李藝 呂志成 郭磊

(北京市市政工程設計研究總院

有限公司)

北京市雨水控制與利用從推廣到大范圍應用，歷經(jīng)近20年，形成了較為完善的體系。截止到2012年底，共建設雨水控制與利用項目808余項，年綜合利用雨水量達到5706.3萬m3，對節(jié)約用水、降低開發(fā)區(qū)域外排水量發(fā)揮了重要作用，但基本上以建筑與小區(qū)為主，市政工程范圍內(nèi)的雨水控制與利用相對較少。產(chǎn)生這樣的原因，除部分政策、規(guī)劃、標準規(guī)范相對滯后外，也受到市政工程范圍內(nèi)用地權屬復雜、相關市政行業(yè)技術要求和行業(yè)利益限制等影響，致使市政工程范圍內(nèi)雨水控制與利用工程的推廣困難。

為進一步在北京市推廣雨水控制與利用，減輕城市內(nèi)澇，實現(xiàn)雨水資源化管理，北京市規(guī)劃委員會和北京市水務局聯(lián)合組織編制了北京市地方標準《雨水控制與利用工程設計規(guī)范》(DB 11/685-2013，以下簡稱“雨控規(guī)”)，“雨控規(guī)”對近年來北京市雨水控制與利用工程的設計和實踐經(jīng)驗進行了總結，在國內(nèi)首次對市政工程內(nèi)雨水控制與利用做了較為詳細的規(guī)定。本文結合“雨控規(guī)”編制的體系框架和主要內(nèi)容，詳細介紹市政工程部分編制內(nèi)容，并對重要條款進行解讀，以便工程設計人員和相關審批人員在實際工程中準確把握。

1“雨控規(guī)”體系框架

“雨控規(guī)”共分5章:1.總則;2.術語、符號;3.設計計算;4.建筑與小區(qū);5.市政工程，編制條文總數(shù)148條，其中強制性條文9條(第1.0.3、1.0.7、4.1.11、4.4.2、4.6.1、4.8.9、5.4.4、5.6.4、5.6.5條)，體系框架見圖1。

設計計算部分(第三章)匯總了雨水計算常用的方法和相關參數(shù)，該部分內(nèi)容適用于建筑與小區(qū)和市政工程相關計算。via《給水排水》雜志

建筑與小區(qū)(第四章)與市政工程(第五章)根據(jù)各自應用范圍的特點，按照雨水控制與利用的形式進行編制。這兩章節(jié)均結合北京市相關雨水控制與利用實施情況，特別對雨水控制與利用規(guī)劃做了相應規(guī)定，主要考慮雨水控制與利用工程的建設應先從規(guī)劃階段進行控制，這樣可保證從規(guī)劃階段與總體規(guī)劃和其他相關專項規(guī)劃協(xié)調(diào)，能夠?qū)ㄔO工程所需的技術、經(jīng)濟、資源、環(huán)境等進行綜合分析、論證。此外，從北京市目前基建程序考慮，編制雨水控制與利用規(guī)劃有利于工程建設和推廣。

2市政工程部分與相關法規(guī)、規(guī)范標準的聯(lián)系

2.1與《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》的聯(lián)系

《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》(以下簡稱“條例”)經(jīng)2013年9月18日國務院第24次常務會議通過，2013年10月2日中華人民共和國國務院令第641號公布，自2014年1月1日起施行，是我國城鎮(zhèn)排水與污水處理領域第一部國家層面專門的法律法規(guī)，對推動實現(xiàn)城鎮(zhèn)水系統(tǒng)的健康循環(huán)具有舉足輕重的積極作用。

“條例”將“尊重自然”作為城鎮(zhèn)排水與污水處理統(tǒng)領性原則，并在第一條、第四條、第六條、第八條、第十二條、第十三條、第十八條、第十九條對雨水控制與利用提出明確要求。綜合分析以上條款，關于雨水控制與利用有如下特點:

