北京市开发建设项目雨洪集蓄利用模式探讨

周连兄

(北京林丰源生态环境规划设计院有限公司,北京 100083)

北京市位于华北地区,气候干旱少雨,水资源由入境地表水、境内地表水和地下水组成,其中境内地表水和地下水主要靠降雨补给;年降水总量 98亿m3,其中 85%的降水集中在汛期(6—8月),汛期暴雨往往形成地表径流,不易补充、涵养地下水;属海河流域,境内有 5大水系,大小河流 100余条,小湖泊、水库 120余座;属资源型重度缺水地区,年人均水资源量不足300m3,仅为全国人均水平的 1/8,而且随着城市化水平的提高,水资源需求量在不断增长。为了缓解水资源紧张状况、改善生态环境,北京市从 2003年就制定并执行了《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》,要求所有新建、改建、扩建工程均应建设雨水利用工程,否则有关部门将不予验收。

1 国内外雨洪集蓄利用概况

目前,世界上很多国家都已经认识到了雨洪资源的利用价值,开展了不同规模的雨洪利用与管理研究。例如,美国通过提高天然入渗能力来加强对雨水资源的利用,主要方式是建立屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统,还制定了雨水利用条例,规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平,所有新开发区必须强制实行就地滞洪蓄水;德国充分利用公共雨水管道收集雨水并加以利用,制定了一系列的雨水利用相关法律法规,要求开发建设项目必须建设雨水利用设施,否则政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费;日本在 1992年颁布《第二代城市下水总体规划》后,就正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分。

我国城市雨洪利用起步较晚,目前主要是在一部分缺水地区有一些小型、局部的非标准性应用,如山东长岛县和浙江省舟山市葫芦岛等地的雨水集蓄利用工程。大中城市的雨洪利用基本处于探索与研究阶段,但已显示出良好的发展势头。

2 北京市开发建设项目雨洪集蓄利用状况

北京市在城市雨洪利用及其相关规划的研究、推广和应用方面起步较早:2000年北京市水利局和德国艾森大学合作启动了示范小区雨水利用合作项目[1];2001年国务院批准的《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》和《北京城市总体规划(2004年—2020年)》中要求雨水利用应结合城市建设、绿化和生态建设要求,建议广泛采用透水铺装、绿地渗蓄、修建蓄水池等措施,在满足防洪要求的前提下,最大限度地将其就地截蓄利用或补给地下水[2];2003年 3月北京市规划委员会和北京市水务局共同制定并发布了《关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定》,使北京市雨水利用和小区雨水利用进入了示范和实践阶段。

随着城市规模的不断扩大,北京市有许多开发建设项目的施工区设在郊区或山区。这类开发建设项目区内的雨水资源没有得到人们的足够重视,项目建成后绿化措施缺乏生态用水水源,植被覆盖达不到预期效果。有些项目为了保证植被覆盖率花费了大量后期养护费用,而一些后期资金不足的项目,植被生长完全依靠天然降水,致使项目水土保持工程竣工验收时植被覆盖率难以达标。笔者参与了大量山区、郊区开发建设项目水土保持监测工作,发现大部分项目建成后改变了土地利用状况,由硬化地面代替了建设前入渗率较高的荒地、林灌地等,加剧了建设区内雨水资源的流失,同时因没有配置有效的雨洪集蓄利用设施,使得项目区内雨水资源白白流失。

3 开发建设项目雨洪集蓄利用模式

3.1 雨洪集蓄利用设施的设置原则

(1)因地制宜。雨洪集蓄利用设施应结合开发建设项目的实际情况,因地制宜进行配置,不要盲目照搬国外经验,造成配置的设施不符合我国的实际情况,发挥不了应有的功效。

(2)多功能、多用途。根据北京市降雨特点,尽可能地使雨洪集蓄利用设施具有多功能、多用途,雨季时可拦蓄雨水、缓解区域性洪水,其他季节可作为其他用途。

(3)施工材料就地取材、经济节约。在满足主体功能的前提下,雨洪集蓄利用设施的施工材料应尽量就地取材,以节约投资,在保证项目区内雨水资源得到最大程度利用的同时兼顾经济效益。

