北京城市雨水蓄渗措施分类及配置模式

2015-03-22舒安平

中国水土保持 2015年10期

关键词：绿地市政雨水

舒安平，尤伟，2，周星，于洋，祝荻

(1.北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室，北京100875；2.水利部水土保持监测中心，北京100055；3.北京清大绿源科技有限公司，北京100084)

北京城市雨水蓄渗措施分类及配置模式

舒安平1，尤伟1，2，周星1，于洋3，祝荻3

(1.北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室，北京100875；2.水利部水土保持监测中心，北京100055；3.北京清大绿源科技有限公司，北京100084)

城市雨水；蓄渗措施；配置模式；北京

经历2012年“7·21”特大暴雨洪灾后，北京城市雨水问题一度引起人们高度关注。按雨水蓄渗方式将雨水收集与利用措施分为雨水入渗、集蓄、入渗集蓄相结合三大类，分析了北京市各类雨水措施的构成、作用及适用性，提出市政配套设施、公建设施、居民住宅、商业办公设施、工业厂房等五种典型的城镇建设项目雨水收集与利用措施的配置模式，为探索北方城市水土保持雨水蓄渗措施优化配置模式奠定基础，对加强城市洪涝灾害防治具有重要意义。

当前我国正处在经济快速发展、城镇化建设加快的新时期，在这一进程中势必进行大规模基础设施和生产项目的建设，这些项目的建成及使用在带来巨大经济、社会效益的同时，也给区域资源环境带来了严重考验，如建设扰动地表造成新的水土流失、局地暴雨引发城市内涝灾害等问题，已引起人们高度关注。将城镇化建设过程中的水土流失及内涝灾害影响降至最低，对有效地恢复和改善城市生态环境具有重要意义。

目前，北京已建或在建部分生产建设项目尽管设置有一些雨水利用措施，但形式比较单一，数量比较稀少，主要形式为人行步道透水铺装、配套集雨池等，雨水利用模式单一，大多数雨水外排进入市政雨水管网，对城市防洪排涝造成压力，且不利于雨水资源的综合利用。2012年7月21日北京发生了特大暴雨洪涝灾害，雨水蓄渗措施配置与建设不到位问题凸现。为此，2012年8月21日北京市规划委员会颁布了《新建建设工程雨水控制与利用技术要点(暂行)》(市规发〔2012〕1316号文)；2013年8月23日北京市人民政府办公厅颁布《北京市人民政府办公厅关于进一步加强城市雨洪控制与利用工作意见的通知》(京政办发〔2013〕48号)；2014年2月1日北京市明确了新建项目必须配置雨洪控制与利用措施；2014年2月1日北京市实施的《雨水控制与利用工程设计规范》(DB 11/685—2013)规定，新建项目面积超过2 000 m2的每1 000 m2(含)应配建不小于30 m3的雨水调蓄设施，下凹式绿地面积占绿地面积的50%以上，硬化地面透水铺装率达到70%以上等；2015年5月29日北京市第十四届人大常委会第十九次会议通过的《北京市水土保持条例》，从地方性法规的层面进一步明确了雨水收集与利用等雨水蓄渗措施的作用和重要性。因此，城市雨水蓄渗措施分类与配置对构建完善的北京城市水土保持措施体系、加强城市洪灾防治和首都生态文明建设均具有重要意义。

1 城市雨水蓄渗措施的分类及作用

一般来说，以雨水入渗、集蓄、入渗集蓄结合三种方式对城市天然降雨进行收集与利用，对应的单项典型措施分别包括透水铺装与渗水井、集雨池(含沉沙池)与调蓄景观水池[或滞蓄洪河(渠)道]、下凹式绿地与渗沟等6种，以下分别简述这6种雨水蓄渗措施的构成、特点、作用及适用性。

1.1 雨水入渗措施

(1)透水铺装。透水铺装是城建中一种常用的铺装构件，分表面有孔洞和无孔洞两种。在有孔洞的透水铺装中可植草，在其上行走舒适度较差，但对雨水入渗作用较大；无孔洞的是采用水泥砂浆制造，在其上行走舒适度较好，但是对雨水的入渗作用相对较小。随着人们对环境美化、雨水资源的有效利用认识的不断提高，透水铺装的使用越来越广泛，通常将其用于人行道、停车场、公园、林荫地带，便于行人及轻型车辆通行，透水铺装典型设计如图1所示。

(2)渗水井。渗水井是将雨水汇集于透水砖竖井内并通过竖井侧壁、井底及渗水管进行雨水入渗的设施，主要由透水砖竖井、进水管、溢流管(与项目区雨水管线相接)和若干根渗水管构成。渗水井一般布设于项目区绿地或下凹式绿地内，主要用于收集下凹式绿地内土壤持留的多余雨水，并有效地加速入渗。另外，下凹式绿地无法入渗的雨水也可通过进水管进入渗水井内，并通过渗水井底部铺垫的卵石层进行入渗。同时渗水井内收集的雨水可以通过渗水孔至深层土壤中，并对该部分土壤进行有效的水分供给，渗水井断面典型设计如图2所示。

