1、城市城区雨水径流滞留与利用项目可行性报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月58可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目 录前言1第一章 某城市概况31.1 地理概况31.2气候概况41.3城市水资源概况41.4地质背景概况7第二章 国内外城市雨水管理技术理论与应用现状102.1 2、城市雨水管理技术与理论的发展102.2城市雨水管理新思想的实践122.3国内城市雨水管理的现状及存在问题15第三章 屋面雨水收集利用183.1屋面雨水利用概述183.2 某城市市利用屋面雨水的可行性193.3 某城市市屋面雨水水量、水质和收集利用方法193.4 存储池设计253.5 某城市市屋面雨水利用规模分析29第四章 重污染区域初期雨水就地滞留364.1 雨水就地滞留系统介绍364.2 某城市城区重点区域采用雨水就地滞留技术的必要性374.3 某城市城区应用雨水就地滞留技术的可行性384.4 某城市市雨水就地滞留池的设计39第五章 绿地蓄渗削减地表径流435.1 下凹式绿地的定义435.23、 绿地蓄渗措施的应用范例445.3 某城市市利用绿地蓄渗雨水的可行性分析465.4 下凹式绿地的设计50第六章 敞开式地面排水系统556.1 敞开式地面排水系统定义和特点556.2 植草洼地/排水沟适用类型及适用范围556.3 敞开式地面排水系统的设计和维护576.4 敞开式地面排水系统在某城市的应用分析63第七章 透水性路面的应用657.1 透水性路面概述657.2 透水路面设计要求667.3 透水铺装的技术要点677.4 某城市透水性路面使用分析727.5 效果评价75第八章 某城市城区雨水径流综合控制体系768.1 城区地表径流污染控制768.2 城区径流源头控制的规划管理778.3 某4、城市城区径流污染源头控制系统78第九章 某城市城区雨水径流综合管理策略839.1 国内外雨水径流管理策略839.2 某城市市雨水径流综合管理策略849.3 建议87115前 言城市降雨径流具有利害两重性。利在降雨是城市水资源的主要来源之一，提供城市可持续发展所必须的水体资源、生态环境资源和生物多样性的环境，保证城市功能的正常发挥；害在高强度降雨引起的洪涝造成城市财产损失和人员伤亡、大量地表径流直接排入地表水体形成面源污染。某城市市区城市化进程的快速推进造成雨水的利害关系失去平衡，负面作用被不断放大，大量原有的疏松透气透水的地表被不透水材料覆盖，不透水面积迅速增加，阻隔了雨洪向市区地下土壤的渗透5、，降雨径流大量通过管道外排，无法实现自然下渗，明显改变了城区的水文循环。原有天然河流的渠道化导致更快产流和更高的洪峰。在城市这样相对小的区域里对于自然环境的这些改变，还给城市下游流域防洪带来不利影响。同时由于城市地下水得不到应有的补充，加之地下水超采，苏锡常地区形成了地下水下降漏斗。出现了地面沉降、裂缝、水质恶化等地质灾害问题。城区地面径流系数的提高不仅增加了城市排水系统和防洪工程的投资以及雨洪灾害的风险，而且加剧了城区面源污染，对城区生态环境造成损害。雨水径流的滞留指综合系统地运用工程的和政策、规范、经济、管理、技术、调度等非工程措施，将常规排入城市雨水管道的径流在安全、经济可行和社会公平的6、前提下部分储存为可利用的内陆水。雨水径流的利用就是通过工程技术措施收集、存储并利用雨水，同时通过雨水的渗透、回灌、补充地下水及地面水源，维持并改善城市水循环系统。某城市市领导已经充分意识到以雨水滞留和利用为主要内容的雨水径流管理对于控制地表水体污染的必要性和对于防洪排涝的重要性，在新一轮的治理太湖、保护水源“6699”行动中，将雨水滞留和利用研究作为“城市生态重建恢复行动”的一项主要内容，列为政府督办项目。为了对实现上述目标提供政府指导、管理方面的支持，本项目对某城市城区径流滞留利用开展宏观层面的可行性研究。本课题的研究具有以下特点。鉴于某城市市地处江南水乡，年降雨充沛，境内河网弥补，属水质型7、缺水，片面强调雨水的收集利用在经济上并不合理，不具备可持续性，因此本报告编制的原则为“渗蓄和控污为主、利用为辅”。某城市市城区雨水滞留和利用目标，着重在于减轻城区防洪排涝压力、缓解城市地下水水位下降趋势、控制雨水径流面源污染、改善城市生态环境，保障某城市市经济、社会和环境的可持续发展。同时，某城市市是省级节水型城市，探索雨水的科学合理利用之路，可以提高非常规水源的利用率，巩固节水型城市的建设成果。开展项目研究的另一个任务是，支持某城市市创建国家级生态园林城市。按照建设部关于印发创建“生态园林城市”实施意见的通知（建城200498号），要求生态园林城市的“建成区道路广场用地中透水面积的比重50%8、”。2007年5月某城市市政府办公室转发市园林局某城市市创建国家生态园林城市工作方案的通知（锡政办发200781号），要求到2008年实现该项指标要求。通过开展雨水滞留可行性研究工作，研究透水性路面的适用条件，不断提升透水性路面的建设水平，扩大透水性路面建设比例，有助于推进国家级生态园林城市的创建工作。本项目的直接目的是探讨雨水径流源头管理措施在某城市市的适用条件，提出应用源头控制的技术要求以及管理政策，为制定某城市市制定“关于加强新建建设工程城市雨水资源利用的暂行规定”等雨水综合管理办法提供技术支持。鉴于时间与条件，课题对城区径流的滞留、利用技术仅提出了初步的建议；由于作为项目研究基础的一些9、数据暂时没有条件完成实地调查，借用了临近城市上海或苏州的数据。这些不足之处还需要在今后的实际工作中补充完善。除了参加研究单位同济大学、某城市市建设局、某城市市市政公用事业局之外，本项目的研究工作还得到了某城市市国土资源局、某城市市节水办等相关部门的大力协助，在此表示谢忱。第一章 某城市概况1.1地理概况某城市市位于北纬317至322，东经11933至12038，长江三角洲江湖间走廊部分，江苏省东南部。