舒安平，尤　偉,2，周　星，趙　宇,于　洋，祝　荻

(1.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院 水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875；

2.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京100055；

3. 北京市水土保持工作總站，北京100036； 4.北京清大綠源科技有限公司，北京100084)

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北京城市雨水蓄滲措施配置模式應(yīng)用案例分析

舒安平1，尤偉1,2，周星1，趙宇3,于洋4，祝荻4

(1.北京師范大學(xué) 環(huán)境學(xué)院 水沙科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100875；

2.水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京100055；

3. 北京市水土保持工作總站，北京100036； 4.北京清大綠源科技有限公司，北京100084)

[關(guān)鍵詞]城市雨水；配置模式；雨水量計(jì)算；應(yīng)用案例；北京

[摘要]在簡(jiǎn)述北京城市雨水量計(jì)算方法及相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)列舉居民住宅類(lèi)、公建設(shè)施類(lèi)、工業(yè)廠房類(lèi)三種典型城鎮(zhèn)建設(shè)項(xiàng)目案例，分析了北京城市雨水蓄滲措施配置模式及布設(shè)要點(diǎn)，對(duì)以后構(gòu)建有效的北方城市雨水蓄滲措施配置模式、加強(qiáng)城市洪澇災(zāi)害防治具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

北京作為我國(guó)首都，改革開(kāi)放30多年來(lái)城區(qū)及周邊大規(guī)模興建市政基礎(chǔ)設(shè)施、各類(lèi)房地產(chǎn)項(xiàng)目，城鎮(zhèn)化步伐不斷加快，城市水土保持的重要性也顯得越來(lái)越重要。城市水土保持涉及氣候、水文、土壤、植物、水土保持、城市園林、城市建筑等多學(xué)科內(nèi)容，是一個(gè)典型的新興交叉學(xué)科，值得進(jìn)行系統(tǒng)研究。城市水土保持措施涉及“水、土、生”三個(gè)方面的內(nèi)容，“水”主要指雨水收集與利用措施，對(duì)于水資源匱乏的北京而言顯得極為重要；“土”主要指土方利用及地形控制措施(含表土剝離與利用)；“生”主要指生態(tài)和植被恢復(fù)措施。盡管北京城市水土保持“水、土、生”三大措施在城市建設(shè)項(xiàng)目中分屬水務(wù)、土建、園林三個(gè)行業(yè)，但在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中可以用“土方塑造了地形、雨水依地形產(chǎn)生徑流與下滲、植被隨水土環(huán)境而生長(zhǎng)”將“水、土、生”三大措施結(jié)合起來(lái)，并在新建項(xiàng)目區(qū)內(nèi)人工重建“水、土、生”自然和諧的生態(tài)系統(tǒng)，而“水”就是該生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)不可或缺的制約性因素，首先需要解決。

自2012年7月21日遭遇“7·21”特大洪澇災(zāi)害以來(lái)，北京圍繞城市雨洪防治，相繼出臺(tái)了多個(gè)政府文件及規(guī)定，如《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點(diǎn)(暫行)》(市規(guī)發(fā)〔2012〕1316號(hào))、《北京市人民政府辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市雨洪控制與利用工作意見(jiàn)的通知》(京政辦發(fā)〔2013〕48號(hào))、《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB 11/685—2013)、《北京市房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)導(dǎo)則》等。其中：《雨水控制與利用工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，新建項(xiàng)目面積超過(guò)2 000 m2的每1 000 m2(含)應(yīng)配建不小于30 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施，下凹式綠地面積占綠地面積的50%以上，硬化地面透水鋪裝率達(dá)到70%以上等；《北京市房地產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，山區(qū)項(xiàng)目雨洪利用率大于80%，平原區(qū)項(xiàng)目雨洪利用率大于90%。北京城市水土保持突出雨水蓄滲措施有關(guān)內(nèi)容，對(duì)構(gòu)建有效的城市雨水蓄滲措施體系、加強(qiáng)城市洪水災(zāi)害防治具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1城市雨水量計(jì)算方法及相關(guān)規(guī)定

根據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400—2006)，雨水設(shè)計(jì)徑流總量計(jì)算公式為