3.2 雨洪集蓄利用模式

(1)蓄水池(坑)是目前开发建设项目中较常采用的一种雨洪集蓄利用方式,主要建设在开发建设项目区的空闲地带,通常与项目区内现有排水系统相结合,集蓄地面径流,用以浇灌项目区内绿地或营造水景观。蓄水池的形状一般根据所在位置状况确定,常见的有矩形、圆形和其他不规则形状。建筑材料一般根据蓄水池所在地或项目本身特点分为两大类,一类是由砖石或浆砌石砌筑,前期以蓄水为目的,后期用于浇灌或其他用途;另一类是将蓄水池池壁用土工布或其他防渗材料处理,以营造景观为主。蓄水池的容积根据周边地表径流总量、蓄排工程、施工条件、使用条件来确定[3]。

(2)树盘是树木栽植中常见的一种保水蓄水的形式,通常是在树木周边筑成高 15～20 cm的灌水土堰,其土堰内边略大于树穴边长 10 cm。树盘技术在城市园林绿地施工中应用较多,2008年北京市路政局、北京林业大学经过调查研究,结合北京市实际情况编制完成了《北京市公路生态绿化指导性意见》,其中推荐将树盘技术作为今后北京市公路绿化的主要技术。此外,北京市门头沟区水土保持试验站、北京市路政局门头沟分局和北京林丰源生态环境规划设计院有限公司在门头沟地区进行山区公路生态建设研究发现,对于山区公路植被恢复,树盘技术是保证树木成活率及有效利用雨水资源的手段之一。

(3)下凹式绿地是一种绿地微地形整治方式。通常绿地高程低于周边区域 5～10 cm,用于拦蓄周边地表径流。有研究表明,当绿地平均比周围低 10 cm时,对于 5年一遇的 24小时降雨,可以入渗消纳绿地本身和相同面积不透水面(道路或屋顶)的雨水径流,基本不发生径流外排[4]。城市园林绿地建设研究表明,下凹式绿地在大大缓解城市洪涝灾害的同时,还能增加土壤水资源量和地下水资源量,减少绿地浇灌的次数,对于水资源紧缺城市开发建设项目的绿地养护具有重要的现实意义。同时,下凹式绿地施工简单、经济,能有效利用雨水资源,有利于建设资源节约型社会。

(4)其他措施。多数开发建设项目受征占地的限制,不能设置大面积的雨洪集蓄利用设施。为有效利用天然降水,除在绿化区域进行植被恢复外,还应尽可能地减少项目区内的硬化面积,如房地产建设项目、城市道路的人行步道可采用铺设透水砖的方式硬化;房地产建设项目、工矿企业等的停车场可采用铺设植草砖的方式;山区公路、旅游休闲项目区内的停车场、观景台的铺装应尽可能与周边环境相结合,减少硬化地面。

4 结 语

作为开源和节流并举的一项措施,雨洪集蓄利用是充分利用天然雨洪资源、有效补充城市地下水、缓解城市水资源紧张的重要措施。加强开发建设项目雨洪集蓄利用设施建设,有效利用天然降水,缓解区域性洪水,是目前全球气候恶化、水资源日益紧缺背景下保护水资源行之有效的手段之一。如何实现雨洪资源化,探索因地制宜的雨洪集蓄利用模式,缓解城市供水压力,就成为城市建设中亟待解决的问题。笔者对北京市水资源现状、国内外雨洪集蓄利用概况和北京市开发建设项目雨洪集蓄利用现状进行初步分析,总结得出了适宜北京市开发建设项目的雨洪集蓄利用模式,以期为全国开发建设项目雨洪集蓄利用提供可资借鉴的经验。

[1]胡伟滨.城市和小区雨水资源利用概况及利用途径研究[J].环境保护与循环经济,2008,28(3):42-44.

[2]董蕾,车伍,李海燕,等.我国部分城市的雨水利用规划现状及存在问题[J].中国给水排水,2007,23(22):1-5.

[3]赵永军.开发建设项目水土保持方案编制技术[M].北京:中国大地出版社,2007.

[4]张书函,刘志建,丁跃元,等.北京城区雨水利用的基本设想[J].城市管理与科技,2007,9(3):19-22.