东邻苏州，距上海128公里；南濒太湖，与浙江省交界；西接常州，距南京183公里；北临长江，与泰州市所辖的靖江市隔江相望，沪宁铁路横亘东西，京杭运河纵贯南北，水陆空交通便捷，是江苏省重要的交通枢纽（10、图2-1）。全市（包括市区和江阴、宜兴）总面积为4787.61平方公里，其中山区和丘陵面积为782平方公里，占总面积的16.8%，水面面积为1502平方公里，占总面积的31.4%；市区面积1622.64平方公里，水域面积占510.44平方公里。2005年全市人口总数452.8万，其中市区228.5万人。某城市市下辖江阴、宜兴两个市(县)和崇安区、北塘区、南长区、锡山区、惠山区、滨湖区和新区七个区，市区南濒浩渺太湖，西抱锡、惠二山，中有千年古运河，古老而充满现代气息，繁华而又宁静。图1-1 某城市市地理位置图某城市境内除宜兴南部属丘陵山区外，地势平坦，间有低山矮丘，河流湖泊纵横交织，气候温暖湿润11、，土地肥沃，物产丰饶，山明水秀，风景佳绝，水美土肥，物产丰富，是全国著名的鱼米之乡。某城市四季花果飘香，盛产水蜜桃、柑桔、巨峰葡萄、梨、杨梅等水果，还是江苏省重要茶叶产区。太湖水域辽阔，水产资源丰富，湖内“太湖银鱼、太湖白虾、梅齐鱼(凤尾鱼)”被称为太湖三宝。某城市市经济发达，风景秀丽，是中国十五个经济中心城市和十个重点旅游城市之一，又是首批中国优秀旅游城市。凭借改革开放的活力，某城市人民创造了历史上从来未有过的辉煌，跨入了全国综合实力50强和投资硬环境40优的行列。所辖原锡山市（现为锡山区、惠山区）多年评为全国百强县之首，号称“华夏第一县”。1.2 气候概况某城市市属北亚热带湿润区，受季风环12、流影响，形成的气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。1月平均气温在2.8左右；7月平均气温在28左右。全年无霜期220天左右。某城市市区年平均降水量在1048毫米。雨季较长，主要集中在夏季。全年降水量大于蒸发量，属湿润地区。某城市市区日照时数2019.4小时。常见的气象灾害有台风、暴风、连阴雨、干旱、寒潮、冰雹和大风等。由于受太湖水体和宜南丘陵山区复杂地形等的影响，局部地区小气候条件多种多样，具有南北农业皆宜的特点，作物种类繁多。但是由于某城市市只有年均降雨量的统计值，而缺乏降雨特性参数的统计资料，给研究中雨水滞留调蓄容量的计算带来困难，本研究中将利用与某城市相近的上海13、资料来进行说明和计算。1.3 城市水资源概况水系概述某城市市地处长江三角洲低洼平原，太湖流域中部，南濒太湖，北枕长江，区域内水网密布，河道纵横，为典型的平原水网地区，分属长江下游干流、太湖湖区及南溪三大水系。全市水域面积为1502平方公里，占总面积的31.4%，以江南水乡闻名于世，水资源量相对比较丰富，年可供水资源总量（计入境水量）92.7亿立方米，人均水资源占有量2096立方米。但总水资源量的60%以上都是外来水，年入境水量71.9亿立方米，本地水资源并不丰富，仅为20.8亿立方米，长江、太湖是某城市市水资源量的主要补给源。全市现有大小河道6288条，总长7998公里，其中市区河道2952条14、2627.4公里，主城区河道152条，145.5公里。河道作为城市的基础设施之一，其调蓄雨洪功能是确保城市防洪排涝安全的必要条件。同时，河流水系在供水灌溉、构成城市景观、传承古代文化、保护生态环境、改善城市小气候等方面都起着重要的作用。某城市城区水网密布，但河道的水环境质量较差，水体长年黑臭，给周边居民工作、生活带来严重影响，也与某城市特大城市建设不相符。水环境质量1. 地表水太湖水环境的主要问题仍为湖泊富营养化和局部区域的有机污染。太湖某城市水域的五里湖、梅梁湖、太湖沿岸等水域几乎都是重污染级，重要污染物为总磷和总氮。经过多年综合整治，各湖区的富营养化虽然有不同程度的减缓趋势，但是太湖水中15、氮和磷浓度依旧偏高，以致很难达到控制标准以下，所以依然存在蓝藻暴发的隐患。全市河道众多，地表水资源较丰富，外来水源补给充足。但由于污染，且运河比降很小，约1厘米/公里左右，导致水流流向多变和河流速很慢，水体自净能力较差，导致内河水体功能下降甚至丧失。城市河道水质普遍劣于类，影响城市河道水质的主要污染物指标是氨氮、五日生化需氧量。2004年，某城市市环境监测中心站在全市45条主要河道以及太湖、西氿、滆湖、横山水库等主要水域布设了64个地表水水质监测断面（点）。全年对这些监测断面（点）的监测资料表明：某城市地区总体水环境状况与上年相近，水质污染依然严重。除宜兴横山水库、长江江阴段处于类水外，其余水16、体均劣于类水。全年有1.9%的监测断面（点）符合类水标准，4.7%的监测断面（点）为类水，9.0%的监测断面（点）为类水，15.3%的监测断面（点）为类水，69.1%的监测断面（点）劣于类水（图2-2）。主要超标项目（超标指超过地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水标准）为溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、挥发酚（Fn）等。图2-2 2004年某城市各主要水质检测点水质情况从上述水质现状分析可以看出，某城市市的河流湖泊污染已经非常严重，水质的劣化大大降低了水资源的可利用率，形成水质型缺水，并对城市供水水质的安全构17、成威胁。近几年来，全市污水和污染物排放呈逐年减少趋势，地面水环境质量有所改善。但受上游来水水质较差的影响，而且工业增长的速度很快，污水和污染物的排放很难大幅度降低。根据国外对面源污染进行的大量研究表明，在点源污染得到基本治理以后，城市暴雨径流成为水体污染的主要来源。某城市市以往在新城区建设中往往没有将面源污染控制纳入城市污染控制体系中。因为面源污染控制工程很多处于地下，新城区一旦建成，治理十分困难。