北京城市雨水蓄滲措施分類及配置模式

舒安平，尤 偉，2，周 星，于 洋，祝 荻

(1.北京師范大學 環境學院 水沙科學教育部重點實驗室，北京100875；2.水利部 水土保持監測中心，北京100055；3.北京清大綠源科技有限公司，北京100084)

北京城市雨水蓄滲措施分類及配置模式

舒安平1，尤 偉1，2，周 星1，于 洋3，祝 荻3

(1.北京師范大學 環境學院 水沙科學教育部重點實驗室，北京100875；2.水利部 水土保持監測中心，北京100055；3.北京清大綠源科技有限公司，北京100084)

城市雨水；蓄滲措施；配置模式；北京

經歷2012年“7·21”特大暴雨洪災后，北京城市雨水問題一度引起人們高度關注。按雨水蓄滲方式將雨水收集與利用措施分為雨水入滲、集蓄、入滲集蓄相結合三大類，分析了北京市各類雨水措施的構成、作用及適用性，提出市政配套設施、公建設施、居民住宅、商業辦公設施、工業廠房等五種典型的城鎮建設項目雨水收集與利用措施的配置模式，為探索北方城市水土保持雨水蓄滲措施優化配置模式奠定基礎，對加強城市洪澇災害防治具有重要意義。

當前我國正處在經濟快速發展、城鎮化建設加快的新時期，在這一進程中勢必進行大規模基礎設施和生產項目的建設，這些項目的建成及使用在帶來巨大經濟、社會效益的同時，也給區域資源環境帶來了嚴重考驗，如建設擾動地表造成新的水土流失、局地暴雨引發城市內澇災害等問題，已引起人們高度關注。將城鎮化建設過程中的水土流失及內澇災害影響降至最低，對有效地恢復和改善城市生態環境具有重要意義。

目前，北京已建或在建部分生產建設項目盡管設置有一些雨水利用措施，但形式比較單一，數量比較稀少，主要形式為人行步道透水鋪裝、配套集雨池等，雨水利用模式單一，大多數雨水外排進入市政雨水管網，對城市防洪排澇造成壓力，且不利于雨水資源的綜合利用。2012年7月21日北京發生了特大暴雨洪澇災害，雨水蓄滲措施配置與建設不到位問題凸現。為此，2012年8月21日北京市規劃委員會頒布了《新建建設工程雨水控制與利用技術要點(暫行)》(市規發〔2012〕1316號文)；2013年8月23日北京市人民政府辦公廳頒布《北京市人民政府辦公廳關于進一步加強城市雨洪控制與利用工作意見的通知》(京政辦發〔2013〕48號)；2014年2月1日北京市明確了新建項目必須配置雨洪控制與利用措施；2014年2月1日北京市實施的《雨水控制與利用工程設計規范》(DB 11/685—2013)規定，新建項目面積超過2 000 m2的每1 000 m2(含)應配建不小于30 m3的雨水調蓄設施，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到70%以上等；2015年5月29日北京市第十四屆人大常委會第十九次會議通過的《北京市水土保持條例》，從地方性法規的層面進一步明確了雨水收集與利用等雨水蓄滲措施的作用和重要性。因此，城市雨水蓄滲措施分類與配置對構建完善的北京城市水土保持措施體系、加強城市洪災防治和首都生態文明建設均具有重要意義。

1 城市雨水蓄滲措施的分類及作用

一般來說，以雨水入滲、集蓄、入滲集蓄結合三種方式對城市天然降雨進行收集與利用，對應的單項典型措施分別包括透水鋪裝與滲水井、集雨池(含沉沙池)與調蓄景觀水池[或滯蓄洪河(渠)道]、下凹式綠地與滲溝等6種，以下分別簡述這6種雨水蓄滲措施的構成、特點、作用及適用性。

1.1 雨水入滲措施

(1)透水鋪裝。透水鋪裝是城建中一種常用的鋪裝構件，分表面有孔洞和無孔洞兩種。在有孔洞的透水鋪裝中可植草，在其上行走舒適度較差，但對雨水入滲作用較大；無孔洞的是采用水泥砂漿制造，在其上行走舒適度較好，但是對雨水的入滲作用相對較小。隨著人們對環境美化、雨水資源的有效利用認識的不斷提高，透水鋪裝的使用越來越廣泛，通常將其用于人行道、停車場、公園、林蔭地帶，便于行人及輕型車輛通行，透水鋪裝典型設計如圖1所示。

