暴雨條件下水土保持措施效益分析

隋旭紅 夏振飛 李楓 喻定芳 羅騰 張君玉 馬駿

摘要對已建和在建項目在“7·20”暴雨中的積水和排水情況、雨洪利用措施發揮的作用、水土保持臨時措施發揮的效果進行了調查。結果表明，雨洪利用措施和水土保持臨時措施均發揮了保持水土的效益。布設雨洪利用措施的建設項目，項目區基本無積水，僅部分項目積水在下凹式綠地區域，積水深度2～3 cm；布設水土保持臨時措施的項目無積水或積水較淺。同時指出目前存在的問題，呼吁設計、施工、管理等各單位共同努力，將水土保持臨時措施落實到位，使雨洪利用措施效益最大化。

關鍵詞現場調查；水土保持臨時措施；雨洪利用措施

中圖分類號S152.7+1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）12-0180-04

AbstractThe drainage situation， the effect of rain flood utilization measures and the effect of temporary measures of soil and water conservation in “7·20” rainstorm by existing and under construction projects were investigated. The results showed that rain water storage and infiltration measures and temporary measures of soil and water conservation played the role of soil and water conservation. There was no water or having depth of 2-3 cm water in sunkenlawn to the project of rain water storage and infiltration measures， and no water or shallow water to the project of temporary of soil and water conservation. This paper pointed out the existing problems， appealed design， construction， management and other units work together to implement temporary measures of soil and water conservation and maximiz the benefits of rainwater utilization measures.

Key wordsField investigation；Temporary measures for soil and water conservation；Rainwater utilization measures

2016年7月19日01∶00至21日08∶00，北京突降暴雨，全市平均降雨212.6 mm，城區274.0 mm，超過2012年的“7·21”特大暴雨全市平均降雨量170.0 mm。其中房山區多地為暴雨和大暴雨，局部地區為特大暴雨。

2016年7月21日，通過對47個已建和在建房地產項目布設的雨洪利用措施和水土保持臨時措施在暴雨過程中發揮的作用情況進行調查，分析已建項目所布設的雨洪利用措施是否與海綿城市理念和低影響開發雨水系統構建相吻合，現有措施還需如何改進以滿足海綿城市的主導思想，同時為在建和未建項目雨洪利用措施的布設提供參考。同時，通過分析在建項目水土保持臨時措施的效果，總結開發建設項目在施工過程中存在的問題并提出對策，為今后水影響評價報告的開展及施工中水土保持措施的優化提供借鑒與指導。

1降雨情況

根據房山區防汛抗旱指揮管理平臺統計資料，房山區2016年7月20日08∶00至21日08∶00，平均降雨量157.6 mm，其中平原區平均降雨量162.3 mm，山區平均降雨量152.9 mm。此次降雨與2012年7月21日相比，降雨持續時間更長，影響范圍更大，但降雨強度相對較小。

此次調查的建設項目分布在房山區長陽鎮、拱辰和西潞街道、青龍湖鎮、閻村鎮、燕山和城關街道、竇店鎮和長溝鎮7個區域。7個區域降雨均達到了大暴雨級別，日均降雨量167.2 mm，其中長陽鎮的降雨量最大，達到243.0 mm，長溝鎮的降雨量最小，為133.5 mm。調查項目所屬各鄉鎮的降雨量數據如圖1所示。

1.1調查方法

此次調查以實地調查為主，內業分析整理設計圖紙為輔，現場配備必要的工具設施，如卷尺、手持GPS、照相機、記錄夾等。現場調查圖片見圖2。

1.2調查內容

此次調查已建和在建項目共47個，其中已建項目8個，在建項目39個（表1）。在建項目中包括基坑開挖項目9個，室外工程項目13個，主體結構和裝修工程的項目17個（圖3）。對于已建項目，調查內容主要為項目區積水情況、雨洪利用措施在暴雨過程中發揮的作用；對于在建項目，主要調查項目區積水和排水情況、水土保持臨時措施發揮的效果以及存在的問題等。

2水土保持措施情況

2.1雨洪利用措施

此次調查已建和在建項目中實施的雨洪利用措施主要為雨水收集池、洼地、旱溪、滲井、透水/嵌草磚鋪裝、下凹式綠地等，調查顯示，項目區內無積水，雨洪利用措施在暴雨期間均發揮了蓄水、滲水、凈水的功能，上述措施屬于海綿城市和低影響開發雨水系統所倡導實施的措施。在建項目實施的水土保持臨時措施主要為臨時排水溝、沉砂池、覆蓋、攔擋、碎石鋪裝、洗車槽等，調查表明，水土保持臨時措施的布設，避免了暴雨期間雨水無序、散亂排放，能夠將雨水有序順利地排除，有效減少了項目區的積水。