传统的降雨快排快泄理念已不能满足水环境保护要求，在雨水排水系统设计理念和工程技术上需要不断创新，不仅在“汇流泄”全过程中需要污染控制技术，受水资源日益短缺的影响，还需要雨水的滞留和综合利用方法，在提18、高工程设施运行效率的同时需要通过自然生态的和人工设施生态化手段，综合解决和利用城市排放物和暴雨径流问题，在城市建设中融合面源污染控制的思想，协调城市改造与面源污染控制的关系，是解决某城市市水环境问题所遇到的新挑战。2. 地下水某城市市域原是地下水资源丰富的地区之一，全市地下水水质好，适宜饮用、取水距离近、水温夏凉冬暖，这些特点使地下水开发利用成为全市水资源开发利用的不可缺少的一个部分。上世纪80年代，由于河水受到越来越严重污染，使河水失去了较大部分工业用水的功能，而地面自来水又供应不到广大农村，此时又正值乡镇企业蓬勃发展之时，不得不大量开采地下水以解燃眉之急，深层地下水成为锡澄片乡镇工业和居民19、生活主要供水水源。全市在上世纪80年代末到90年代进入深层地下水开采高峰期。地下水的利用分别经历了少量开采、适量开采、大量开采、集中过量开采、计划开采和禁采六个阶段。从2005年起锡澄片基本为禁采阶段。2005年底开采用深井仅剩18眼，2006年年开采量估计仅为120万立方米。由于大量开采深层地下水，超过地下水允许开采量，致使地下水水位急剧下降。在禁采之前，地下水水位年下降速率达到23米，水位埋深由原始水位2米左右一直下降到6085米，降落漏斗不断扩展，整个地下水漏斗区面积达500多平方公里。其中地下水降落漏斗中心洛社、石塘湾一带承压水头埋深达85米。某城市西北部的洛社、石塘湾、玉祁、前洲、杨20、市等乡镇，水位埋深普遍大于80米，处于疏干开采状态，其面积逾100平方公里。地下水水资源包括浅层淡水、深层承压水和微咸水。某城市市第四纪地质属滨湖沼相沉积夹有长江古河道冲击沉积。第四纪沉积厚度从东到西一般约130200米，除潜水含水层外，主要有第1、第2承压含水层。第2承压层，含水层厚度2050米，顶板埋深在110120米左右，单井出水量一般10002000m3/d，水质较好。1.4 地质背景概况某城市市内地貌类型主要为冲湖积和湖沼积平原，地势低平为其基本特点。平原地区第四纪地层厚度一般达100300米，为一套多层状结构组成的松散沉积物。其间夹有不同时期形成的湖沼相、海相软土层和古河道相松散砂21、层，在剖面上岩相变化大。松散砂层赋存丰富的孔隙地下水，水质优良。在强烈开采地下水作用下，这些松软土层极易产生压密固结而产生地面沉降。某城市地区虽然第四系沉积分布连续性较好，但其发育特征受构造、基底起伏条件控制，厚度变化较大。由于某城市市缺乏对本项目的研究影响很大的土壤渗透系数统计统计资料，因此本项目在某城市市有关部门的帮助下进行了一些典型点的调查，调查结果见表1-1。需要说明的是，表1-1中的渗透系数虽然都很小，但均不包括表土，实际情况是某城市市区经过漫长的人类活动，特别是出于防汛排涝的需要而不断垫高地面，其表层土已基本置换为杂填土，从查到的资料来看，不同地区厚度在13米不等。表1-1 某城市22、市区范围内部分典型点的渗透系数调查表区域序号地点地理位置地下水位埋深 （m）地下水位（黄海高程）m表土下原状土渗透系数统计cm/s水平渗透系数垂直渗透系数惠山区10.721.201.402.304.82E-077.45E-0722.302.701.952.354.53E-065.86E-0631.051.201.872.314.68E-073.99E-07锡山区41.502.102.052.563.68E-075.01E-0750.951.252.662.985.31E-074.59E-0760.801.402.062.883.12E-062.65E-0671.201.451.712.242.23、87E-063.24E-06北塘区80.651.100.450.825.73E-065.01E-0690.651.001.531.714.39E-063.81E-06崇安区101.201.501.902.202.33E-063.19E-06南长区110.901.251.982.234.02E-063.29E-06120.751.052.112.676.16E-077.54E-07130.551.101.862.393.87E-073.40E-07滨湖区140.851.050.851.054.75E-065.50E-06150.801.152.763.095.43E-066.09E-06160.24、721.023.173.344.32E-071.24E-06170.701.002.983.362.79 E-071.73 E-06180.550.953.013.404.35 E-074.19 E-07190.660.722.663.304.11 E-075.84 E-07新区200.851.203.013.454.30 E-077.29 E-07210.851.052.963.282.86 E-073.37 E-07220.701.153.103.473.53 E-073.01 E-07第二章 国内外城市雨水管理技术理论与应用现状2.1 城市雨水管理技术与理论的发展人类利用雨水由来已久，其25、技术已流传数千年。雨水利用曾促进世界许多地方的古代文明。在我国古代，雨水一般多用于农业用水。除此之外，许多古代建筑也体现了雨水渗透原理，比较典型的有包括某城市地区在内的江南乡镇住宅内设天井来滞留雨水，杭州老城区在庭院中设天井沟和矩形渗坑等等，其实这些补充地下水和涵养水源的措施直至上世纪中叶还在使用。国外城市雨水利用同样历史悠久，据资料记载可以追溯到古罗马时期，罗马别墅甚至整个城市都将雨水屋顶集流系统设计为应用水和家庭用水的主要水源。其它许多国家也都能找到雨水利用的历史痕迹。但是随着人们对自然世界的进一步了解和现代技术的兴起，先是地下水的开采在许多地方逐渐替代了雨水利用技术，接着，修建了以控制雨26、洪、利用河川径流和开采地下水为目的的水利工程和以管道收集排放技术为特征的市政工程，为社会发展发挥很大的作用，也取得了巨大的效益，使得雨水利用除在少数缺乏水源地区外已被人们忽略。