宋衛(wèi)坤 ,魏恒文 ,周 嶸 ,胡 孟 ,鄔曉梅
(1.中國水利水電科學(xué)研究院,100048,北京;2.國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心,100048,北京;3.北京市郊區(qū)水務(wù)事務(wù)中心,100195,北京)
雨洪利用作為北京市農(nóng)村水務(wù)建設(shè)的重要內(nèi)容之一,是解決缺水和防洪問題的一項重要措施。雨洪利用工程建成后,不僅可以增加水資源的可利用量,補充灌溉水源,回補地下水,實現(xiàn)雨洪高效利用,減輕雨洪災(zāi)害,還可形成鄉(xiāng)村水景觀,改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。此外,通過雨洪利用和農(nóng)村截污治污工程相結(jié)合,實現(xiàn)雨水、中水的循環(huán)利用,推進農(nóng)村循環(huán)水務(wù)的建設(shè)。
“十一五”期間,北京市按照“變‘防汛’為‘迎汛’,既減災(zāi)防災(zāi),又給洪水以出路;既確保安全,又把水資源留住”的思路,遵循“先入滲、后滯蓄、再排放”的原則,結(jié)合新農(nóng)村建設(shè),在郊區(qū)充分利用現(xiàn)有的閘壩、低洼地、老河灣、砂石坑、排水溝渠等,攔蓄雨洪、蓄滯雨水,共建成農(nóng)村雨洪利用工程800處,新增蓄水能力3000萬m3,涉及北京市的14個區(qū)縣(除東城區(qū)和西城區(qū)外)。這些雨洪利用工程的建成,在郊區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了積極作用。
根據(jù)雨水集蓄方式,北京市農(nóng)村雨洪利用工程主要采取了以下五種建設(shè)模式。
①坑塘。結(jié)合地形新建或充分利用農(nóng)村現(xiàn)有廢棄砂石坑、魚池、荷塘、山平塘等,經(jīng)過清淤、土石方整治、邊坡護砌、防滲處理以及雨水收集、攔污、沉淀、泄水、提水等設(shè)施建設(shè),集蓄雨水。主要用于村莊農(nóng)業(yè)灌溉及綠化,同時形成景觀水面。
②溝道。在山丘區(qū),因地制宜,利用山澗溝道、排水溝渠,結(jié)合生態(tài)清潔小流域建設(shè),通過疏浚、截流、攔污、護坡、沉淀、擋水、泄水、提水等設(shè)施建設(shè),匯集和存蓄雨水、泉水,形成水面景觀,延長雨水在溝道內(nèi)停留的時間,減輕排洪壓力,同時增加雨水入滲回補地下水量,涵養(yǎng)水資源。
③塘壩。塘壩是指在山丘區(qū)修筑的一種蓄水量不足10萬m3的小型蓄水工程,或通過對現(xiàn)有塘壩進行維修改建、閘門維修、防滲護砌,增加集蓄水量,調(diào)蓄雨洪,收集附近的雨水等,主要用于農(nóng)田、果樹灌溉以及民俗旅游景觀用水。
④庭院。利用村莊居戶等建筑物的屋頂、硬化庭院以及路面等進行雨水收集,興建水池、水窖、等蓄水構(gòu)筑物集蓄雨洪,再通過初期棄流、沉淀、提水等設(shè)施建設(shè),主要用于綠化、景觀、澆灑道路等用水。
表1 雨洪利用工程建設(shè)模式對比
⑤設(shè)施農(nóng)業(yè)。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為建設(shè)北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分,近年,在農(nóng)業(yè)優(yōu)惠扶持政策的引導(dǎo)下,北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)取得了較大發(fā)展。利用溫室室頂和設(shè)施大棚膜面等作為雨水收集面,通過集雨管溝、凈化設(shè)施和集雨池將雨水存儲起來,作為灌溉水源的有效補充,采用適宜的灌溉技術(shù)與模式,滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)作物旱時用水。
⑥各種工程建設(shè)模式的比較。根據(jù)雨洪利用工程建設(shè)的適用條件、用途、蓄水能力等進行比較,如表1所示。
近年,北京市陸續(xù)開展雨洪控制與利用相關(guān)技術(shù)研究,包括北京市降雨徑流特性、雨水水質(zhì)與處理技術(shù)、雨水收集與綜合利用,綠地利用雨水技術(shù)以及透水鋪裝地面等。農(nóng)村雨洪利用工程結(jié)合工程現(xiàn)狀地形、周邊環(huán)境等條件,因地制宜探索總結(jié)出坑塘、溝道、設(shè)施農(nóng)業(yè)、塘壩、庭院等五種雨洪集蓄模式,并在各郊區(qū)縣均有不同程度地應(yīng)用,創(chuàng)新和拓展了傳統(tǒng)雨水收集利用的方式。
