北京市集雨池措施在實踐中存在問題及建議

王 兵,劉慧博

(1.北京沃爾德防災綠化技術有限公司，北京 100048;2.中國水利水電科學研究院，北京 100048)

北京市地處華北平原北端，水資源匱乏的海河流域，多年平均年降水量為595mm，人均水資源不足300m3，屬于嚴重缺水地區。因此，合理利用雨水資源，是緩解和解決缺水問題的一項重要措施。隨著海綿城市理念的提出，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”[1- 2]的方式對雨水進行綜合利用的技術逐漸在城市建設過程中被應用。

目前北京市針對屋面雨水收集利用主要通過集雨池、透水鋪裝、下凹式綠地3種措施來進行。根據劉娜等人在《北京市房地產類建設項目水土保持防治指標落實情況研究》[3]一文中的研究，受多種因素影響下凹式綠地落實并不好，不能有效發揮雨水利用功能，而透水鋪裝透水率不高，僅能在下滲極少部分雨水，對于北京地區雨季強降雨的利用有限。北京地區3種雨水利用措施中落實最好的是集雨池措施，近年來北京市新建項目集雨池的配備率能夠達到90%以上，但經過實地考察，北京地區集雨池大多數能夠實現調蓄雨洪的功能，在雨水利用方面表現較差，本文通過調查研究，分析集雨池措施在設計、落實和后期使用等方面存在的問題，并根據分析結果提出針對性的改進建議。

1 研究區概況

北京的氣候為暖溫帶半濕潤半干旱季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。全年無霜期180～200d，西部山區較短。降水季節分配很不均勻，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三個月，7、8月有大雨。降雨時間的分布不均，導致了雨水利用難度大，效率低下。

在DB 11/685—2013《雨水控制與利用工程設計規范》[4]中規定新建工程硬化面積達2000m2及以上的項目，應配建雨水調蓄設施，具體配建標準為：每km2硬化面積配建調蓄容積不小于30m3的雨水調蓄設施，并將其納入主體設計。根據劉娜等[3]，北京市集雨池達標率2014年達標率為80%，2015年達標率為80%，2016年達標率為100%，建設單位落實度較高。

目前北京市集雨池的結構主要為混凝土和PP模塊2種為主，具體如圖1—2所示，其中混凝土又可分為整體水泥澆筑和預制模塊2種。2種形式的集雨池在建筑成本、施工難度和后期管護等各有利弊，結合實際調查，PP模塊成為近年來集雨池的主要形式，約占新建集雨池數量的70%左右。

圖1 混凝土模塊組裝集雨池

圖2 PP模塊組裝集雨池

2 研究內容與方法

2.1 研究內容

從2018—2020年北京沃爾德防災綠化技術有限公司負責已完工的開發建設項目中，每年隨機抽取10個案例，共計30個案例，研究每個項目集雨池措施在設計、實際實施及后期使用過程中存在的問題。

2.2 調查方法

采用資料收集、現場踏勘、走訪及洽談等調查方法：

(1)資料收集法

主要收集項目水土保持方案或水影響評價報告，項目集雨池主體設計資料，項目水土保持設施驗收報告，項目集雨池質量評定和結算資料，以及后期使用及管護資料等，為后期歸納分析提供依據。

(2)現場踏勘

針對有條件現場踏勘的項目分雨季和非雨季進行2～3次現場踏勘，主要對集雨池的容積、分布狀況、蓄水狀況、使用情況和維護情況等進行調查，并根據現場調查情況做好數據記錄及整理工作。

(3)走訪及洽談

在有條件的項目，分別對建設單位、施工單位、監理單位和管護單位等進行走訪調查，部分項目采取座談會洽談的方式，充分了解各個單位對于集雨池措施的認識與看法，從不同角度全面了解集雨池措施在設計、施工和使用過程中存在的問題。

