城市洪水资源化研究

[作者简介]尚志海(1979—

),男,河北迁安人,硕士,主要从事自然地理学研究。城市洪水资源化研究

尚志海1,万方秋2,丘世钧3

(1.嘉应学院地理系,广东梅州　514105;2.广东科学技术职业学院外语系,广东珠海　519090;

3.华南师范大学地理科学学院,广东广州　510631)

[摘要]综合分析城市缺水、城市灾害和洪水资源化,提出城市洪水资源化的概念,并以华南师范大

学社区为例,分析洪水资源化的经济效益,建议城市在遵循生态效益最大化的原则下,化害为利,通

过城市雨洪收集利用,利用水库、湖泊蓄水,引水输沙,引水冲污等措施实现城市洪水资源化。[关键词]城市;洪水资源化;洪涝灾害

[中图分类号]T V122　　　[文献标识码]A 　　　[文章编号]1003Ο9511(2006)05Ο0007Ο02　　洪水是一种自然现象,其发生同整个自然界的运行规律有密切的关系,也同人类的活动息息相关。然而从资源的观点来看,洪水也是一种资源。洪水虽然给人类带来了巨大灾难,但其本身具有水害和水利双重特性[122]。洪水的水利特性是指洪水所具备的提供水土资源、生态环境资源的属性。目前面临的尴尬局面是:一方面水资源短缺;另一方面在来水时,为确保城市安全,又不得不护送洪水下泄入海。现代城市的发展,要求人们学会与洪水共存,充分发挥洪水输水、输沙、供水、排污、维持生态系统健康的功能,促进城市的可持续发展。

1　城市洪水资源化是洪涝灾害风险管理的

重要内容

1.1　城市洪水资源化的含义

对洪涝灾害风险进行管理,调整城市与水的关

系,是新兴的防洪减灾思路。洪水资源化是实施城市洪涝灾害风险管理的重要内容,其指导思想是在防洪时,不再单纯地追求洪水安全入海,而是在风险分析的基础上统筹考虑洪水的资源化利用。城市洪涝灾害风险管理的目标就是最大限度地趋利避害,其追求的是系统整体的协调发展,以实现城远的最大利益作为管理的目标[3]。

以城市为研究对象的洪水资源化,是指在保障城市安全的前提下,通过水利工程与非工程措施的配合使用,收集和利用雨洪,变洪水为资源,以提高城市水资源的利用率。1.2　洪水资源化是解决城市缺水的重要途径

随着城市化进程的加快,城市供水日趋紧张,并

导致了水荒。我国712个城市中缺水城市已达354个,其中缺水比较严重的城市有114个。水源短缺、供需矛盾突出,已成为当今城市发展的主要制约因素。以广州市为例,其水资源开发利用中主要有以下问题。

1.2.1　水资源时空分布不均,供需矛盾日趋尖锐

构成广州市水资源主体的河川径流均由雨水补给,受季风气候的影响,大量的客水集中于汛期(4月～9月)占全年径流量的80%～85%,且缺乏足够蓄水工程调节,大多白白流入大海,没能有效地利用。从广州全市来看,水资源的利用供不应求。以2000年为例,全市的年需水量为85175亿m 3,而全

市的供水能力为68亿m 3,缺水17175亿m 3。随着经济的发展,广州市区的日需水量以每年近10%的速度递增,但是广州市区的日供水能力,1995年之前以每年约7%～8%的速度递增,而1995年之后则

保持相似的水平,甚至呈减少趋势(表1)。由于供水能力的增长赶不上需水量的增长,故而缺水。

表1　广州市城区日供水能力

年份

供水能力/万t

年份

供水能力/万t

194914199935019811522000355199026020013651995

3

2002

349

　　注:资料来源于广州市国民经济统计资料(1949～1980年)和广州年鉴(1981～2003年)。

1.2.2　城市水体污染加重,导致水质性缺水

广州市抓工业污染治理,使工业废水污染得到初步控制,其处理率已达8513%。但生活污水

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表2　2000年珠江广州河段的水质状况

断面水质

类别

(枯水

期)　

