聚焦雨水利用:北京,留住雨水(图)
小中河首闸橡胶坝集蓄雨水
北京是水资源紧缺的城市,境内没有一条天然的大河做水源,只有靠天上降水来满足需求。北京降水时段分布极不均匀,80%以上的降雨集中在汛期,随着城市化进程的加快,不透水面积大幅度增加,给城市防洪造成压力。留住雨水,不仅可以缓解水资源的供需矛盾,同时可以减轻城市排水压力、改善生态环境。为留住雨水,北京水务的科研人员在全市开展雨洪利用研究,根据不同的地形地貌和自然环境采取不同的措施,广泛开展集雨工程:山区增加水库蓄水;平原区利用坑塘闸坝回补地下水;城区通过小区、机关学校修建集雨工程等措施收集雨水,北京将让雨水发挥更大的作用。北京计划今冬明春,在市区建设较大型集雨工程12项,社会单位建设集雨工程150处。新城、乡镇集雨工程100处。道路集雨工程90处,村庄集雨工程200处,设施集雨5000亩。预计集雨量4000万立方米,相当于密云水库近期全年来水的十分之一。
科学调度 提高水库的蓄水能力
在北京的山区,收集雨水主要靠水库,一座座水库像一颗颗珍珠散落在北京的大地上,但是它们不是孤立的一潭死水,一条条水渠或者河道将散落的珍珠连接成串,统一调度,合理使用。
以承担北京城市供水主要任务的密云水库、怀柔水库为中心,以河道为联通,可以两个水库上游的中小水库联合调度。在密云水库上游,把白河堡水库、遥桥峪水库、半城子等水库联为一体;在怀柔水库上游,把大水峪、北台上、西水峪等水库联为一体,实现了小、中、大水库库库相连。根据雨情、汛情调蓄水库蓄水,散水整用。既能确保迎汛安全,又能有效收集雨洪,科学合理利用水资源。今年汛期白河堡、半城子、大水峪等几座水库均超过汛线水位,这些水库累计向密云水库、怀柔水库输水7600万立方米,为蓄积雨洪、缓解北京的水资源紧缺作出了贡献。
北京需要水,更需要蓄集清水。控制水土流失、保持山区良好的森林植被,不仅可以制造氧气、绿化美化环境,还能涵养水源、保持水土、调节河流流量。因此水土保持是山区涵养、蓄积清水的重要措施。山区准备好集雨盆,还要经过土壤和植被的过滤,将泥沙留下,清水注入水库。多年来,北京的山区县结合水土保持小流域综合治理,因地制宜利用山坡、沟谷等修建小型集雨设施,充分利用雨水补充人畜饮水、改善灌溉条件。
北京的山区占全市总面积的62%,是水资源的涵养区和保护区,也是北京重要的水源地。现有的84座水库,约99%分布在山区,总库容93.5亿立方米,控制面积8500平方公里,占山区总面积的85%,能够有效控制山区雨洪。为使山区形成涵养水源、收集雨水的条件,多年来北京大搞水土保持,“山水林田路”统一规划,“拦蓄灌排节污”综合治理。通过整治河道,建设调蓄水池,垒砌谷坊、护树盘,水平条整地,形成了完整的拦、截、蓄综合体系,有效控制了水土流失,减少泥沙入库量。多年来,在北京的密云、怀柔、门头沟、房山等海拔高、沟密坡陡、土层瘠薄、植被稀少的地方,采取整沟平地、封山育林、引种牧草等综合措施,实现了缓洪拦沙、除害兴利,使荒沟变成了林粮并茂、花果飘香的锦绣山川,促进了农民增收致富,使过去肆虐的洪水变成细水清流。治理后的山区提高了蓄水能力,汇入沟道径流虽然相对减少,山区降雨入渗后,成为地下潜流,再排入河道,形成清澈的流水,汇流慢、水流清,形成山区收集雨水的最佳状态,使用价值远优于洪水的价值。
据统计,一条小流域治理后,每年大约可拦截泥沙40万吨,可减少下游水库的泥沙淤积,有利于保持水库的有效库容,遇到暴雨可消减洪峰60%~70%,大大减轻下游水库河道的防洪压力,保持水库库容和有效蓄水量。