图1 透水铺装典型设计示意

图2 渗水井断面典型设计示意

1.2 雨水集蓄措施

(1)集雨池。集雨池是指采用建筑材料修建、具有防渗作用的雨水收集和调蓄设施，具有汇集屋顶及地面径流的功能，一般为地埋式钢筋混凝土构造物或玻璃钢构造物，其两侧各设置有一个进水管与溢水管，并且在进水管前端配备沉沙池一座。汇集的雨水首先进入沉沙池进行泥沙沉淀，然后通过进水管进入集雨池中，当集雨池中雨水达到最大收集量后，多余的雨水可通过溢水管排出。集雨池内设有导流墙，导流墙位置可视水管位置进行调整，并保证进水管布置不产生水流短路。同时，集雨池底端配有抽水泵，收集的雨水主要通过泵抽的方式浇洒道路和绿地，施工期间抽水泵建议采用污泥泵，以方便及时清除集雨池内泥沙。

集雨池大多布置于大面绿地或广场道路的下方，并以布置在项目区雨水管线与进入市政管线连接出口前端为好。根据项目区雨洪计算结果，确定所需集雨池蓄水规模及规格尺寸，常见的集雨池规格有50、100、300、500、800、1 000 m3等。

(2)可调蓄的景观水池。在部分城市房地产项目中，为增加建设项目品质及景观功能，在确保水源(采用屋顶排水或再生水)供给前提条件下，项目区内可布设一定规模的景观水池，并通过优化主体设计适当增加景观水池深度(一般5～30 cm)，使其具有雨水调蓄功能，见图3。景观水池汛期具有汇集周边雨水及屋顶雨水(需设弃流装置)功能，非汛期水源由中水补充，冬季一般将水放空成干池，是一种较好的雨水收集与利用措施。

图3 可调蓄的景观水池典型设计示意

1.3 雨水入渗与集蓄相结合措施

(1)下凹式绿地。下凹式绿地是指具有滞留、蓄存、下渗雨水功能且低于周边道牙地表5～10 cm的低洼绿地。下凹式绿地既可将雨水直接下渗补给土壤和地下水，又能将部分雨水汇集于绿地内短暂滞留或蓄存，缓慢入渗补充地下水，还能降低雨水径流系数、使雨水产流汇流滞后、洪峰峰值削减等。在北方城市开发建设中，下凹式绿地作为一种十分有效的雨水收集与利用措施被广泛应用，见图4。

图4 下凹式绿地典型设计示意

(2)渗沟。渗沟是在绿地内设置的为加快绿地内雨水下渗的排水沟，主要由反滤织物和透水性材料(级配砂石)组成，见图5。在城市水土保持措施中，大多数渗沟布设在下凹式绿地内，与下凹式绿地配合使用。

图5 渗沟典型断面设计示意

渗沟作为城市雨水收集及利用的一种新型措施，既可有效地增加绿地的雨水入渗效率，有着较强的入渗能力，又可短暂蓄存雨水，是一种较好的雨水蓄存及加速入渗措施，在北京城市房地产建设项目已逐步得到了应用。

2 北京城市雨水集蓄措施配置模式

根据城市建设项目的性质与用途，一般可将城市建设项目划分为市政配套设施(公共交通、绿地、管线)、公建设施(学校、医院、文体设施)、居民住宅、商业办公设施、工业厂房等五种类型。因此，城市水土保持应根据建设项目的种类与市政功能规划和行业规划相结合，突出城市水土保持的特点，建设有效的雨水收集与利用措施体系。

2.1 市政配套设施

市政配套设施主要包括公共道路交通、公共绿地、市政管线等，公共交通是贯穿整个规划区的联络网，一般绿地与管线沿公共交通道路布设，具有线型工程的特点，主要通过绿地、沉沙池和透水铺装等方式进行雨水收集与利用。雨水收集与利用流程如下：道路雨水—公共绿地+透水铺装—雨篦子—道路雨水管道—沉沙池—市政雨水管网。

2.2 公建设施

公建设施项目包括学校、医院、文体设施，作为社会公建设施，人员往来密集，尽管常见的雨水收集与利用措施都可以使用，但出于对来往人员安全考虑，一般大多采用下凹式绿地、路面透水铺装、渗沟(适用于砂质土)等，其雨水收集与利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式绿地+透水铺装+渗沟—绿地内雨水口—小市政雨水管线—市政雨水管网。

2.3 居民住宅

居民住宅项目雨水收集与利用措施体系几乎可以涵盖所有的雨水措施，主要包括下凹式绿地、集雨池、路面透水铺装、景观水池、渗沟和渗水井(适用于砂质土)等，其雨水收集与利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式绿地+集雨池+透水铺装+景观水池+渗沟+渗水井—绿地内雨水口—小市政雨水管线—市政雨水管网。

2.4 商业办公设施

考虑商业品质要求及往来人员较多等因素，商业办公设施雨水收集与利用措施在居民住宅项目的基础上增加了屋顶绿化及下沉式广场雨水收集措施，其雨水收集与利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式绿地+集雨池+透水铺装+景观水池+渗沟+渗水井+屋顶绿化+下沉式广场雨水措施—绿地内雨水口—小市政雨水管线—市政雨水管网。

2.5 工业厂房

工业厂房采用的雨水收集与利用措施主要包括集雨池、渗沟、下凹式绿地、道路透水铺装等。雨水收集方式为屋面雨水沿天沟、雨水立管落到消能池，然后流入下凹式绿地，绿地内设施一些渗沟以加速雨水收集、入渗，多余雨水通过绿地内雨水口，与小市政雨水管线相连接，流入集雨池进行收集与利用，少量的无法利用的雨水溢入市政雨水管网，其雨水收集与利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式绿地+渗水铺装+渗沟+集雨池—绿地内雨水口—小市政雨水管线—市政雨水管网。