2.1.1措施統計。

此次調查的建設項目，實施的雨洪利用措施包括滲井、透水/嵌草磚鋪裝、下凹式綠地、雨水收集池、洼地、旱溪等。設計滲井的項目1個，設置滲井9座；布設透水磚、嵌草磚鋪裝的項目18個；設計下凹式綠地的項目7個，下凹式綠地率60%～90%；建設雨水收集池的項目15個；設計洼地的建設項目2個；設計旱溪的項目2個（表2）。

2.1.2雨水蓄積情況統計。

總體分析，此次調查的已建項目雨水收集池設計容積共計9 075 m3，此次暴雨實際蓄積總量7 260 m3，雨水收集池蓄積率為80%。以長陽鎮某房地產開發項目為例（圖4），主體設計雨水收集池有效容積500 m3（長16.4 m，寬8.2 m，深4.0 m），根據現場實際量測，暴雨后池內水深距池內頂約1.0 m，蓄集雨水量約400 m3，雨水收集池蓄積率為80%。

實際調查中，針對部分項目設計的蓄水洼地也進行了測算。調查項目設計洼地容積350 m3，根據暴雨痕跡和現場人員提供的資料，暴雨時均蓄滿，24 h后蓄水量約245 m3，蓄積雨水量70%；設計旱溪容積1 040 m3，暴雨時均蓄滿，24 h后蓄水量約624 m3，蓄積雨水量60%。洼地及旱溪在降雨時蓄積雨水，減小了對周邊市政管網產生的排水壓力。同時洼地和旱溪底部和四周均為滲透性強的砂石和卵石，增加雨水入滲率，補給地下水。

2.1.3結果分析。

通過現場調查，布設雨洪利用措施的建設項目，項目區基本無積水，僅部分項目積水在下凹式綠地區域，積水深度2～3 cm。

調查發現，透水鋪裝增加雨水入滲率，減少了雨水排放量，延長了產生徑流的時間，同時補充了地下水資源。雨水收集池、洼地、旱溪、滲井、下凹式綠地均充分發揮了調蓄雨水的功能，使項目區的雨水暫時滯留在調蓄設施內，然后逐漸排放到下游管道，有效地減輕了下游管道的排水壓力。雨〖CM（25〗洪利用措施充分發揮了調節、滯留、消減雨水洪峰流量的功能，符合海綿城市中在確保城市排水防澇的前提下，最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化，促進雨水資源的利用和生態環境保護，通過對雨水的滲透、儲存、調節、轉輸與截污凈化等功能有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染，符合低影響開發雨水系統的思想。調查表明，這些措施在后期其他的房地產項目中值得繼續應用。

2.2水土保持臨時措施

調查項目布設的水土保持臨時措施主要為臨時排水溝、臨時沉砂池、臨時覆蓋、碎石鋪裝、洗車槽等。在建39個項目中，布設臨時排水溝的項目22個，布設碎石鋪裝措施的建設項目23個，布設臨時覆蓋的項目38個，臨時堆土坡腳進行土袋攔擋的建設項目15個。

排水溝為土質或磚砌，經調查，布設排水溝的項目場地積水深度為3～5 cm，未布設排水溝的項目積水深度10～15 cm。排水溝充分發揮了將項目區雨水及時有序排除的功能，減輕了積水和水土流失的產生。

碎石鋪裝主要分布在建筑物周邊、施工臨建區和進出口道路區域，碎石鋪裝能夠增加雨水入滲率，減少水土流失。調查發現，采取碎石鋪裝的區域基本無積水或積水較淺，僅2～3 cm。

臨時覆蓋主要是對現狀堆土進行覆蓋，堆土臨時覆蓋可防止雨滴濺落對土壤顆粒的沖擊，減少濺蝕引起的水土流失。但堆土坡腳不進行土袋攔擋，堆土產生的泥水隨意排放，增加項目區產生的水土流失量。

3存在的問題

3.1雨洪利用措施的單一化

經現場調查，建設單位實施的雨洪利用措施較單一，現場雨洪利用措施不能有機的結合在一起。基本的雨洪利用形式有入滲措施和攔蓄利用措施。

入滲措施主要是增加可下滲面積、增強下滲能力的設施，包括下凹式綠地、雨水花園、高位花壇、透水性鋪裝（透水磚、植草磚、透水混凝土鋪裝）、增滲措施（滲溝、滲井、回灌井）等[1-2]。下凹式綠地、高位花壇、雨水花園既能存儲和入滲雨水，又能增加項目區的景觀效果，同時還可以通過沉淀、過濾及植被和土壤的吸收、降解對雨水水質進行控制[3]。透水性鋪裝和增滲設施通過引入透水性較強的粗砂和砂礫層，快速地將徑流滲入地下，補充地下水，改善水環境，減輕下游排水設施的負擔。