(2)滲水井。滲水井是將雨水匯集于透水磚豎井內并通過豎井側壁、井底及滲水管進行雨水入滲的設施，主要由透水磚豎井、進水管、溢流管(與項目區雨水管線相接)和若干根滲水管構成。滲水井一般布設于項目區綠地或下凹式綠地內，主要用于收集下凹式綠地內土壤持留的多余雨水，并有效地加速入滲。另外，下凹式綠地無法入滲的雨水也可通過進水管進入滲水井內，并通過滲水井底部鋪墊的卵石層進行入滲。同時滲水井內收集的雨水可以通過滲水孔至深層土壤中，并對該部分土壤進行有效的水分供給，滲水井斷面典型設計如圖2所示。

圖1 透水鋪裝典型設計示意

圖2 滲水井斷面典型設計示意

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、具有防滲作用的雨水收集和調蓄設施，具有匯集屋頂及地面徑流的功能，一般為地埋式鋼筋混凝土構造物或玻璃鋼構造物，其兩側各設置有一個進水管與溢水管，并且在進水管前端配備沉沙池一座。匯集的雨水首先進入沉沙池進行泥沙沉淀，然后通過進水管進入集雨池中，當集雨池中雨水達到最大收集量后，多余的雨水可通過溢水管排出。集雨池內設有導流墻，導流墻位置可視水管位置進行調整，并保證進水管布置不產生水流短路。同時，集雨池底端配有抽水泵，收集的雨水主要通過泵抽的方式澆灑道路和綠地，施工期間抽水泵建議采用污泥泵，以方便及時清除集雨池內泥沙。

集雨池大多布置于大面綠地或廣場道路的下方，并以布置在項目區雨水管線與進入市政管線連接出口前端為好。根據項目區雨洪計算結果，確定所需集雨池蓄水規模及規格尺寸，常見的集雨池規格有50、100、300、500、800、1 000 m3等。

(2)可調蓄的景觀水池。在部分城市房地產項目中，為增加建設項目品質及景觀功能，在確保水源(采用屋頂排水或再生水)供給前提條件下，項目區內可布設一定規模的景觀水池，并通過優化主體設計適當增加景觀水池深度(一般5～30 cm)，使其具有雨水調蓄功能，見圖3。景觀水池汛期具有匯集周邊雨水及屋頂雨水(需設棄流裝置)功能，非汛期水源由中水補充，冬季一般將水放空成干池，是一種較好的雨水收集與利用措施。

圖3 可調蓄的景觀水池典型設計示意

1.3 雨水入滲與集蓄相結合措施

(1)下凹式綠地。下凹式綠地是指具有滯留、蓄存、下滲雨水功能且低于周邊道牙地表5～10 cm的低洼綠地。下凹式綠地既可將雨水直接下滲補給土壤和地下水，又能將部分雨水匯集于綠地內短暫滯留或蓄存，緩慢入滲補充地下水，還能降低雨水徑流系數、使雨水產流匯流滯后、洪峰峰值削減等。在北方城市開發建設中，下凹式綠地作為一種十分有效的雨水收集與利用措施被廣泛應用，見圖4。

圖4 下凹式綠地典型設計示意

(2)滲溝。滲溝是在綠地內設置的為加快綠地內雨水下滲的排水溝，主要由反濾織物和透水性材料(級配砂石)組成，見圖5。在城市水土保持措施中，大多數滲溝布設在下凹式綠地內，與下凹式綠地配合使用。

圖5 滲溝典型斷面設計示意

滲溝作為城市雨水收集及利用的一種新型措施，既可有效地增加綠地的雨水入滲效率，有著較強的入滲能力，又可短暫蓄存雨水，是一種較好的雨水蓄存及加速入滲措施，在北京城市房地產建設項目已逐步得到了應用。