W=10ΨChyF

式中：W為雨水設(shè)計(jì)徑流總量，m3；ΨC為雨水徑流系數(shù)；hy為設(shè)計(jì)降雨量，mm；F為匯水面積，hm2。

根據(jù)北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城市雨水利用工程技術(shù)規(guī)程》(DB 11/T 685—2009)，城市建設(shè)項(xiàng)目按照5年一遇、歷時(shí)最大60 min降雨量設(shè)計(jì)。其中：居住類(lèi)小區(qū)設(shè)計(jì)降雨量按年徑流總量控制率85%考慮，即32.5 mm；非居住類(lèi)小區(qū)(如工業(yè)廠房)設(shè)計(jì)降雨量按年徑流總量控制率90%考慮，即40.8 mm。再依據(jù)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400—2006)，徑流系數(shù)取值分別為硬化屋面0.9、硬化地面0.9、綠地0.15、透水鋪裝0.25、屋頂綠化0.40、水面1.0。

2城市雨水蓄滲配置模式應(yīng)用案例分析

下面列舉居民住宅類(lèi)、公建設(shè)施類(lèi)和工業(yè)廠房類(lèi)三種典型城鎮(zhèn)建設(shè)項(xiàng)目，分析北京城市雨水蓄滲措施配置模式及應(yīng)用情況。

2.1　居民住宅類(lèi)項(xiàng)目

A項(xiàng)目位于北京市大興區(qū)，建設(shè)用地5.0 hm2，地上建筑面積9.0萬(wàn)m2，地下建筑面積4.7萬(wàn)m2，建筑密度為40%，容積率為1.8，綠化率不小于30%，主要建設(shè)內(nèi)容為住宅及商業(yè)配套設(shè)施等。根據(jù)屋頂排水方向及地面綠地布置情況，將項(xiàng)目區(qū)雨水分為I、II兩個(gè)雨水小區(qū)分別進(jìn)行計(jì)算，并布設(shè)透水鋪裝、下凹式綠地、集雨池、景觀水池等四種雨水利用措施(見(jiàn)表1)。

表1　居民住宅類(lèi)項(xiàng)目雨水分區(qū)計(jì)算及雨水利用措施

根據(jù)《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)A項(xiàng)目雨水收集與利用能力進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

(1)雨水調(diào)蓄容積。主要布設(shè)下凹式綠地、集雨池、可調(diào)蓄景觀水池等措施對(duì)雨水進(jìn)行收集與利用。其中：下凹式綠地1.11 hm2(下凹深度100 mm，有效調(diào)蓄深度40 mm)，可調(diào)蓄雨水429 m3；集雨池1座，容積200 m3；可調(diào)蓄景觀水池0.19 hm2，調(diào)蓄深度10 mm，調(diào)蓄容積190 m3；總的雨水調(diào)蓄設(shè)施容積為819 m3，雨洪利用率為98.80%。經(jīng)復(fù)核，項(xiàng)目區(qū)硬化面積為1.77 hm2，需配建容積為531 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施，因此符合規(guī)范要求。

(2)下凹式綠地率。建設(shè)區(qū)范圍綠地面積共計(jì)1.58 hm2，下凹式綠地1.11 hm2，下凹式綠地率為70.16%，大于50%，符合規(guī)范要求。

(3)透水鋪裝率。項(xiàng)目區(qū)非機(jī)動(dòng)車(chē)道路面積1.26 hm2，透水鋪裝面積1.26 hm2，透水鋪裝率達(dá)100%，大于70%，符合規(guī)范要求。

2.2　公建設(shè)施類(lèi)項(xiàng)目

B項(xiàng)目(中學(xué))位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，建設(shè)用地面積10.0 hm2，總建筑面積10.5萬(wàn)m2，地上建筑面積9.0萬(wàn)m2、地下建筑面積1.5萬(wàn)m2。容積率為1.0，綠地率為35%，建筑密度為35%，主要建設(shè)內(nèi)容為綜合教學(xué)樓、食堂、體育活動(dòng)室和操場(chǎng)等。根據(jù)屋頂排水方向及地面綠地布置情況，將項(xiàng)目區(qū)雨水分為I、II兩個(gè)雨水小區(qū)分別進(jìn)行計(jì)算，并布設(shè)透水鋪裝、下凹式綠地、集雨池等三種雨水收集與利用措施(見(jiàn)表2)。

表2　公建設(shè)施類(lèi)項(xiàng)目雨水分區(qū)計(jì)算及雨水利用措施

根據(jù)《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)B項(xiàng)目雨水收集與利用能力進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

(1)雨水調(diào)蓄容積。主要布設(shè)下凹式綠地、集雨池等措施對(duì)雨水進(jìn)行收集與利用。其中：下凹式綠地2.43 hm2(下凹深度100 mm，有效調(diào)蓄深度40 mm)，可調(diào)蓄雨水972 m3；集雨池1座，容積300 m3；總的雨水調(diào)蓄設(shè)施容積為1 272 m3，雨洪利用率為94.54%。經(jīng)復(fù)核，項(xiàng)目區(qū)硬化面積為2.85 hm2，僅需要配建容積為855 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施，即可符合規(guī)范要求。