(1)“條例”總結了近年來國內(nèi)外研究和實踐的先進經(jīng)驗，強調(diào)解決水的問題要從源頭、過程、末端實行全過程控制，要求在城鎮(zhèn)建設和改造過程中減少對環(huán)境的沖擊，做到生態(tài)排水，提出了“蓄、滯、滲、用、排”相結合的雨水綜合管理的理念，提倡構建與自然相適應的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，體現(xiàn)了行業(yè)發(fā)展的特點和技術進步。

(2)“條例”多次提到“削減雨水徑流”、“雨水徑流控制”等要求，并相應地提出有關措施，包括增加綠地、砂石地面、可滲透路面和自然地面對雨水的滯滲，利用建筑物、停車場、廣場、道路等建設雨水收集利用設施，削減雨水徑流等，體現(xiàn)了低影響開發(fā)理念和尊重自然的原則。

(3)“條例”從規(guī)劃、設施建設及政策鼓勵等方面制定了一系列促進雨水資源化利用的制度措施。同時，明確了初期雨水收集與處理的方式，對初期雨水的調(diào)控排放和污染防治提出了要求，這對于防止城市水環(huán)境污染，特別是合流制地區(qū)下游污水處理廠正常運行十分重要，也為雨水資源的綜合利用創(chuàng)造了條件。via《給水排水》雜志

對比分析“條例”與“雨控規(guī)”，兩者均體現(xiàn)了尊重自然、雨水綜合利用的原則，強調(diào)規(guī)劃建設中貫徹低影響開發(fā)理念和規(guī)劃先行，同時特別提出初期雨水控制的重要性。

2.2與GB 50014《室外排水設計規(guī)范》的聯(lián)系

“雨控規(guī)”市政工程中關于雨水調(diào)蓄排放相關條款借鑒了《室外排水設計規(guī)范》(2011版)“4.14雨水調(diào)蓄池”中的內(nèi)容，在此基礎上將用于控制面源污染的調(diào)蓄設施容積計算，分為分流制排水區(qū)域和合流制排水區(qū)域。

2014年2月10日《室外排水設計規(guī)范》(2014版)頒布實施。本次修訂的重點是調(diào)整和補充與內(nèi)澇防治和雨水利用相關的技術內(nèi)容，包括調(diào)整雨水排水管渠設計重現(xiàn)期、增加內(nèi)澇防治系統(tǒng)設計重現(xiàn)期、補充雨水設計流量相關計算、增加雨水利用和內(nèi)澇防治工程設施等。與2011版《室外排水設計規(guī)范》相比較，2014版規(guī)范的修訂內(nèi)容主要體現(xiàn)在提高排水標準、完善內(nèi)澇防治措施方面，對更新我國排水系統(tǒng)設計理念、加快內(nèi)澇防治技術研究和設施建設、促進我國城鎮(zhèn)排水和內(nèi)澇防治系統(tǒng)標準體系的建立，將起到重要作用。此外，特別強調(diào)了排水工程在城市發(fā)展建設和長期發(fā)展戰(zhàn)略中的重要地位。

2014版《室外排水設計規(guī)范》進一步結合雨水控制與利用新理念和最新工程實踐經(jīng)驗，補充完善了雨水調(diào)蓄、雨水滲透及雨水綜合利用的相關規(guī)定。

對比分析2014版《室外排水設計規(guī)范》與“雨控規(guī)”相關內(nèi)容，前者在相關設施(如雨水口)設置標準上有所提高，但總體上兩者是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的。

2.3與《城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計暴雨徑流計算標準》(DB 11/T 969-2013)的聯(lián)系

北京市地標《城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計暴雨徑流計算標準》(以下簡稱“雨徑標”)于2013年7月1日實施，涉及雨水流量計算、暴雨強度公式、徑流系數(shù)、重現(xiàn)期以及降雨雨型選取等內(nèi)容。“雨控規(guī)”除徑流系數(shù)外其他完全采納了“雨徑標”的內(nèi)容。“雨控規(guī)”的徑流系數(shù)借鑒了國標《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》的分類方法，將徑流系數(shù)分為雨量徑流系數(shù)和流量徑流系數(shù)，一般流量徑流系數(shù)大于雨量徑流系數(shù)。在徑流系數(shù)選取上，市政工程應選雨量徑流系數(shù)，取值相當于“雨徑標”的徑流系數(shù)。via《給水排水》雜志