(4)其他方法

部分項目存在特殊性，可通過電話、匿名調查、暗訪等方式，采取靈活多變的方式進行補充調查研究。

3 結果與分析

3.1 措施落實方面

2018—2020年的30個項目的集雨池設計及落實情況，見表1。從表中可以看出，所調查項目集雨池的蓄水容積基本都按照設計蓄水容積進行落實，2018年和2019年案例中各有一個未達到設計蓄水容積，但蓄水容積減少不大。數據說明，北京市開發建設項目在集雨池措施落實方面基本能夠達到北京市開發建設項目的相關要求，基本能夠實現集雨池的雨洪調蓄功能。但通過對施工圖和現場調查發現，項目集雨池雖然能夠蓄積雨水，但實際建設配套減少永久灌溉管線或接入綠化灌溉管線的比例2018年為10%，2019年為20%，2020年為10%，多數集雨池的雨水利用是通過臨時水泵抽水，造成這種情況的原因是管線建設成本和使用率的不匹配。

表1 集雨池措施實施情況調查表

3.2 實際使用方面

由于2019年和2020年的研究項目剛建成，不具有較好的代表性，不納入雨水利用情況的統計，本文重點對2018年建成的10個項目集雨池的利用情況進行了調查研究，具體數據如圖3所示。

圖3 2018年建成項目集雨式使用頻次調查圖

從圖3可以看出，2019年1次未利用集雨池雨水的項目有3個，1～5次的有6個，5～10次的有1個，10次以上的為0個；2020年度1次未利用的項目增加到6個，1～5次的有4個，5～10次的有0個，10次以上的為0個，相較于2019年度下降明顯。2019年1次未利用的占比為30%，而到了2020年這一數據高達60%，去除降水因素影響，也能看出雨水利用情況呈下降趨勢。同時，通過實地調查發現，目前北京市集雨池利用的主要方式為臨時架設抽水泵進行局部灌溉綠地，雨水利用局限性較高。從整體來看，北京市目前集雨池的雨水利用率不高，通過實地調查分析，造成北京市集雨池雨水利用效率原因也較為復雜，主要表現為氣候因素，集雨池的設計不合理，集雨池的配套利用設施不完善，雨水利用成本高難度大，后續管理措施不到位等等。

4 存在問題與討論

4.1 氣候因素導致雨水利用難度大

北京的氣候為典型的北溫帶半濕潤大陸性季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。降水季節分配很不均勻，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三個月。降雨的季節性分布不均勻，造成了兩方面的問題：

(1)在非雨季，集雨池內無水可用，已建成集雨池雨水利用配套設施的項目，設備閑置，容易造成勞損，且在無法保障穩定持續供水的條件下，鋪設利用集雨池灌溉的管線及設備在經濟上不可行。從而造成建設方建設意愿不高，維護使用方使用困難，維護成本高，造成棄用。

(2)而在雨季，受行洪壓力，集雨池內的雨水又需要及時放空外排，造成了雨水資源的浪費。

4.2 集雨池在設計階段缺乏標準和規范

目前，在北京市DB 11/685—2013[4]中要求“每km2硬化面積配建調蓄容積不小于30m3的雨水調蓄設施”，該規范只對項目區內雨水調蓄總容積有明確要求，但對于雨水調蓄實施的單個容積、布局、后期雨水利用方式等沒有較為明確的標準和規范，從而導致蓄積的雨水后期無法高效利用。結合實地調查，筆者發現在設計階段存在的主要問題表現為以下幾個方面：

(1)集雨池布局不合理

某住宅類房地產項目，項目占地3.9hm2，區內僅在西南部布設一座200m3集雨池，如圖4所示。從而導致項目區雨水在收集階段就難以集中到集雨池內，后期利用的時候灌溉范圍又難以覆蓋項目大部分綠地，從而導致項目雖然設置了集雨池，在雨水利用率偏低；某商業寫字樓項目，如圖5所示。集雨池則布設在主體建筑物下方，項目區中部的雨水無法匯集到集雨池內，同時由于距離項目區綠地較遠，采用臨時管道灌溉費時費力，單獨為其布設固定灌溉管線經濟上又不可行，且由于集雨池在主體建筑物下方，也有一定的安全隱患，后期維護也較為不便。