北京的山区还将结合水土保持小流域综合治理,因地制宜利用山坡、沟谷等修建小型集雨设施,充分利用雨水补充人蓄饮水、改善灌溉条件。
减河蓄水
平原利用湿地、河道回补地下水
北京的平原区占全市总面积的1/3,为了留住雨水,北京水务在平原区县大搞集雨工程试点,大力推广农村雨水利用经验,利用平原河道、坑塘、湿地等蓄水条件,最大限度地蓄滞雨洪、回灌地下水,创造出棚面、庭院等集雨方式,为农业生产提供新水源。
湿地被称作“地球之肾”,它既可以净化水质、保持生物的多样性,又具有消减洪峰、蓄纳洪水、调节径流的巨大功能。资料表明,一公顷林地比无林地要多蓄水300立方米,而一公顷湿地比林地的蓄水量还要多至少5倍。近几年,北京水务加强湿地建设,利用湿地净化水体、吸纳雨水、回补地下水。温榆河全长64公里,流经海淀、昌平、朝阳、通州四个区。温榆河昌平段建成白各庄湖、郑各庄湖、羊各庄老河湾、蔺沟入口湿地和北七家5处大面积人工湿地。另外还有官厅水库黑土洼,延庆三里河、野鸭湖,海淀区的翠湖、顺义汉石桥保护和恢复湿地1713公顷,不仅有效改善了水质,汛期还集蓄了大量的雨水,改善了周边环境、提高了空气质量。
近些年,北京在平原区的五大水系修建调蓄水闸256处,可滞蓄雨水830万立方米;修建橡胶坝74座,增加蓄水能力8000万立方米,形成水面450平方公里,改善了水环境、回补了地下水。顺义潮白河的支流减河,通过建设橡胶坝抬高上游河道水位,拦蓄河道雨洪。设计蓄水能力54万立方米,2005年虽属枯水年份,仍蓄水22万立方米。
在平原区充分利用旧坑塘、低洼地、砂石坑、排水渠集雨,通过清理垃圾、截污蓄清、扩大水面、增加蓄水、涵养水源、改造环境,增加农村生产可用水量。顺义北务镇珠宝屯村村北有一条镇级排水沟,周边有大坑。为收集雨水,他们先将排水沟和大坑进行清理整治。村内的雨水通过排水沟渠汇集进入坑塘存蓄起来,同时将村外的雨水通过沟渠引进坑塘,年可蓄水20万立方米。利用集蓄的雨水进行农田灌溉,不但减少了地下水的开采,还形成了优美的水景观。
利用路面、棚面收集雨水,汛蓄旱用、上蓄下用、散蓄整用,增加蓄水,也是平原区集雨的好方法。平谷大华山镇挂甲峪村通过建设水窖、水池集蓄雨水,不仅营造了水环境,还用于果树灌溉。几年来,他们建设集雨工程320处,蓄水能力14万立方米,平水年可蓄水6万立方米,满足1500亩果树灌溉用水。
过去,温室大棚顶部都覆盖着塑料膜,致使降雨无法入渗,只能白白流走。而今,大兴区庞各庄镇南李渠村共有温室大棚60个,占地60亩,共建两个集雨池。雨水通过塑料膜面流入碎石槽,通过拦污栅进入沉沙池,再流入集雨池。入汛以来,共收集雨水3000立方米,基本满足露天蔬菜和周边林地的灌溉用水。
按照规划,平原区的集雨模式将得到迅速推广,北京平原区还将建设2300多处,可增加蓄水能力336万立方米。城镇集雨工程建设要纳入城镇建设规划、纳入节水管理、纳入年度项目计划,乡镇所在地至少要建一处雨水工程;小区建设要配套建设雨水工程。
龙湾屯双源湖
城区加快集雨工程的建设步伐
随着北京城市的不断扩大、建筑面积和道路的不断增加,城区不透水面积日益扩大,可以吸收雨水的面积逐渐缩小,造成降雨后汇流时间加快,虽然降雨的持续时间和降雨量远不如前些年,但是在个别道路的深槽路段却出现道路严重积水。动员全社会留住雨水,既可以减轻城市防洪排水的负担,又可以利用雨水造福于民。