污染

负荷

/%

污染程度

枯水

期　

丰水

期　

综合污染指数

“八五”

期间

“九五”

期间

变幅

/%

鸦岗Ⅲ816中度中度014101461212黄沙Ⅳ1412重度中度016101772612猎德Ⅳ1616重度中度017401821018广纸Ⅲ1210中度中度01650167311长洲Ⅲ1016中度中度01560161819莲花山Ⅲ811中度中度01490148-210平洲Ⅱ816中度轻度014101543117

　　解决城市水资源短缺问题的重要途径是提高水资源的承载力与水污染综合防治,其中提高承载力又包括开源、节流与水资源的优化配置等。城市洪水资源化主要是挖掘现有工程的潜力,具有相对投资小、潜力大、易操作等特点,它通过工程与非工程措施的应用,将一部分非常规水资源转化为安全的可利用水资源,从而直接增加水资源总量,这无疑将成为城市开源的一个主要途径。

2　城市洪水资源化的原则及利用措施

2.1　城市洪水资源化的原则

在城市洪水资源化的实施过程中,始终要把防洪安全放在第一位,要按照统一规划、分步实施的原则,注重生态环境的可持续发展,以效益最大、风险最小为目标,确保洪水变成资源[4]。洪水资源化首先要遵循生态效益最大化原则。如沿河梯级拦河闸坝的建设及河网联合调度,应优先满足城市河段景观建设的需要。在考虑效益最大化的同时,还必须兼顾洪水资源化利用的风险最小原则。运用科学的方法,找出效益和风险之间最佳的结合点,在能承受的风险范围内追求效益的最大化,在保证一定效益的前提下最大限度地减少其风险。

2.2　城市雨洪收集利用

加强城市雨水的处理利用,不仅可以缓解水资源的紧缺,还能减轻城市防洪压力,减少城市面源污染,雨水资源化是城市充分利用有限水资源的重要途径[5]。城市街道、住宅和大型建筑使城市的非渗透水面积最高达90%[6],如果将雨水进行有效的收集和处理,不仅比重复利用生活污水更便宜,且工艺流程简单,水质更可靠。一般来说,在城区屋面、道路、绿地3种汇流介质中,屋面雨水水质较好、径流量大、便于收集利用,其利用价值最高[7]。收集后的雨水,可以用于构造城市景观和人工水面、消防、植树、洗车、冲洗厕所和冷却水补给等,也可以经处理后供居民饮用。

2.3　利用水库、湖泊蓄水

通过水库蓄水,能将汛期洪水转化为非汛期供水。水库蓄水是调节水资源分配的重要工程措施,适当抬高水库的汛限水位,可多蓄汛期洪水增加水资源可调度量,用于下游城市供水。以广州市为例,至2003年,广州市共建有小(二)型以上水库343座(已注册登记),总库容10882915万m3。可以调整现有工程的调度运用方式,进一步开发水库的潜力。在每年汛期确保水库安全的前提下,尽可能多蓄江河水,使水库充分发挥多年调节的作用。

另外,城市可以采取人工控湖,增加湖泊湿地的滞蓄洪能力。在每年汛期可将江河洪水引入湖泊中,利用湖泊蓄滞洪水,可以起到多座水库蓄水作用[8]。2001年广州市8个区共有公园125个,风景区2个,其中水面面积207hm2。如果利用城市湿地多蓄滞洪水,既能扩大水资源,同时又能改善城市的生态环境。

2.4　引水输沙、引水冲污

洪水资源化的另一个重要途径是利用洪水输送水库和河道中的泥沙和污染物,将洪水作为调沙用水和驱污用水。“大水带大沙”,洪水的输沙减淤作用明显,黄河下游85%以上的泥沙都是通过洪水输送的。在洪水发生时,还可以利用洪水冲刷河道污染物。洪水的冲刷与稀释自净作用可以使城市流域内水质明显改善。2003年入冬以来,珠江流域降雨量锐减,导致枯水期珠江广州河段水质比2002年同期差,由此反映出广州市地表水抗御不利水文气象条件的能力脆弱。在加大水污染防治力度的同时,洪水改善城市水环境的生态效益也不容忽视。