传统的城市建设的标志就是大量的硬化路面和钢筋混凝土建筑，与之相对应的传统城市雨水管理把雨水视为没有污染的“废水”，主张将其尽快排出地表，从而不对人们的日常生活造成影响。实际上，城市大气及地表会有大量来自生产与生活过程的污染物累积，雨水径流会携带大量的COD、BOD 及N、P 等非点源污染物，成为城市水体的潜在威胁。城市化的发展致使雨水径流对水体的污染程度更为严重。在美国，60的水污染源于以城市地表径流为主的非点源。在国外27、一些工业与生活点源得到有效控制的城市，COD污染负荷的4080来自于城市雨水径流。对我国城市而言，初步的保守估算，在城市污水收集、处理系统尚未建设完善的情况下，城区雨水径流污染占水体污染负荷的比例约在10左右。随着城市发展过程中对点源污染治理的逐步重视，雨水径流污染负荷的比例还会逐步上升。此外，与砂地、黏土、草坪等天然地表在降雨期间能滞蓄3mm10mm降雨相比，不透水硬质地面在产生径流前只能保持不到1mm的雨水。城区内土地利用性质的转变造成径流系数加大，同时从降雨到产流的时间大大缩短，最终产流速度、径流量和洪峰流量都大大增加，峰现时间提前，给城市防洪排涝带来极大的压力。为了抵御日益加剧的洪涝风28、险，城市内不得不建设规模日益庞大的雨水管道系统和防洪系统。发达国家的雨水管理已经摆脱了传统的孤立考虑水患控制的思路，从仅仅关注管道末端快速排除雨水，转向将防治洪涝与城市生态、环境保护、水资源利用统筹考虑的综合管理思路。综合管理的目标是尽可能减少城市雨水系统对受纳水体的影响。城市雨水综合管理的主要内容为： 从单纯重视工程技术措施向工程措施与管理、养护并重； 从偏重大型收集处理设施转向同时注重中小型就近收集、处理设施； 用源头控制代替管道末端集中处理，用控制污染的产生替代解决污染造成的损害； 关注就地处理、雨水回用； 重视调蓄等措施，减少洪峰及污染物对受纳水体的影响； 尽可能采用接近自然状态的雨水29、排水系统，以保护生态、利用自净能力。美国环保总局（EPA）在第二代城市雨水资源管理和径流污染控制的“最佳管理方案”(BMPs)中，提出了适用于居住区、商业区以及工业区的多种雨水综合利用方案。其主导思想是：较清洁的屋面雨水蓄积利用，而地表径流首先通过渗滤设施下渗排除，超过设施渗透能力的径流通过雨水管渠排放。渗滤设施有植草沟、低势绿地、多孔渗水路面，以及渗透井、渗透塘、渗透管沟等。地面径流通过绿地、渗透性铺面等设施渗透至地下，可涵养地下水，减轻排水系统负荷，缓解城市面源污染。从此以后，一系列新的雨水管理方法发展起来。普遍的认识是暴雨雨水应该在当地得到削弱。新的方法基于小尺度，环保型技术，包括自然的30、或人工的雨水滞留与生物处理系统，如滞留塘、植被渗滤、湿地、渗滤设施、土地渗滤、透水铺面以及这些方法的组合。城市的发展还导致城市需水量快速增加，开发新的水资源、满足不断增加的城市用水需求成为城市可持续水管理的迫切任务。作为一种宝贵的水资源，雨水的开发与利用已经日益引起世界各国的重视。城市雨水资源化利用过程分为集流、输水、贮水和取水，主要方式包括就地利用和集中利用。城市雨水径流通过调蓄设施收集，就地直接利用；或者经地表产汇流，通过渠系和雨水管网汇流到贮水系统集中利用。城市雨水滞留与利用过程见图2-1。对地处江南水乡的某城市，污染程度较高的地表径流的集中利用在经济上缺乏吸引力。城市雨水就地滞留利用地31、表产汇流管网汇流贮水池集中利用居民小区及公共设施集流增加绿地截流、入渗修建渗透设施杂用水市政用水地下水补给河湖图2-1 城市雨水滞留与利用过程2.2 城市雨水管理新思想的实践雨水源头控制思想的实践，体现在渗透性地面、下凹式绿地、渗透沟，小区开放式排水系统，就地调蓄池，屋面雨水回用等技术的应用。雨水入渗都市路面材料的透水化设计是降低雨水径流量的措施之一。具体做法是对行车道、人行道、广场、停车场等人工地面，尽量采用草皮砖、混凝土透水砖或多孔沥青或混凝土透水性铺面。应用渗透性路面的理想场所是交通流量较少的路段或停车场。由于不额外占用土地，在建筑物密集的市区，渗透性路面可以在土地再开发项目中得到成功的32、应用。但是在车流量大、污染比较严重的地方，多孔性路面的表面孔隙容易堵塞，不宜使用。适当降低广场、运动场、停车场等公共场地的标高，在暴雨强度超过排水系统设计标准时，低标高公共场地可起到滞留、存储雨水的作用，减少洪水危害，缓解暴雨洪水对骨干排水系统的压力。“贮留渗透空地”是利用停车场、广场、操场的空间，适当降低其设计高程，建成较低洼的、有一定透水性的地面。在下大雨时可引入不透水表面的径流，暂时贮存雨水，待雨水以自然渗透方式渗入地下、或逐渐经管道系统排除便可恢复原有空间功能。这种滞留设施用以抵御设计重现期长大暴雨，在大暴雨期间公共场地偶然积水，不致造成大的损害。应用敞开式的小区雨水排水系统有很大的优33、点，特别是在新的住宅区。住宅区使用植草渗透沟与植草洼地输送雨水径流，能够通过下渗、草皮的截流削减径流水量、净化水质。在过去10年中，世界上已经建成了数百个基于这些原理的暴雨雨水疏导处理设施，积累了大量的运行经验。这种排水系统适合适用于集中绿地面积较高，小区内排水间距不大，地下水埋深不是很浅的新建小区。日本要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施，并规定了各种入渗设施的设置密度，强化雨水下渗。美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的，很多城市建立了屋顶蓄水和由渗池或渗井、草地、渗水地面组成的地表回灌系统。瑞典Malmo市雨水管理解决方案的基本原理集中在城市地区的源头控制措施和小规模34、就地处理。其新思想在于，方案要求在一幢房屋、一个停车区、一条街道的层面上开展。将首先产生城市径流的不透水地面和雨水与污染物混合的街道、屋顶作为关注的重点。因此，在Malmo，除了采用传统的滞留区和下渗设施之外，在土壤渗透能力允许的区域取消屋顶水落管与下水道之间的连接。采用草地下铺沙砾层的植草洼地消纳径流。