2 北京城市雨水集蓄措施配置模式

根據城市建設項目的性質與用途，一般可將城市建設項目劃分為市政配套設施(公共交通、綠地、管線)、公建設施(學校、醫院、文體設施)、居民住宅、商業辦公設施、工業廠房等五種類型。因此，城市水土保持應根據建設項目的種類與市政功能規劃和行業規劃相結合，突出城市水土保持的特點，建設有效的雨水收集與利用措施體系。

2.1 市政配套設施

市政配套設施主要包括公共道路交通、公共綠地、市政管線等，公共交通是貫穿整個規劃區的聯絡網，一般綠地與管線沿公共交通道路布設，具有線型工程的特點，主要通過綠地、沉沙池和透水鋪裝等方式進行雨水收集與利用。雨水收集與利用流程如下：道路雨水—公共綠地+透水鋪裝—雨篦子—道路雨水管道—沉沙池—市政雨水管網。

2.2 公建設施

公建設施項目包括學校、醫院、文體設施，作為社會公建設施，人員往來密集，盡管常見的雨水收集與利用措施都可以使用，但出于對來往人員安全考慮，一般大多采用下凹式綠地、路面透水鋪裝、滲溝(適用于砂質土)等，其雨水收集與利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式綠地+透水鋪裝+滲溝—綠地內雨水口—小市政雨水管線—市政雨水管網。

2.3 居民住宅

居民住宅項目雨水收集與利用措施體系幾乎可以涵蓋所有的雨水措施，主要包括下凹式綠地、集雨池、路面透水鋪裝、景觀水池、滲溝和滲水井(適用于砂質土)等，其雨水收集與利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式綠地+集雨池+透水鋪裝+景觀水池+滲溝+滲水井—綠地內雨水口—小市政雨水管線—市政雨水管網。

2.4 商業辦公設施

考慮商業品質要求及往來人員較多等因素，商業辦公設施雨水收集與利用措施在居民住宅項目的基礎上增加了屋頂綠化及下沉式廣場雨水收集措施，其雨水收集與利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式綠地+集雨池+透水鋪裝+景觀水池+滲溝+滲水井+屋頂綠化+下沉式廣場雨水措施—綠地內雨水口—小市政雨水管線—市政雨水管網。

2.5 工業廠房

工業廠房采用的雨水收集與利用措施主要包括集雨池、滲溝、下凹式綠地、道路透水鋪裝等。雨水收集方式為屋面雨水沿天溝、雨水立管落到消能池，然后流入下凹式綠地，綠地內設施一些滲溝以加速雨水收集、入滲，多余雨水通過綠地內雨水口，與小市政雨水管線相連接，流入集雨池進行收集與利用，少量的無法利用的雨水溢入市政雨水管網，其雨水收集與利用流程如下：屋面雨水—雨落管+道路雨水—下凹式綠地+滲水鋪裝+滲溝+集雨池—綠地內雨水口—小市政雨水管線—市政雨水管網。

3 結論與討論

(1)北京城市雨水的收集與利用主要包括透水鋪裝、下凹式綠地、集雨池、滲溝、滲水井和景觀水池等形式，根據建設項目的類型及其水土流失特點，可采用多種措施組合模式將項目區雨水進行綜合利用，從而提高城市雨水收集與利用的效果。

(2)北京城市建設項目可分為市政配套設施、公建設施、居民住宅、商業辦公設施、工業廠房等五種類型，城市水土保持應根據建設項目的種類與水土流失特點，結合市政功能規劃和行業規劃，選擇和配置有效的雨水收集與利用措施。

(3)本研究只是對北京城市雨水收集與利用的蓄滲措施進行了初步分析歸納，隨后將進行應用案例分析，希望起到拋磚引玉的作用。

由于城市雨水問題復雜，且每個建設項目的功能與布置不同，導致雨水蓄滲措施配置存在一定差異性，尚有待進行系統研究，從而構建有效的北京城市雨水收集與利用蓄滲措施體系。

(本研究得到水利部水土保持監測中心“生產建設項目降水蓄滲措施配置模式驗證(降水蓄滲措施)”項目支持，在此深表感謝！)

(責任編輯 孫占鋒)

S157

C

1000-0941(2015)10-0041-03

舒安平(1965—) ，男，湖北鄂州市人，教授，博士生導師，主要研究方向為河流動力學、水土保持、泥石流。

2015-06-15