建立周報制和核查制,抓質(zhì)量、督進度。區(qū)縣水利質(zhì)量監(jiān)督站負(fù)責(zé)工程質(zhì)量的全程監(jiān)督,市區(qū)縣兩級水利工程質(zhì)量監(jiān)督站每年對當(dāng)年所建工程進行一次聯(lián)合檢查,采取區(qū)縣總體匯報與現(xiàn)場抽查的方式,作為郊區(qū)水務(wù)績效考核的一項重點內(nèi)容,綜合評定工程的施工質(zhì)量、施工進度、組織實施、運行管理等內(nèi)容。
實現(xiàn)雨洪利用工程長期發(fā)揮效益,關(guān)鍵是規(guī)范工程建后管護,保障良性運行。為此,水務(wù)部門出臺了《北京市農(nóng)村雨洪利用工程運行管理辦法》,對工程產(chǎn)權(quán)、管理職責(zé)、運行維護等進行了明確規(guī)定。同時,按照統(tǒng)一管理、分級負(fù)責(zé)、共同參與的原則,針對農(nóng)村水務(wù)設(shè)施管理的特殊性,總結(jié)提出了村委會管理、農(nóng)民用水戶協(xié)會管理、小區(qū)物業(yè)管理和產(chǎn)業(yè)公司管理等四種建后管護方式。
農(nóng)村雨洪利用工程建成后,汛期通過蓄滯雨水、攔蓄雨洪,累計增加可利用水資源量6000多萬m3。豐臺、懷柔、門頭溝、密云等區(qū)縣圍繞服務(wù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展,結(jié)合都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生態(tài)、觀光、旅游、休閑等功能,優(yōu)先選擇在農(nóng)業(yè)種植園、生態(tài)觀光園、花卉種植基地等產(chǎn)業(yè)園區(qū)及周邊建設(shè)雨洪利用工程。一方面通過鋪設(shè)管道、配套水泵等設(shè)施,利用集蓄的雨水為園區(qū)作物提供灌溉水源;另一方面通過建設(shè)親水平臺、觀景涼亭等營造親水景觀,推動當(dāng)?shù)赜^光采摘等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一方面,通過收集、存蓄雨水資源,攔蓄地表徑流,延長滯洪時間,減少雨水徑流外排,減輕防洪壓力;另一方面,利用沙性土壤良好的滲透性能,增加雨水的自然下滲回補,不但減少了雨水的蒸發(fā)損失,而且提高了雨水的利用率,補充地下水,涵養(yǎng)水源。
溝道、塘壩等雨洪利用工程中通過種植荷花、睡蓮、蒲草等水生植物,構(gòu)建人工濕地,通過物理沉降、微生物降解、土壤阻截、植物吸收等作用,凈化水體,減少了污染雨水直接排入河流水體而造成的污染。此外,通過雨洪利用工程的建設(shè),改善村內(nèi)環(huán)境,形成水面景觀,形成老百姓休閑娛樂的場所。
通過農(nóng)民用水戶協(xié)會村分會及農(nóng)村管水員,積極組織農(nóng)民參與雨洪工程建設(shè)與管理,明確管護責(zé)任。同等條件下,除技術(shù)要求較高的工程部分由專業(yè)施工隊伍施工外,垃圾清運、土方清淤、綠化等工程部分均由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民參與實施?!笆晃濉逼陂g,北京市農(nóng)村雨洪利用工程建設(shè)中,全市農(nóng)民累計投入30萬余工日,農(nóng)民勞務(wù)收入3000余萬元。
總體而言,北京市雨洪利用工程發(fā)揮了巨大效益,但部分工程仍存在下述問題:
部分工程集雨量不夠,長年無水或者廢棄不用,主要原因在于工程的選址不夠合理。在工程建設(shè)前,對地形、降雨等基礎(chǔ)資料掌握不足,現(xiàn)場調(diào)查論證不充分,沒有進行雨洪利用潛力分析,缺乏整體考慮;建設(shè)地點選擇不夠恰當(dāng),蓄水量設(shè)計偏大,導(dǎo)致工程建成后蓄不上水或者廢棄不用,沒有達到預(yù)期效果。