路面径流被引导到两条交通线之间的草地下的大规模的下渗设施。就地存储自1975年以来，悉尼郊区根据市政委员会的要求在公共地带建造了大型雨水滞留池。然而，这些滞留池不能用在靠近市中心建筑物密集地带。原地滞留池（On-site Stormwater detention， OSD）于1980年在悉尼北35、郊第一次运用。不久悉尼市得到推广。OSD的目的是减缓新建城市化地区径流系数增加对下游地区与骨干排水系统的冲击。具体方法为各独立住宅的业主或各地块的开发者自己建造小型调蓄池原地滞留净化雨水。到了1995年，悉尼地区中几乎所有的40个行政区都使用OSD。推行OSD是为了使开发者对管理和节制雨水径流承担责任。如今在悉尼设置了超过3500个OSD系统。在OSD被采纳之前，排水部门对于再开发的管理方法是向开发者收取资金，以此设立用以提高排水系统容量的基金。由于土地开发随机地发生，这种方法并非完全令人满意。同时在获得足够的资金用来扩大下游雨水系统容量之前还有一段较长的时间。因此系统长期不配套的情况必然发生36、。应用OSD系统的优点有：避免了因土地开发带来的对防汛的负面影响；不会出现因系统扩大而把问题转移到下游的情况；这种系统使开发者负起解决问题、承担费用的责任，在问题发生之时即解决，不会有所耽搁；并且为雨水污染控制提供了基础。其主要缺点是维修管理不便，对减少雨水中污染物、尤其是溶解性污染物作用有限；相对干管系统的大型调蓄池，OSD总体上是不经济的。小区景观水池用作雨水调蓄国内外均有实践。如德国波茨坦广场的屋面雨水收集后首先进入地下存储池用作杂用水，超过存储池容量的屋面径流溢入地面景观水池，用作景观补充水。上海市有多个利用居住小区景观水塘存储屋面雨水，同时调蓄洪峰并利用雨水的成功案例。雨水利用雨水利37、用方法通常可分为直接利用和间接利用两种。直接利用是指雨水收集处理后用于绿地浇灌、路面喷洒、冲洗厕所和景观补水等用途。间接利用主要是将收集的雨水回灌补充地下水，实现人工水文循环。世界上许多国家不但从政策上鼓励雨水利用，而且制定了一系列法规条例强制实行雨水利用措施。其中，德、日、美等经济发达、城市化进程发展较早的国家，将城市雨水利用作为解决城市水源问题的战略措施试验、推广、立法和实施。德国是欧洲雨水利用工作开展得最好的国家之一，1989年德国就出台了雨水利用设施标准，对住宅、商业和工业领域雨水利用设施的设计、施工和运行管理，包括过滤、储存、控制与监测4方面制定了标准；目前德国的雨水利用技术已经进入38、标准化、产业化、集成化阶段，尤其在屋面雨水的收集、储存、过滤、回用方面都有一系列的定型产品和组装式成套设备，形成了成熟的城市雨水综合管理利用系统。政府制订了一系列严格的法律、法规，如要求任何新开发区域，均需设立雨水利用设施，否则将征收雨水排放设施费和雨水排放费。德国雨水利用的主要用途是市政用水和工业用水。为2000年汉诺威世博会开发的Kronsberg居民小区是一个绿色生态小区的范例。小区中的雨水通过绿地和长约11Km的路边洼地渗滤系统缓慢下渗，小区建成后，径流系数较开发之前几乎没有增加。东西德统一之后兴建的波茨坦广场是大型公共建筑屋面雨水利用的一个成功的范例。该工程将一部分屋面的雨水通过收集39、管道引入总容量共3500m3的两个地下存储池，存储水量相当于屋面年降雨量的15%。存储的雨水经过滤净化后用于冲洗厕所及灌溉绿地。2.3 国内城市雨水管理的现状及存在问题近年来，我国城市开始逐步重视雨水源头控制和综合管理。北方缺水城市起步最早，且侧重于雨水的利用；而南方城市则更多地体现出为控制面源污染和雨水利用并重的特点。山东的长岛县1995年出台了雨水利用的地方规定，有力地促进当地的雨水利用项目的实施与推广。而北京则是目前国内雨水利用方面做得最好的城市，北京市与德国合作开展了中德雨水利用课题研究，2003年3月北京市规划委员会和水利局联合发布了“关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定”，40、该规定要求“凡在本市行政区域内的新建、改建、扩建工程均应进行雨水利用工程设计和建设”。标志着北京市的雨水资源利用工作已进入实施推广阶段，至2006年，北京已经建成不同规模和形式的雨水利用设施近50个，年可节水120万m3，对城市雨水利用起到很好的带动和示范作用。如：北京市政府大院2005年建成一套屋面雨水收集利用系统，建设地下蓄水池存储收集的雨水作为杂用水；海淀公园建成一套雨水收集回灌系统，它利用地势收集雨水，经过沉淀处理，由配水井分至两个回灌井，最终将雨水回灌到地下。公园内道路两侧的草坪下都埋着地下渗沟，在地势低洼地区，还挖了入渗井，增加入渗量。对于5年一遇的降雨可以100%入渗，对于10年41、一遇的大雨可以入渗70%；位于北京顺义的一个大型社区东方太阳城，总占地约234万m2，有近16万m2人工生态湖面和逾75万m2的运动休闲绿地，小区内建设了雨水收集设施，利用雨水补充景观水体和作为绿化用水，平均每年可利用雨水资源70多万m3。西安市编制了西安市雨水利用规划，并于2007年11月底通过专家审查，为西安市的雨水规范合理利用提供了指导。此外，太原、大连等大城市也相继开展了雨水调蓄、利用的研究和实践。上海市对雨水排江的污染问题高度重视，组织相关研究单位对雨天径流污染特征和规律开展了多年的调查，已在部分区域开始建设雨水就地滞留，促渗等相关设施，并正在研究进一步的污染控制措施。在雨水利用方面42、，有关管理部门组织制订了“上海市居住小区雨水利用与水景观工程实施导则”，将小区雨水收集利用与景观水的补充结合考虑。出台了上海市新建住宅节能省地发展指导意见，要求新建住宅区收集屋顶雨水利用，小区杂用水的20%由雨水解决。上海世博会将建设大面积屋面雨水利用系统，其核心区域的公共活动中心、演艺中心、主题馆、中国馆等四大永久场馆和世博轴景观顶棚都将建设屋面雨水利用系统，按世博会地区市政用水规划，世博会浦东场馆区市政用水系统采用屋面雨水和黄浦江双水源，大面积收集屋面雨水。