(2)下凹式綠地率。建設(shè)區(qū)范圍綠地面積共計(jì)3.42 hm2，下凹式綠地2.43 hm2，下凹式綠地率為71.06%，大于50%，符合規(guī)范要求。

(3)透水鋪裝率。項(xiàng)目區(qū)非機(jī)動(dòng)車(chē)道路面積3.33 hm2，透水鋪裝面積3.33 hm2，透水鋪裝率達(dá)100%，大于70%，符合規(guī)范要求。

2.3　工業(yè)廠房類(lèi)項(xiàng)目

C項(xiàng)目位于北京市通州區(qū)，建設(shè)用地面積13.8 hm2，地上總建筑面積16.5萬(wàn)m2，無(wú)地下建筑。項(xiàng)目容積率1.2，綠地率15%，建筑控制高度24 m，建筑密度45%，主要建設(shè)內(nèi)容包括聯(lián)合廠房、辦公樓、配套構(gòu)筑物等。根據(jù)屋頂排水方向及地面綠地布置情況，將項(xiàng)目區(qū)雨水分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)雨水小區(qū)分別進(jìn)行計(jì)算，并布設(shè)透水鋪裝、下凹式綠地、集雨池、滲溝等四種雨水收集與利用措施(見(jiàn)表3)。

表3　工業(yè)廠房類(lèi)項(xiàng)目雨水分區(qū)計(jì)算及雨水利用措施

根據(jù)《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)C項(xiàng)目雨水收集與利用能力進(jìn)行分析，結(jié)果如下：

(1)雨水調(diào)蓄容積。主要布設(shè)下凹式綠地、滲溝、集雨池、沉沙池等措施對(duì)雨水進(jìn)行收集與利用。其中：下凹式綠地3.23 hm2(下凹深度100 mm，有效調(diào)蓄深度50～60 mm)，可調(diào)蓄雨水1 822 m3；集雨池2座，容積分別為500、1 000 m3，總調(diào)蓄容積為1 500 m3；沉沙池2座，單座調(diào)蓄容積為7 m3；滲溝調(diào)蓄深度為200 mm，可調(diào)蓄雨水140 m3；總的雨水調(diào)蓄設(shè)施容積為3 476 m3，雨洪利用率為92.15%。經(jīng)復(fù)核，項(xiàng)目區(qū)硬化面積為9.39 hm2，僅需要配建容積為2 817 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施，即可符合規(guī)范要求。

(2)下凹式綠地率。建設(shè)區(qū)綠地面積共計(jì)3.32 hm2，下凹式綠地3.23 hm2，下凹式綠地率為97.38%，大于50%，符合規(guī)范要求。

(3)透水鋪裝率。項(xiàng)目區(qū)非機(jī)動(dòng)車(chē)道路面積1.05 hm2，透水鋪裝面積1.05 hm2，透水鋪裝率為100%，大于70%，符合規(guī)范要求。

3結(jié)論與討論

(1)根據(jù)《雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，以應(yīng)用案例方式分析了居民住宅類(lèi)、公建設(shè)施類(lèi)和工業(yè)廠房類(lèi)三種典型城鎮(zhèn)建設(shè)項(xiàng)目的雨水收集與利用能力，結(jié)果表明通過(guò)合理布設(shè)集雨池、景觀水池、下凹綠地、透水鋪裝等雨水蓄滲措施，可以使各類(lèi)項(xiàng)目的“水、土、生”三大措施有效結(jié)合，重建項(xiàng)目區(qū)自然和諧的生態(tài)系統(tǒng)。

(2)本文只是借助北京部分城鎮(zhèn)建設(shè)項(xiàng)目對(duì)雨水蓄滲措施配置模式進(jìn)行應(yīng)用案例分析，以后需要分析更多的案例，以期不斷優(yōu)化城市雨水蓄滲措施配置模式。

(致謝：本研究得到水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心“生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目降水蓄滲措施配置模式驗(yàn)證(降水蓄滲措施)”項(xiàng)目的支持，在此深表感謝！)

(責(zé)任編輯孫占鋒)

[中圖分類(lèi)號(hào)]S157.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1000-0941(2016)02-0041-03

[收稿日期]2015-08-27

[作者簡(jiǎn)介]舒安平(1965—) ，男，湖北鄂州市人，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)楹恿鲃?dòng)力學(xué)、水土保持和泥石流。