2.4與《下凹橋區(qū)雨水調(diào)蓄排放設計規(guī)范》(DB 11/T1068-2014)的聯(lián)系

北京市地標《下凹橋區(qū)雨水調(diào)蓄排放設計規(guī)范》(以下簡稱“橋蓄規(guī)”)自2014年6月1日起實施，主要對下凹橋區(qū)雨水調(diào)蓄排放形式、計算方法與標準、相關設施做出規(guī)定，旨在規(guī)范北京市下凹式立交橋區(qū)雨水排放系統(tǒng)的升級改造。“橋蓄規(guī)”借鑒了2014版《室外排水設計規(guī)范》關于特別重要地區(qū)雨水排放系統(tǒng)的校核標準(50年或以上)，并結合了北京市正在進行編制的相關防洪排澇規(guī)劃成果，是北京市內(nèi)澇防治工程的重要成果之一。

對比分析“橋蓄規(guī)”與“雨控規(guī)”相關內(nèi)容，兩者在設計標準上是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的，實際工程中，涉及到下凹橋區(qū)雨水調(diào)蓄排放系統(tǒng)設計時，應按“橋蓄規(guī)”標準執(zhí)行。

3“雨控規(guī)”市政工程部分重要條文解讀

3.1一般規(guī)定

【條文5.1.1】市政工程雨水控制與利用范圍:城市道路、郊區(qū)公路、城市廣場、地下空間、公園綠地、市政場站等市政工程內(nèi)的雨水控制與利用。

解讀:市政工程屬于城市基礎設施，是指城市建設中的各種交通、給排水、燃氣、動力、通訊、城市防洪、環(huán)境衛(wèi)生及照明等基礎設施，是城市賴以生存和發(fā)展的基礎。

“雨控規(guī)”將郊區(qū)公路納入市政雨水控制與利用范圍，主要基于:①北京周邊郊區(qū)公路網(wǎng)較密集，雨水控制與利用空間較大;②北京城鄉(xiāng)一體化進程較快，郊區(qū)公路周邊用地逐步發(fā)展為城市用地，郊區(qū)公路逐漸承擔起城市道路的功能;③郊區(qū)公路多途經(jīng)城市重要衛(wèi)生防護區(qū)和水源地，雨天存在徑流污染的可能;④部分郊區(qū)公路現(xiàn)況雨水系統(tǒng)不完善。

“雨控規(guī)”將地下空間納入市政雨水控制與利用范圍，主要基于:①城市地下空間是一個巨大且豐富的空間資源，據(jù)統(tǒng)計，2012年我國城市建設用地總面積為32.28萬hm2，按照40%的可開發(fā)系數(shù)和30m的開發(fā)深度計算，可供合理開發(fā)的地下空間資源量就達到3873.6億m3，若得到合理開發(fā)，將對擴大城市空間、實現(xiàn)城市集約化發(fā)展具有重要的意義;②地下空間設置的出地面孔、口往往會成為雨水倒灌的通道，在地下空間區(qū)域范圍內(nèi)或周邊建設雨水控制與利用工程，可確保地面不出現(xiàn)大的積水或出現(xiàn)積水也不會倒灌入地下空間內(nèi)。via《給水排水》雜志

【條文5.1.2】市政工程雨水控制與利用的目的是以削減地表徑流與控制面源污染為主、雨水收集利用為輔。

解讀:“雨控規(guī)”從防災減災和保護城市水環(huán)境的角度出發(fā)，對市政工程雨水控制與利用的目的做了規(guī)定。“雨控規(guī)”基于:①市政工程范圍內(nèi)不透水下墊面占大多數(shù)，徑流系數(shù)較大，由降雨徑流沖刷引起的面源污染嚴重地影響了城市水環(huán)境;②極端降雨事件引起的水患對城市公共安全造成較大的威脅;③北京雨季時間較短，降水量多集中在6~8月(約占年雨量的75%)，雨水收集利用的工程效益不明顯。