深圳市编制完成了深圳雨洪资源利用规划研究，提出了符合该市实际的雨洪资源利用近远期目标，并积极推进深圳市的雨洪资源利用工作。其利用措施主43、要包括蓄水工程挖潜改造、河道蓄滞雨洪、分散雨水收集利用、地下水补充与利用、科学调度等五个方面。蓄水工程挖潜改造主要包括新建、扩建和恢复利用部分现状无人管理或另作他用的小水库。河道蓄滞雨洪主要是结合全市水环境综合整治工作，利用河道及河岸低洼地形条件，滞留河道径流，在河道内适当部位建闸或堰进行洪水拦蓄，或在河道周边低洼地段设置滞洪区。分散雨水收集利用主要是用作景观水体补充水和公园广场绿化用水，对于新开发或改造小区，可结合小区规划，对屋面雨水、绿地雨水及道路广场的雨水进行收集，修建小型蓄水工程，分散集蓄，供小区补充景观用水、市政杂用水。目前，深圳已有部分开发商做了雨洪利用工程，如横岗的振业城利用地势44、修筑了人工湖利用雨水做为景观补充水；半山海景花园设置集水池收集南山的雨水和山泉，供绿化浇洒使用。地下水的补充与利用主要是在城市建设中，采用透水砖、草皮砖等，或者挖穿不透水层埋设带孔透水管等，或者修建水源涵养林，使尽可能多的雨水渗入地下，增加地下水的补给。某城市本地也进行过小规模的雨水滞留与利用尝试，如在十八湾景区中建设了透水混凝土路面。某城市长江国际花园小区将雨水用于绿化浇灌、道路浇洒、洗车，运行的效果良好。然而，与发达国家相比，我国在城市雨水滞留、集蓄利用及人工促渗补充地下水领域，无论在研究还是在工程经验方面均存在明显差距，需要更多的关注和深入研究，在应用中不断总结完善。存在的主要问题有：（45、1）缺少相关法规与政策的支持；（2）缺乏技术规范与标准；（3）各地普遍缺乏对当地自然条件下，雨水径流特性和污染状况等基础性数据的调查，城市雨水管理策略与技术路线缺少针对性；（4）城市雨水利用和径流管理尚未纳入建筑和城市规划的考虑范围，设施建设随意性过大；（5）缺乏城市雨水利用与城市雨水管理（污染防治、防涝和排放等）的关系与对策的研究；自源头起，在不同的空间尺度范围内尽可能滞留、渗透雨水，减轻排涝压力、削减城区面源污染负荷、降低土地开发对生态环境的影响，是城市可持续发展的要求。为此，本课题将在调查分析某城市市土壤渗透性能、地下水埋深分布，讨论地表径流的污染负荷，排水系统可利用水头与排放距离，以及46、不同类型开发区域土地利用情况的基础上，确定主要雨水源头管理措施在某城市市的可行性及适用条件，提出应用源头控制的技术要求以及管理政策。第三章 屋面雨水收集利用3.1 屋面雨水利用概述雨水利用时，应综合考虑雨水水量水质以及利用要求，选择合适的收集利用方法。城区雨水主要有屋面、道路、渗透性地面三种汇流介质，某城市市目前尚未对各种汇流介质的水质进行过系统的研究，本课题组有在上海进行相关研究的经验，考虑到某城市和上海地理位置相近，城市状况与上海市相似，且降雨特性和产汇流情况基本一致，因此借鉴上海市的研究结果说明某城市市的情况。表3-1为这三种汇流介质径流水质的比较。其中，地面径流雨水水质最差；渗透性地面47、径流雨水基本以渗透为主，可收集雨量有限；相对而言屋面雨水便于收集利用，污染程度较轻，利用价值最高，且由于城市区域屋面面积巨大，屋面雨水在量上也具有明显的优势，世界上许多国家都对屋面雨水资源的开发利用表现出极大兴趣。已有研究表明，屋面雨水初期径流水质也较差，这主要是屋面材料分解和大气污染的原因，所以屋面径流进行利用时也需考虑初期弃流，以减轻处理构筑物的负担，节约投资和运行费用。屋面雨水利用通常还具有以下优势：(1) 收集利用系统简单易操作，维护运行成本低；(2) 水质较好，不经或经过简易处理就能满足水质要求较高的用途；(3) 与其它供水工程相比，屋面雨水利用工程对自然生态环境影响很小。表3-1 48、上海市城区不同汇流介质污染比较主要污染物路面 屋面 渗透性地面质量浓度(mgL-1）污染负荷(Kghm-2a-1)质量浓度(mgL-1)污染负荷(Kghm-2a-1)质量浓度(mgL-1)污染负荷(Kghm-2a-1)COD2052214475083691BOD568734141511843SS185199855594431033.2 某城市市利用屋面雨水的可行性由上节可见，一般城市中考虑利用雨水时，从水质、水量和对后续收集处理的要求等各方面综合考虑，都会首选屋面雨水，某城市市同样如此，屋面雨水的利用不但是可行的，而且应该是某城市市唯一值得有意识利用的雨水汇流介质，理由有三条，一是屋面雨水相对49、洁净，处理方式比较简单易行；二是雨水路面径流水质太差，处理和收集难度都较大，当雨量较小时，弃流后雨水基本收集不到，在某城市这种水资源并不紧缺的城市没有任何利用价值；三是在某城市市区表层杂填土中收集地面下渗水不具备技术经济可行性，而表层土以下原状土的渗透系数又很小，补给地下水资源的作用相当有限。因此某城市市在雨水收集利用方面的原则应是“收集屋面雨水，促渗地面雨水”。现阶段，如直接对已有建筑屋面进行雨水收集设施改造和兴建雨水储存池，将受到建设资金、用地等条件的限制，有相当的难度，不易推行。因此，较为妥善的方法是结合建筑物的新建或改扩建，建设屋面雨水利用设施，雨水储存调蓄容量则尽量利用水景的容积，对50、新建小区杂用水需求量大的，鼓励开发单位建设地下调蓄设施。某城市地区最近几年老城区面临改造，城市化地区面积不断扩大，比如市政府的搬迁；新区、滨湖区、锡山区和惠山区等新建城区均处在城市化建设的高潮，预计在未来1020年时间内将兴建大量大型公共建筑和大型居住区，均有条件进行屋面雨水的收集利用，从现阶段起在某城市推行雨水利用是可行的。上海房地局的节能省地住宅发展指导意见中要求：屋顶面积在1万m2以上的居住区应采用屋面雨水收集利用技术。考虑到规模效应，大面积屋面的雨水收集利用在经济上较为合理，某城市城区的雨水利用宜以大型建筑为主。建议配套建设屋面雨水收集利用设施的主要对象为行政办公用房、体育场馆、大型会51、展场馆、大型商业用房。对居民小区，某城市市已经采取措施在阳台设置两根立管分别收集雨水与洗涤废水，新建居民小区、开发方有积极性的可鼓励进行屋面雨水收集利用。