3　城市洪水资源化的效益分析

衡量城市洪水资源化利用方案好坏优劣的标准有很多,其中经济效益是众多标准中一个关键的指标。以城市居住小区为例,分析洪水资源化的效益。如果将增加的水资源量供给城市小区内居民,则收取水费是居民用水效益的主要来源,可采用水价法进行计算。

B S L=Q L L L

式中:B S L为用水经济效益;Q L为供水的增量,m3;L L 为用水单价,元/m3。

以华南师范大学为研究小区,选(下转第14页)　　模糊综合评判结果为:综合评价决策向量B=(017203,012333),即有项目方案的评判结果为017203,无项目方案为012333,说明尼尔基水利枢纽工程是比较好的,大大优于无项目方案。

5　结　论

针对尼尔基水利枢纽工程,采用多层次模糊综合评价模型进行评价,综合评价决策值达017203,远超过了无项目方案的012333。这说明尼尔基水利枢纽工程综合效益显著,对社会发展的各个方面都产生了明显的有利影响。因此,该项目的综合评价结论较好,是可行的。

水利投资项目是一项非常复杂的系统工程,涉及因素众多,可以运用的方法也非常的多,应当进一步深入研究。本文围绕水利工程综合作了一些基础性的工作,由此还可以进一步拓展或深入研究如下一些问题。

(1)有些评价指标的实现是多因素作用的结果,水利投资项目只是其中的主要因素之一。这里存在着一个影响因素之间的合理分摊问题,有待今后加强这方面的研究,并在实际中加以解决。

(2)考虑将目前常用的其他综合评价方法,如BP神经网络模型、数据包络分析模型、灰色系统理论等应用到水利投资项目综合评价中去,或者将本文所采用的理论和方法应用到其他类似领域作进一步研究。

[参考文献]

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[5]崔东云,吴祁宗.模糊群决策新方法在水利项目评估上

的应用[J].技术经济,2004(3):622.

(收稿日期:2006Ο02Ο27　编辑:方宇彤)

(上接第8页)择居民小区洪水资源化利用的主要方式是屋顶收集雨水利用,在各类房屋中,教室、图书馆、学生宿舍、学生食堂、教工住宅等为理想的收集雨水的场所,因为它们本身质量较好,易于建设雨水收集装置。全校总面积7416819万m2,上述用房面积总计为2317815万m2,设实际能够作为雨水收集利用的面积为20万m2,一方面是为了计算方便,另一个方面是雨水收集利用的可用面积总会比总面积小。

Q=ΨαβA(H×10-3)[7]

式中:Q为屋面年平均可利用雨量,m3;Ψ为径流系数,取019;α为季节折减系数;β为初期弃流系数;A 为屋面水平投影面积,m2;H为年平均降雨量,mm。

根据华南师范大学地理系气象观测站1985～2004年20年间的统计资料,计算得出其年均可增加供水量为2310188万m3。目前,广州市自来水的综合价格为1188元/m3(含城市污水处理费),从而可以计算出华南师范大学小区实施雨水收集后,产生的年用水经济效益为4312754万元。根据北京市雨水收集和中水处理系统的分析表明,投入收集1m3雨水的年运行费用不足011元。那么也就是说除去投资,每年雨水收集产生的净效益可达40多万元。据此,可以得出结论,城市洪水资源化符合可持续发展和资源水利的指导思想,不仅可以防洪减灾,解决城市缺水,而且还可以带来生态效益、社会效益以及经济效益。

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(收稿日期:2005Ο09Ο08　编辑:方宇彤)Journal of Economics of W ater R esources V ol124N o15 September30th2006

R esearches on value chain m anagement of South-to -N orth W ater T ransfer Project in China/M A Jun,et al(Business School of H ohai University,Nanjing 210098,China)

Abstract:According to the value chain theory,relative organizations of S outh2to2North Water Trans fer Project may be regarded as members of the value chain,and a value chain is thus formed.Therefore,the management system of S outh2to2North Water Trans fer Project is studied by use of the value chain theory.Its study angle of view is ex2 tended.