【條文5.1.3】雨水控制與利用工程的建設不應降低市政工程范圍內(nèi)的雨水排放系統(tǒng)設計降雨重現(xiàn)期標準。

解讀:“雨控規(guī)”主要基于:①根據(jù)北京市歷年降雨量資料統(tǒng)計，7月下旬~8月上旬多為降雨高峰期，降水不僅高度集中，還常以暴雨形式出現(xiàn);②基于降雨事件的隨機性，在連續(xù)性降雨、特大暴雨事件情況下，由于雨水控制與利用工程的建設而降低市政排水標準將對排水安全造成極大威脅;③當前我國工程建設普遍起點高，但后期管理薄弱，難以保證雨水控制與利用工程管理做到與市政排水系統(tǒng)的管理協(xié)調(diào)一致。

3.2雨水控制與利用規(guī)劃

【條文5.2.4】規(guī)劃及新建污水處理廠處理水量應包括流域范圍內(nèi)初期雨水量。

解讀:“雨控規(guī)”主要基于:①目前北京市已建成的污水處理廠很少考慮區(qū)域初期雨水量，新建污水處理廠從規(guī)劃及建設階段應考慮區(qū)域初期雨水量增加，有利于控制市政工程范圍內(nèi)的面源污染;②由北京市歷年降雨情況、初期雨水收集量及水質(zhì)分析，新建污水處理廠增加初期雨水量對處理工藝影響和投資影響不大。via《給水排水》雜志

3.3雨水控制與利用形式

【條文5.3.1】雨水控制與利用形式:入滲、調(diào)蓄排放、收集回用等形式及組合。

解讀:目前北京市建筑小區(qū)的雨水控制與利用形式較多，而市政工程范圍內(nèi)雨水控制與利用進展緩慢，采用何種技術形式應與市政工程的具體特點相適應，并應經(jīng)過技術經(jīng)濟比較確定?？偨Y北京市目前已建成的市政雨水控制與利用工程，并結合國標《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》分類，分為雨水入滲、雨水調(diào)蓄排放、雨水收集回用3種主要形式，其中雨水入滲主要為綠地入滲和硬化地面入滲;調(diào)蓄排放主要為城市路段道路、下凹橋區(qū)、郊區(qū)公路、城市廣場、地下空間;收集回用主要為雨水棄流、雨水存儲、雨水處理。在實際工程建設中，這三種形式可靈活組合。

3.4雨水入滲

【條文5.4.5】滲透設施的日滲透能力不宜小于其匯水面上81 mm的降雨量，滲透時間不應超過24小時。

解讀:本條款參考國標《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術規(guī)范》6.1.4條的相關規(guī)定確定。此外，北京市規(guī)劃委員會《新建建設工程雨水控制與利用技術要點(暫行)》(市規(guī)發(fā)[2012]1316號文)也做出了相應規(guī)定。日降雨81 mm相當于北京市2年一遇的日降雨總量，采用具體數(shù)值主要為了方便設計及審批人員使用。

【條文5.4.10】新建(含改、擴建)城市道路綠化隔離帶可結合用地條件和綠化方案設置下凹式綠地。

解讀:道路范圍內(nèi)設置下凹式綠地有利于控制面源污染，但道路隔離帶內(nèi)設置下凹式綠地需具備一定條件，通常受隔離帶寬度、行道樹布置、市政管線敷設、道路景觀的影響，鑒于目前北京市道路工程綠化工程建設特點，下凹式綠地設置需結合道路景觀要求和周邊用地條件。

【條文5.4.15】人行道、自行車道、步行街、城市廣場、停車場等輕型荷載路面的透水鋪裝結構應滿足小時降雨量45mm表面不產(chǎn)生徑流的標準。via《給水排水》雜志