北京城是在永定河的冲积平原上建设发展起来的,自远古以来,永定河将大量的泥沙一次次倾泻在北京平原上,形成了北京城西以西山为界,北至海淀、东到复兴门、南到南苑约400平方公里的范围内,地表以下有厚度为25~150米的大范围沙砾石透水层,基本趋势是由西向东、由北向南,沉积厚度由厚变薄,为回灌地下水创造了好条件。据记载,1988年官厅山峡的雨洪量为2800万立方米,约有1400万立方米的水量通过拦河闸下泄到永定河,除极少部分蒸发外,其余全部渗入地下,使京西50多平方公里范围地下水位普遍升高。1991年6月,北京遇罕见特大暴雨,卢沟桥闸前水位高1.2米,仅用三天时间全部由河床入渗。因此,城区西部具有十分有利的拦蓄雨洪、引渗回灌的条件。
而北京城东部为沙土与黏土混合层,透水性较弱,因此城区东部可拦储雨洪用于杂用。为利用城区雨洪资源,市水务局从2005年开始建成了通州通惠灌区、大兴凉凤灌区和潮白河三个雨洪蓄滞区,城区雨洪经护城河汇集后,向东经坝河、亮马河、通惠河、凉水河等排水河道引入三个雨洪蓄滞区,去年共拦蓄雨水7000多万立方米。北京城区有大小湖泊20多个,总面积600余万平方米,这些湖泊汛期时都可以收集雨水,补充平时景观用水的不足。城市河湖拦蓄雨洪4000多万立方米。
为留住更多的雨洪资源,2005年,北京水务局、北京市林业局、北京市园林局向全市发出雨水利用倡议,居民小区、学校、机关、企事业单位、园林部门等采取各种措施将地面、道路、屋顶等雨水收集处理,回用于冲厕、洗车、道路浇洒及绿化;建设绿地雨水回收利用设施,推广绿地节水型灌溉方式,提高雨水利用效率;将在路面、广场、停车场采用透水砖、嵌草砖等透水性材料进行铺装,提高雨水渗透能力,最大限度地补充地下水。据统计,北京社会单位已建148处雨水工程,汇水面积475万平方米,蓄水能力230万立方米。
在开展的“留住雨水”项目中,除大型雨水利用工程外,还有一些单位、街道、学校和居民小区,结合实际情况,在各自院内开展小规模“留住雨水”项目。海淀区水务局支持一些单位和社区开展雨水收集和利用工作,仅用半年时间修建透水地面640平方米、安装收集楼顶雨水的“集雨尊”26个。一场10毫米降雨约可从屋顶收集雨水36立方米。利用收集的雨水浇灌花木、洗车、降尘和回补地下水。海淀区军休办自筹资金在汽车队院内修建了容积为8立方米的“集雨尊”,收集楼顶雨水作为40辆汽车的洗车用水,既节约了自来水,也减轻了城区排水压力。
北京城区的公园比较多,利用园林湖泊、绿地等收集雨水作为园林杂用是北京多年来一直在做的工作。宣武区的万寿公园,过去绿化用水占全园用水总量的90%以上。为了收集雨水,他们在公园内新建雨水渗水井5个,用1500米管道将这5个渗水井沟通,建成了雨水回灌利用系统,增加汛期对地下水的入渗补给,节省了草地灌溉用水。他们还利用400平方米的景观水池收集雨水,用于浇灌花草树木。过去,万寿公园每年用于绿地的养护水需要3.6万立方米以上,现在每年只用了2.2万立方米,每年可节约用水1万立方米,一年节省水费12.3万元。
汛期立交桥深槽路段容易积水,为保证道路畅通,在立交桥畔设泵站以便及时排除道路积水。而丰台铁路大桥泵站“变废为宝”将道路积水收集起来,建起了每天可用水5000多立方米的洗车房,每天能用雨水洗车100辆,同时可给草坪绿化喷灌供水10000多立方米,邻近的3000平方米绿地全用雨水浇灌,多余中水还可用于其他单位的降尘、绿化、景观用水。由于雨水水质较好,处理工艺也比较简单,每吨成本只有1元。目前全市已经投入使用的这种立交桥深槽路段的收集雨水工程有4座,计划还将在具备条件的12座立交桥建设雨水收集利用工程。
集雨是利国利民造福子孙的大好事,北京还将结合环路和城市放射线的积水点,集中建一批较大型雨水收集工程,今冬明春计划建设12项,将更多的雨水收集利用起来。
北务镇珠宝屯小水库