3.3某城市市屋面雨水水量、水质和收集利用方法在实际屋面雨水利用中，分析和掌握屋面雨水水量，水质状况和需求情况，对设计经济合理的收集、处理和利用系统具有重要意义。 屋面雨水水量特点某城市市属北亚热带季风气候区，降雨年内分配不均，主要集中在69月，梅雨期常年出现在6月15日至7月10日，兼有暴雨和连阴雨的特点。屋面雨水径流的年可利用量可按下式粗略估算，较为精确的计算可采用统计降雨频率累计法。QpabA(H10-3) （31）式中：Q屋面年平均可52、利用雨量，m3； p径流系数（通常取0.9）； a季节折减系数； b初期弃流系数； A集水面水平投影面积(m2)： H年平均降雨量，mm。其中季节折减系数a考虑了当地气候、季节等因素对有效径流量的影响，可选择0.9。初期弃流系数b根据当地降雨和水质资料确定。根据某城市市的降雨特点，按2mm弃流量考虑，b建议选取0.85。屋面雨水水质状况屋面雨水收集利用系统设计的重要考虑因素之一是屋面雨水水质。考察单场降雨过程中污染物的浓度或负荷的变化对收集利用系统设计具有重要价值。由于屋面雨水经常表现出初期冲刷效应，初期径流中污染物浓度较高，为了节约处理成本和提高收集利用效率，通常将该部分雨水舍弃而直接排入市53、政管道。在设计系统时，如何确定弃流量和选择弃流方式与污染物出流过程密切相关。但由于屋面雨水径流过程受到许多不可控因素的影响，表现出较大的偶然性和随机性，对屋面雨水污染状况及污染物出流规律的调查需要花费大量的人力、物力和时间，短期内难以完成。因此，本课题参考相邻的上海市的调查数据。根据本课题组对上海市典型屋面的多年调查结果，屋面雨水的主要污染物TN、TP、COD、BOD5和SS的EMC平均值为5.261mg/L、0.134 mg/L、47 mg/L 、14 mg/L和55 mg/L；其中TN主要为溶解态，占70.995.6，且其主要来源于天然雨水；而颗粒态磷（PP）占TP的比例为57.979.854、，是TP的主要存在形式。此外，由于屋面径流水质不仅与降雨强度和降雨量有关，还受空气质量、气温、前期晴天数等因素影响，各场降雨之间的水质变化较大。其中降雨强度和降雨量是最主要的影响因素，但屋面雨水污染物的主要来源为屋面的沉积物、天然降水和屋面材料。屋面沉积物和天然降雨污染主要受城市总体空气质量影响，是屋面雨水污染的外部来源；而屋面材料则是污染内源，屋面在降雨过程中受雨水径流冲刷腐蚀可带入少量污染物质，不同屋面材料对屋面雨水水质的影响不同，但城市常见的混凝土屋面对屋面径流中污染物含量贡献较小。图3-1是上海市典型屋面径流过程的主要污染物浓度变化过程。从图中可以看出，在径流初期，主要污染物的浓度通常55、较高，水质混浊，初期污染严重，COD约为150200mg/L，SS约为200mg/L，TN约为810mg/L，TP约为0.5mg/L。图3-1 屋面径流主要污染物随降雨历时的典型变化图3-2是TSS、TP、TN和COD典型的初期冲刷图。该曲线的横坐标是累积流量与总流量的比值，纵坐标为累积污染负荷与总负荷的比值。当纵坐标大于横坐标时，即认为存在初期冲刷。且当纵坐标与横坐标的差值越大，初期冲刷越明显。一般地，初期冲刷受汇流区域大小、降雨强度、前期晴天数等因素的影响。从图3-2可知，TSS、TP、TN和COD的初期冲刷强度都不是很大，但TSS、TP和COD的初期冲刷效应要强于TN。但在某些情况下，T56、N几乎无初期冲刷。由此可以预计，初期弃流装置控制TSS、TP和COD污染的效果要比TN好。在占总体积20的初期径流中，TSS、TP和COD污染负荷均占总负荷30左右，表现出一定的初期冲刷；在实际初期弃流装置设计时，应进行经济技术对比选择最佳弃流量。图3-2 两次屋面径流过程主要污染物的M（V）曲线图（2007-08-02和2007-08-03） 屋面雨水收集利用系统屋面雨水收集利用系统通常包括三部分：收集系统、输送系统和储存系统。根据屋面大小和构造的不同，雨水收集系统也各有不同，但基本原理类似：雨天屋面径流经天沟或屋檐汇集后进入管道系统，然后经过初期弃流由储水设施储存。当雨水水质较差或用于市政57、杂用时，需要对收集的屋面雨水进行简单处理（沉淀、过滤、消毒等）。收集系统通常为屋面和各类顶棚等，城市屋面的典型材料为混凝土、粘土瓦、金属、沥青以及其它木板或石板。不同的材料对雨水水质有不同的影响，譬如部分老建筑仍在使用的沥青屋面在降雨过程中会析出少量污染物质，使径流COD含量升高，并可能产生某些有毒有害的有机物质，对屋面雨水利用产生不良影响。考虑到屋面雨水利用的经济技术可行性和雨水回用安全性，建议沥青屋面雨水不进行收集利用；除要选择合适的屋面材料以保证雨水水质之外，还要保持适当的坡度，防止雨水滞留，屋面顶棚位置应减少落叶及碎屑等的堆积。输送系统通常包括屋面排水沟、重力流或虹吸雨水排水系统和初期58、弃流装置。屋面排水沟应有足够的坡度以利于排水，定期维护和清洗防止发生堵塞；排水沟进入落水管的进出口处可设置滤网或过滤器防止树叶和树屑进入。此外，某城市居民经常把洗衣废水直接连入落水管，造成雨水系统出水污染物浓度增加，降低屋面雨水可利用性。为防止此情况出现，对新建建筑，阳台需要专门设置排水立管；对改造的旧建筑，向居民宣传正确的做法、需清理非法连接；或新排专门的屋面雨水收集立管。当系统设置弃流装置且弃流装置连接多个雨水斗时，为防止不同流程的初期雨水相互混合导致初期冲刷效应减弱，雨水斗至弃流装置的管长宜接近。由于经常出现初期冲刷，屋面雨水经落水管后一般应进入初期弃流装置，通过初期弃流装置将初期较脏的59、雨水排入小区污水管道，进入城市污水处理厂处理后排放，可以去除径流中一部分污染物，包括细小的或溶解性污染物，防止初期径流污染对环境的影响。另外，雨水弃流排入污水管道时应确保污水不会倒灌回弃流装置内。初期弃流装置种类很多，根据其弃流原理，大体可分为流量式和量式；流量式弃流装置根据计算而得的初期弃流量运行，当初期弃流量达到设定值，之后的雨水将流入储存设施。