K eyw ords:S outh2to2North Water Trans fer Project;value chain;management system

Some discussions about development and planning of tourism in w ater parks/W U Dian2ting,et al(School of G eography,Beijing Normal University,Beijing100875, China)

Abstract:time sequence arrangement for the development and planning of tourism in water parks should be in accor2 dance with the planning of hydraulic engineering.As for the newly constructed hydraulic engineering facilities, tourism development problems should be taken into ac2 count before their construction.The structures,pipe net and roads during the construction period should be com2 bined with the tourism requirements after their com pletion s o as to save investment and raise utilization factor of fa2 cilities.From the specialty of water parks,principles and requirements,content,check and im plementation of the planning of water parks are discussed.

K eyw ords:water park;hydraulic engineering;develop2 ment and planning of tourism

Study on utilization of urban floods/SH ANG Zhi2hai, et al(Department of G eography,Jiaying University, Meizhou514105,China)

Abstract:Based on the analysis of urban water shortage, flood disasters and flood utilization,the concept of utiliza2 tion of urban floods is put forward.It inv olves the utiliza2 tion of rainwater,reserv oirs and lakes in order to supply freshwater,transport sand and reduce pollution.Finally, the economic benefit of utilization of urban floods is anan2 lyzed.

K eyw ords:urban;utilization of floods;flood disaster Matrix model for value of system atic w ater saving un2 der the condition of w ater resources shortage/CHE N Cheng,et al(Y ellow River C onservancy T echnical Insti2 tute,K aifeng475001,China)

Abstract:The concept,value and in fluencing factors of systematic water saving are introduced.The magnitude of their contribution to the formation of value is rationally and quantitatively analyzed.Their com plex relationship is generalized as matrix,and3matrices are generated. Therefore,a matrix m odel for the value of systematic wa2 ter saving is formed.

K eyw ords:systematic water saving;degree of water sav2 ing;value;matrix

Study on multiple2objective comprehensive evaluation method of w ater resources projects/ZH ANG Hui,et al (Department of Management&Science,Weinan T eachers C ollege,Weinan714000,China)

Abstract:Water res ources projects are a very com plicated system engineering,and the consequent effect is great and profound.Therefore,synthetic assessment of water re2 s ources investment projects is significant.T ake Ni’erji Hydraulic Project as an exam ple,based on the system en2 gineering,a full and objective evaluation is performed by use of Delphi,AHP and fuzzy theory from the viewpoint of politics,economy,technology,environment and risks combining qualitative with quantitative methods.

K eyw ords:water res ources;index;Delphi;analytic hi2 erarchy;fuzzy

Analysis of claiming ability of project contractors and influencing factors/LI Er2shun(Baiguishan Reserv oir Management O ffice of Henan Province,Pingdingshan 467031,China)

Abstract:The claiming ability of project construction is analyzed by use of mathematical and economic methods. Three elements of claiming ability,claiming power, claiming degree and claiming quantity,are put forward. The in fluencing factors and methods of raising the claim2 ing ability are als o presented.

K eyw ords:construction;contractor;claiming ability; in fluencing factor

Comparison of cyclic economic practices at home and abroad/S UN Y ong2jian,et al(Business School of H ohai University,Nanjing210098,China)

Abstract:According to the concept and characteristic of cyclic economy,the economic development in China is analyzed and com pared with foreign countries.In order to im prove the cyclic economy in China,s ome suggestions are put forward:taking G ermany as an exam ple,estab2 lishment of agency of purchase-trans fer-disposition m ode;im provement of the existing system of regulations and laws to im pulse the development of cyclic economy; ecological and cycle development of production;effective propaganda of cyclic economy,etc.

K eyw ords:cyclic economy;economic development; com paris on

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