攔蓄利用措施是將屋頂、道路、庭院、廣場等的雨水進行收集，經過初期凈化處理后進行收集，后期用于綠地澆灌、道路澆灑、景觀補水等，主要措施有雨水收集池、旱溪、洼地、景觀水池等。這些措施能夠減少雨水排放量，使雨水得到有價值的利用。

建設項目可根據項目區實際情況，將上述雨洪措施有機地組合在一起，并盡量與自然景觀相結合，在減輕對環境影響的同時，可節省建設投資，既實現了對雨水的收集，又可以利用儲存的雨水營造怡人的景觀環境。

另外，結合海綿城市的理念，可將綠色屋頂、生物滯留設施、滲透塘、濕塘、雨水罐、調節塘、植被緩沖帶、初期雨水棄流設施、人工土壤滲濾等低影響開發設施融入到項目建設中，充分發揮蓄水、滲水、凈水的功效，實現節水、水資源涵養與保護、控制城市洪澇和水土流失、減小城市排水和處理系統負荷，同時使水環境和生態環境實現良性水循環[4]，為海綿城市的實施提供有力保障。

3.2臨時措施落實不到位

通過調查發現，部分建設項目未將設計的水土保持臨時措施落實，分析其原因有2個方面：一是建設單位根本未能按水土保持報告中提出的相關措施要求施工單位落實；二是部分監理單位和施工單位缺乏布設施工現場水土保持措施的經驗，不清楚水土保持臨時措施對施工的指導意義或者部分施工單位憑借經驗布設一些臨時措施，但達不到防治水土流失的要求。

目前，項目工期安排緊張，追求施工進度成為各參建單位的首要目標，這在一定程度上造成了對施工過程中水土流失問題的漠視及推脫。歸根結底是由于參建單位對保持水土和保護環境的意識淡薄。有些建設單位只是將水土保持報告審批作為項目立項的一個環節，未從主觀上認識到防治水土流失是保障工程安全和項目建設的重要任務，未意識到開發建設項目造成的水土流失對周邊環境造成的重大影響[5]。

4 解決方案

針對項目建設過程中水土保持措施存在的問題，設計單位應加強成果研究，使水土保持措施切實可行并不斷優化，參建單位提升保持水土的意識和落實度，監督檢查單位加強管理，使雨洪利用措施和水土保持臨時措施最大化落實，充分發揮城市綠地、道路、水系對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內澇、消減城市徑流污染負荷，為建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市提供重要保障[6]。

4.1設計方面

晉存田等[7]對透水磚和下凹式綠地對防洪和雨洪利用量的貢獻率進行了深入研究，結果表明，下凹式綠地在降雨頻率較大的地區，雨洪利用效果較好；透水磚則在降雨頻率較小的地區，雨洪利用效果較好。李海燕等[8]對滲排植被淺溝對水質凈化和徑流消減方面進行了研究，結果表明，滲排淺溝對小降雨事件能發揮較好的徑流消減效果。雨水花園通過土壤與植物的物理、化學及生物作用來處理雨水，羅紅梅等[9]對雨水花園的功能、分類、植物選擇做了詳細介紹。通過實驗或模型計算，對建設項目透水性鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、滲井、綠色屋頂、生物滯留設施、滲透塘、濕塘等相關雨洪利用措施和低影響開發設施的組合模式、配置比例提出最合理建議是當務之急。建議性的研究成果，既能最大化地收集利用雨水，又能根據項目平面合理布置水土保持相關措施，為水影響評價報告編制單位提供科學指導，增加報告編制的實用性，同時為后期水土保持驗收單位提供便利。

4.2施工方面

建設單位建立健全水土保持制度體系，對施工、監理等單位進行水土保持宣傳和培訓，強化水土保持臨時措施理念，并設置相應考核制度。特別強調將水土保持臨時防護措施理念貫穿并落實到工程建設的每個環節中，讓參建單位充分意識到做好臨時防護措施對控制施工期引起的水土流失有重要意義，使參建單位從根本上重視臨時措施[5]。

4.3管理方面

首先，水行政主管部門可對建設單位定期組織水土保持培訓活動，說明水土保持措施的重要性，加強宣傳教育力度。其次，水行政主管部門要加強監管力度，對臨時措施實施不到位的項目責令整改，可在年度以評選水土保持措施最佳落實獎等的形式對實施較好的項目進行嘉獎。最后，目前水土保持驗收只針對項目建成后的水土保持工程、植物措施的落實情況，建議后期將水土保持臨時措施納入到水土保持驗收中，提高水土保持臨時措施的地位。

參考文獻

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[8] 李海燕，魏鵬，賈朝陽，等.滲排植被淺溝應用于處置路面徑流案例研究[J].環境工程學報，2014，8（3）：821-826.

[9] 羅紅梅，車伍，李俊奇，等.雨水花園在雨洪控制與利用中的應用[J].中國給水排水，2008，24（6）：48-52.