由于總體投資不高、地方配套不能全部落實等原因,部分雨洪利用工程在設(shè)計方面,未統(tǒng)籌兼顧,在服務(wù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)發(fā)展、結(jié)合村內(nèi)污水治理等方面考慮不足,限制了工程效益的最大發(fā)揮;一些雨洪工程雖然提供了良好的水源條件,但因引水設(shè)施、灌溉配套不足,集蓄的雨水資源仍得不到有效利用。此外,還有少數(shù)工程因為資金短缺,未完全按照原設(shè)計來施工,降低建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),如集雨面積減小、無護坡護岸、工程設(shè)施不配套等問題。
農(nóng)村雨洪利用工程點多、量大、面廣,運行管理中存在的突出問題是缺乏運行管理經(jīng)費來支撐運行管理隊伍,直接導(dǎo)致工程沒人管理或者疏于管理。出現(xiàn)個別工程所集蓄的雨水發(fā)黑發(fā)臭、周邊垃圾成堆、管道護欄設(shè)施損壞等現(xiàn)象。
北京市農(nóng)村雨洪利用工程總體上取得了良好效果,效益突出。雨洪利用工程增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水,服務(wù)了都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè);減輕了防洪壓力,回補了地下水;凈化了水體,改善了村莊環(huán)境,涵養(yǎng)了水源。此外,通過引導(dǎo)農(nóng)民參與建設(shè),增加了農(nóng)民收入。但部分工程也在一定程度上存在設(shè)計不夠合理、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低、管理工作不到位等問題。
北京市八家地郊野公園雨洪利用工程景觀
(1)科學(xué)選址,合理規(guī)劃
在雨洪利用工程選址方面,建議優(yōu)先選擇以下地址:雨水回用量大、水資源又相對緊缺的地點;距離再生水回用比較方便的地點;居民急需改善的坑塘河道;便于施工的地點。在工程規(guī)劃方面,突出重點,優(yōu)先考慮與農(nóng)村治污結(jié)合的雨洪利用工程、與農(nóng)業(yè)觀光生態(tài)園結(jié)合的雨洪利用工程。
(2)落實工程建管資金
首先,研究制定雨洪利用工程建設(shè)、管護資金定額標(biāo)準(zhǔn),為雨洪利用工程建設(shè)投資以及運行管理維護經(jīng)費投入提供依據(jù)。其次,出臺相關(guān)政策法規(guī),落實雨洪利用工程的建設(shè)與管護資金。對于能產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益的雨洪利用工程,工程的管護資金可以從直接經(jīng)濟效益中提取,不足部分再通過其他方式解決。
(3)加強工程管理,責(zé)任到人
落實雨洪利用工程管理,責(zé)任到人。對工程管理人員進行培訓(xùn),提高管理人員的業(yè)務(wù)能力。管理責(zé)任人負(fù)責(zé)本工程的正常運行,定期進行檢查、清理和日常維護。必要時,應(yīng)做好清淤等工作,保障收集與排水設(shè)施通暢,運行安全。對于集蓄水質(zhì)要求較高的雨洪利用工程,應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定進行水質(zhì)化驗,確保蓄水水質(zhì)要求。
(4)制定地方標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范雨洪利用工程建設(shè)和管理
目前,北京市在大力推廣適宜的雨洪利用技術(shù),形成了五種工程建設(shè)模式和四種工程管護模式。但如何因地制宜建設(shè)雨洪利用工程,尚缺乏相應(yīng)的技術(shù)依據(jù)。此外,還缺乏對雨洪利用工程進行專門驗收、運行維護和效果評價方面的標(biāo)準(zhǔn)。建議結(jié)合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)以及工程建設(shè)和管理實踐經(jīng)驗,研究制定有北京市特點的地方標(biāo)準(zhǔn),進一步規(guī)范雨洪利用工程建設(shè)和管理,為其他地區(qū)提供借鑒。
[1]稅朋勃,單軍.北京市農(nóng)村雨洪利用建設(shè)思路與實踐[J].中國水利,2010(1).
[2]潘安君,張書函,陳建剛,等.城市雨水綜合利用技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京:中國水利水電出版社,2010.