解讀:根據(jù)《北京市透水人行道設計施工技術指南》3.1.3條和《透水磚路面技術規(guī)程》3.0.3條規(guī)定，考慮自行車道、步行街、城市廣場、停車場均屬于輕荷載硬化路面，一些屬性與人行道類似，“雨控規(guī)”采用同一標準。小時降雨量45mm相當于北京市2年一遇持續(xù)1小時的降雨量。

3.5雨水調(diào)蓄排放

【條文5.5.5】調(diào)蓄設施的調(diào)蓄容積及調(diào)蓄控制需按區(qū)域降雨、地表徑流系數(shù)、地形條件、周邊雨水排放系統(tǒng)及用水情況綜合考慮確定，有條件地區(qū)，調(diào)蓄設施設計宜采用數(shù)學模型法，計算需涵蓋降雨重現(xiàn)期2、3、5、10、20、50年的降雨情況。

解讀:城市雨水系統(tǒng)是由匯水街區(qū)、管線、溝渠、河道、泵站、檢查井、雨水口、出水口、堰、孔口、調(diào)蓄設施及滲透設施等要素組成的一個拓撲結構復雜、規(guī)模龐大、變化隨機性強、運行控制為多目標的網(wǎng)絡系統(tǒng)。運行中的雨水系統(tǒng)，其狀態(tài)隨降雨量的變化而變化，加之結構的復雜性，很多參數(shù)和狀態(tài)變量是不確定的，整個系統(tǒng)表現(xiàn)出強烈的動態(tài)、隨機性。到目前為止，數(shù)學模型法是展示雨水系統(tǒng)運行狀態(tài)的最有效方法。因此，“雨控規(guī)”規(guī)定在有條件區(qū)域調(diào)蓄設施設計宜采用數(shù)學模型法，該方法能動態(tài)地反映出調(diào)蓄設施的運行工況，有利于工程設計和后期維護管理。

排水工程常用的數(shù)學模型一般由降雨模型、產(chǎn)流模型、匯流模型、管網(wǎng)水動力模型等系列模型組成，可以更加準確地反映地表徑流的產(chǎn)生過程和徑流流量。目前應用較為廣泛的主要有美國環(huán)境保護署(EPA)開發(fā)的SWMM(Storm Water Management Model，公用)，英國Wallingford公司開發(fā)的InfoWorksCS/ICM(商用)，丹麥水利研究所(DHI)的Mike-Urban CS(商用)以及美國奔特力公司開發(fā)的CivilStorm(商用)等模型。

【條文5.5.7】在分流制排水區(qū)域，用于控制面源污染時，雨水調(diào)蓄池的有效容積，可按下列公式計算:

解讀:“雨控規(guī)”參考德國“ATVArbeitsblatt A 128 1992”標準中的調(diào)蓄池計算方法，采用單位面積上削減的徑流體積作為控制分流制區(qū)域的控制指標，結合北京市市政工程范圍內(nèi)初期雨水控制量(3~15 mm)并考慮雨水產(chǎn)匯流過程的折減情況，確定單位面積上調(diào)蓄雨水量20~100m3/hm 2 。

本條款與2014版《室外排水設計規(guī)范》4.14.4A條所采用的方法本質(zhì)上相同，排水規(guī)范中調(diào)蓄量取4~8mm主要針對我國一般情況，且計算時不計折減情況。