圖4 A項目集雨池措施布局圖

圖5 B項目集雨池措施布局圖

(2)集雨池單個容積不夠規范

從表1中，可以看出目前北京市集雨池單個容積多種多樣，雖然以200m3容積左右為主，但也有個別超過600m3，集雨池容積的設計較為隨機，僅要求總量滿足雨水利用規范要求即可，這種較為隨機的設計方式，結合布局方面存在缺陷，會導致后期雨水利用需求大的區域集雨池蓄水量不足，而雨水利用需求小的區域需水量偏多，造成蓄水和用水的錯配，最終導致項目整體雨水利用率不足。

(3)設計階段雨水利用方式和配套設施考慮不足

結合實際調查及表1中數據，目前北京市集雨池中實際布設雨水利用配套設施的連續3年低于20%，大部分集雨池在設計階段就沒設計相應的雨水利用配套措施，目前采用的主要方式，采用臨時灌溉設備進行雨水利用。在后續具體的調研方面發現，存在這方面設計缺陷的主要原因是沒有相關規范的制約，再加上由于北京市氣候特點，雨水利用難度本身就較大，要配套相應的設施經濟上不合理，從而導致集雨池在設計時就選擇性的放棄設計相應的雨水利用配套設施，僅保障其雨水調蓄功能。

4.3 后續使用和管護難度大

4.3.1后續使用難度大

目前集雨池后續使用難度大主要有以下幾個原因：首先，北京降雨的季節性導致集雨池蓄積雨水在時間存在錯配，雨季灌溉需水量不大蓄積雨水無法利用，旱季蓄積的雨水又不能滿足綠化灌溉的需求；其次，目前集雨池收集的雨水大多通過小市政管線進入集雨池內，一同進入的還包括屋頂、地面硬化鋪裝、柏油路、綠化區等區域的雨水，雨水雜質較多，一同收集在集雨池內造成了水質下降，后期利用存在一定局限；最后，目前北京市大多數開發建設項目都配備了綠化灌溉管線，利用集雨池進行綠化灌溉與傳統中水管線灌溉相比不具備便捷性和經濟性，后期慢慢被棄用。

4.3.2管護難度大

由于目前大多數集雨池都采用地埋式，考慮到地下環境復雜多變，進行后期清淤和維護需要較為專業的人員進行，存在一定的安全性，且費用較高，加之其使用性不高，管護單位進行管護的意愿不高。

4.4 相應監管措施不足

目前北京市對于集雨池監管主要集中在項目水土保持設施驗收階段，對于后期運行期的監管措施相對不足，一方面是監管機制有待加強，另一方面集雨池相對于林草措施監管難度大，原因在于林草措施可以通過遙感等方式實時監管，而集雨池位于地下，要對其進行監管必須采用現場調查的方式，而現場調查的方式對于人力有限的監管部門來說工作量過大；此外，由于集雨池后期雨水利用存在一定的隨機性，即使到了現場調查，也只能通過詢問管護單位來了解相關的運行和管護情況，集雨池真實的使用和維護情況無法準確獲得。

5 結論與建議

綜上所述，目前北京市集雨池措施在措施落實上基本能夠滿足水影響評價批復的要求，但其功能主要體現在雨水調蓄上，在雨水利用方面普遍存在不足。結合調查研究，筆者認為北京地區氣候因素是造成雨水利用困難的主要原因，與此同時，在集雨池的設計、配套、后期管護和監管方面也存在諸多不足，這些原因共同造成了集雨池雨水棄用率高的結果。為了更好的節約和合理利用雨水資源，充分發揮集雨池的雨水利用功能，本文結合調研分析，提出以下幾條建議：

(1)監管部門應制定更為詳細的規范和標準，對集雨池設施的設計、施工和運行階段進行規范，并出臺相應的獎懲制度，對于能夠高效利用雨水資源的項目參與方給予獎勵，對于不合理利用集雨池設施的參與方給予一定的懲戒。

(2)集雨池在計階段應根據開發建設項目下墊面的特點，統籌考慮項目雨水匯集的空間和時間特性，結合項目后期可行的雨水利用形式，因地制宜的對集雨池的結構、容積、布局和雨水利用方式等進行具體設計；

(3)集雨池在設計階段可考慮安裝一定的智能化監控設備，為有關部門的后續監管提供強有力的工具，減輕監管的工作量，提高監管效率；

(4)集雨池應加裝小型智能化雨水利用系統，依靠太陽能驅動，實現自動操作，減少后期人力物力的投入。