措施而白白浪費掉，并且加重了受納水體的污染。特別是在城市化快速發展的地區，雨水資源浪費與地下水短缺這一矛盾日益突出。利用雨水補充地下水資源即地下水回灌是最經濟的方法，它不僅可以提高地下水水位、阻止或延緩地面下沉，還可以改善生態環境。為此最大限度的利用雨水來補給土壤含水層，地下水回灌包括天然入滲補給和人工回灌，其根本區別在于人工回灌建立回灌措施，加快了滲濾速度。

現將雨水利用所涉及到的問題作闡述，雨水回灌地下涉及到的問題介紹。雨水水質以及如何利用的。

2  城市徑流水質及其污染物來源

掌握城市雨水徑流水質及其主要的影響因素是有效地利用城市雨水資源和控制城市非點源污染的基礎。

暴雨徑流可能包含有種類很多的污染物，這些污染物可以分為以下幾大類：懸浮固體、好氧物質、重金屬、富營養化物質、細菌和病毒、油脂類物質、酸類物質、有毒有機物和腐殖質。交通對于城市或鄰近公路地區污染物的沉積率影響很大。許多有毒金屬，特別是Pb，經常是由于汽車廢氣以及零件和輪胎與地表的磨損造成。路面的污染物還與城市的工業種類以及附近地區的地址條件有關。街道垃圾中的微粒大多來自附近土壤和工業粉塵，并通過空氣傳輸到路面上來。而在多數處于快速發展中的城市，使水質降級的主要污染源來自市區施工的泥沙負荷。

上述污染物質隨徑流進入水體后對水體水質的影響很大，水體的許多物理、化學性質隨之而改變。據Bellis的研究表明^[5]，受納水體中金屬含量的35%～75%來自公路路面徑流，其中來自公路路面徑流的Cd、Cu、Pb、Zn的含量分別占水體總含量的46%、78%、47%、13%；香港環保部門已經認定路面徑流是維多利亞港的潛在污染源�？梢�，受納水體的化學性質有時被排入的路面徑流所主導。

車武等(2001)^[6]對北京城區雨水徑流水質及其主要影響因素進行的相關研究表明，城市降雨徑流中的污染物來自三個方面：降雨、土地表面和下水道系統。尤其是降雨初期徑流中的污染物主要由被污染的大氣層、地面和屋面直接帶來。以北京為例，按1998年城區道路和建筑物屋面所占面積(未計算綠地等)初步估算，一場降雨就可能直接帶入環境的COD總量達上百噸。此外，由于我國城市合流制排水管系占很大比例，一些分流制管系混接、錯接與亂接問題嚴重，雨季有大量城市污水溢入水體，也造成很大的污染。

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