【條文5.5.13】下凹橋區(qū)的排水形式應采用強排與調(diào)蓄相結合的方式。

解讀:城市道路按照形態(tài)分布可分為路段道路和立體交叉道路，其中立體交叉道路又可分為上跨式和下穿式兩種形式。常規(guī)情況下，上跨式立體交叉道路雨水通過重力排向下游，而下穿式立體交叉道路則有兩種形式:①最低點高程較高，雨水通過重力流排除;②最低點高程較低，橋區(qū)雨水無法采用重力流排除，則需要設泵站提升排除。由低于周邊地面的下穿式立體交叉道路形成的下凹橋區(qū)極易形成城市積滯水點，嚴重時可造成交通癱瘓，甚至人員傷亡。2012年“7.21”超標降雨，北京市多處下凹橋區(qū)發(fā)生嚴重積水，分析原因多為橋區(qū)排水標準偏低、大面積客水匯入及河道水位偏高引起的。“7.21”超標降雨后，北京市開始對雨水排除系統(tǒng)進行升級改造，市政府啟動了《北京城區(qū)雨水泵站系統(tǒng)升級改造及雨洪控制利用三年工作計劃》，計劃分期、分批對中心城區(qū)84座下凹式立交橋區(qū)雨水泵站實施升級改造。改造內(nèi)容主要包括雨水收集系統(tǒng)改造、水泵擴能、新建調(diào)蓄池和建設獨立退水管線4部分內(nèi)容，通過泵站升級改造、調(diào)蓄池建設、雨水控制利用等綜合措施，實現(xiàn)城市環(huán)路、主干路、放射線等交通重要節(jié)點在10年一遇強度的降雨時道路通暢。

鑒于立體交叉道路雨水系統(tǒng)多為城市排水系統(tǒng)的一部分，立體交叉道路的雨水泵站排水標準提高并不能保證下游排水系統(tǒng)標準同步提高，因此，規(guī)范規(guī)定常規(guī)情況下下凹橋區(qū)排水形式采用強排與調(diào)蓄相結合的方式。目前，北京市改造完成的下凹橋區(qū)多采用雨水調(diào)蓄排放系統(tǒng)，其由雨水收集系統(tǒng)、調(diào)蓄系統(tǒng)、泵站提升系統(tǒng)和外排系統(tǒng)組成，具體見圖2。via《給水排水》雜志

“橋蓄規(guī)”對下凹橋區(qū)的雨水排放形式、標準、相關要求做了相應規(guī)定，該規(guī)范特別提出下凹橋區(qū)雨水泵站設計標準應與調(diào)蓄、排放措施相結合，綜合達到50年重現(xiàn)期校核標準。

【條文5.5.18】城市廣場的建設不應增加周邊道路雨水徑流總量，應自行消納硬化后超標雨水量，并宜進行利用。

解讀:“雨控規(guī)”基于:①無透水鋪裝的城市廣場一般徑流系數(shù)較高(0.6~0.9)，規(guī)范從低影響開發(fā)(LID)的角度出發(fā)，規(guī)定城市廣場超標雨水量自行消納，以保證區(qū)域開發(fā)后徑流零增長;②城市廣場用地較為充裕，可采取多種雨水控制與利用措施，易于實現(xiàn)。via《給水排水》雜志

3.6雨水收集回用

【條文5.6.10】新建市政雨水排放口處應設置徑流污染控制設施，以去除雨水中的污染物。可采用雨水沉淀池、生態(tài)塘、人工濕地等。

解讀:實際工程中在雨水排放口處設置徑流污染控制設施的排水系統(tǒng)能攔截大量的懸浮物和泥沙，便于后期的維護管理，有利于水環(huán)境的保護。目前北京市區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀雨水排放口大部分位于河道處，用地較為緊張，已不具備增加徑流污染控制措施。“雨控規(guī)”規(guī)定在新建市政雨水排放口處根據(jù)用地情況設置徑流污染控制措施。

4結語

(1)“雨控規(guī)”市政工程部分與國家和北京市近期頒布實施的法規(guī)、規(guī)范標準是協(xié)調(diào)一致的，實際應用中在標準的選取上應綜合分析，原則上選用高值。

(2)“雨控規(guī)”市政工程部分特別強調(diào)了雨水控制與利用工程前期規(guī)劃工作的重要性，市政工程范圍內(nèi)更加側重削減地表徑流與控制面源污染，同時在規(guī)劃設計中要尊重自然和貫徹低影響開發(fā)理念。

(3)“雨控規(guī)”在相關計算方法上推薦采用數(shù)學模型法。

參考文獻略。

本文發(fā)表于《給水排水》雜志2014年11期。