雨量式弃流方法是以降雨量作为弃流标准，当雨量超过设定值，之后产生的径流全部流向储存设施。初期雨水弃流量一般应按照建设用地实测收集雨水的污染物浓度变化曲线和雨水利用要求确定。当无资料时，可采用2mm径流深度作为屋面初期雨水弃流深度。雨水经过初期弃流进60、入到存储设施中。存储设施是雨水收集利用工艺的一个主要部分，是实现雨水有效收集利用的重要保证。它不仅储存屋面雨水，同时也可起到调节和沉淀等作用。根据屋面的大小，存储设施的种类和形式也多种多样。对于大型屋面或整个建筑小区屋面雨水的收集，则需要考虑建造专用存储池或利用景观水池。存储池的计算方法见下文。屋面雨水处理方法和水质指标某些屋面雨水经过弃流后，可能仍然不能达到用水要求，需要进一步进行处理。通过对屋面雨水水质的可生化分析得出，一般BOD5/COD值在0.100.15之间，说明屋面雨水可生化性较差，不宜采用生化处理，一般采用物化方法处理。雨水净化工艺应根据收集雨水的水量、水质以及回用雨水的水质要求61、等因素，进行技术经济比较后确定，总体要求是力求简单，其理由是：雨水的水质净化设施在全年中大部分时间处于闲置状态；经过弃流后，简单的处理工艺就能使水质达到要求。国外和我国台湾省的经验也是如此。若出水作为杂用水，则处理工艺的选择应以简便实用为原则，优先考虑滤网、混凝、沉淀和过滤等物化处理方案。通常雨水处理系统均设置滤网，以去除雨水中的粗大颗粒。滤网可设置在雨水立管上或蓄水池前，还可直接设在蓄水池内的进水处。为发挥滤网的功能和不对整个收集系统产生干扰，滤网的设置应符合以下条件：为防止堵塞，滤网的孔径不宜少于2mm；滤网的设置不得影响过水能力；设置安装应便于检查和维修。对于悬浮物含量较高的雨水，设置混62、凝设备能提高后续处理效率。沉淀是解决雨水泥沙与悬浮物的最适用方法。形式宜采用平流式沉淀池，易于建造，且沉淀效率较高。沉淀池停留时间最小不应小于2h，对于屋顶径流（去除初期径流后）等较清洁的雨水在沉淀后能去除70的悬浮物、40的有机污染物质。值得一提的是，雨水存储设施也具有一定的沉淀功能，可以去除部分悬浮物质。 过滤可进一步去除前处理中剩余的悬浮物固体颗粒、胶体物质、浊度及有机物等，提高出水水质。雨水在过滤之前应去除初期雨水，否则滤池极易堵塞。雨水过滤池设计一般采用单层滤池和双层滤池，单层滤池滤料可采用细纱，滤料粒径以0.51.2mm为宜，也可粗至1.52.0mm，滤层厚度为80120mm。双层63、滤池滤料采用无烟煤和细砂滤料粒径与厚度与单层滤池接近。由于使用效率低及操作简易的考虑，雨水过滤一般不设反冲洗装置，而是通过定期清理更换上层滤料的做法防止滤池堵塞。国内目前尚无专门针对屋面雨水利用的水质标准，但可根据屋面雨水的利用目的，使用相应的用水水质标准，总的来说，冲厕、洗车和灌溉等市政与生活杂用应符合生活杂用水水质标准（CJ 25.189），回用于景观用水水质应符合景观娱乐用水水质标准（GB1294191）。雨水用于空调系统冷却水、采暖系统补水等其它用途时，水质应达到空调用水及冷却水水质标准（DB131/T14394）。3.4 存储池设计存储池是整个屋面雨水利用工程中重要的组成部分之一，在64、工程总投资中占较大比例，发挥着储存雨水，削减径流和沉淀颗粒物的作用。原则上如果工程项目内部或周边有水景观时，应优先利用景观水池作为屋面雨水的储存容器。没有景观水池时，则需建设雨水调蓄池。雨水调蓄池应建在室外地下，为防止对建筑地基造成影响，一般距离建筑物或构筑物3m以上。近年来房地产开发商往往以大型水景作为卖点，某城市市的众多大型住宅小区建设了大量的景观水体，同时广场、公共绿地和公园内也都建有大型的水景，这些景观水体通常都以自来水作为补充水源，根据2007年7月公布的某城市市建设项目节约用水方案技术设计审查要求“人工景观水体的补充用水严禁使用自来水，应采用雨水、再生水或自然水体”。如果这部分景观65、水体用来作为屋面雨水的存储池，可能获得一举两得的功效：不需另外建设存储池，而且可以提高集蓄；利用屋面雨水解决了景观水池部分的补充水源，节约了水资源。同时由于景观水通常都设有自己的处理设施，如此设置还可以在新建水景时统筹考虑，已有设施适当改造，将雨水和景观水一并处理，节省了雨水处理设施。某城市城区利用景观水池存储屋面雨水可以分以下两种情况进行实施：1、 新建、改扩建大型公共设施、公共绿地、公园、生活小区、工业厂房、会展与体育场馆、商业用房、办公楼宇项目，尤其是位于滨湖新区、湖畔或涉湖的新开发地区，如果项目内部规划建设景观水池作为屋面雨水储存设施，有效容积应符合后述存储池设计方法所计算的体积，同时66、还需统筹考虑初期雨水弃流设施、景观水体本身的水深要求、溢流排水设施，有防止水质劣化的措施。2、 对于已建项目，可以对原有景观水池进行必要的改造，将其作为雨水的储存空间，由于已建景观水池的容积和深度已很难改变，因此原则上不对容积和深度进行控制，改造的主要内容是增加弃流、溢流装置和水处理设施，使进入的雨水水质能够满足景观水体的水质要求以及组织超过存储容积的雨水的溢流排放。存储池设计是雨水集蓄工程设计的关键环节，它的设计好坏直接影响整个雨水利用工程的成本和收集效率。存储池容积设计存储池设计中最主要的部分便是确定存储池的容积。在确定雨水储存池容积时，通常应考虑下列影响因素和原则：(1) 考虑可收集和储67、存的雨水量，是否常年蓄水，蓄水的主要用途和蓄水量要求；(2) 雨水收集后的使用频率和用水量；(3) 雨水调节储存有无渗透功能；(4) 充分考虑其他水源和蒸发、漏失等损失水量，进行水量平衡分析；(5) 选用多种形式进行对比、筛选，按投入产出比等经济指标确定最佳容积。存储池的容积设计中，常用的实用计算方法有降雨量估算法、降雨强度曲线计算法和统计降雨频率累计法。其中概率统计方法略显复杂，但比较符合实际情况，是一种科学的存储池容积设计方法。以下详细介绍该方法的原理和具体计算步骤。一般而言，雨量超过设计调蓄容积越多，则集蓄效率越低；两场降雨之间的间隔越大，池内积存的水量越小，则雨水的收集效率越高。因此本68、地区的多年降雨资料统计是概率统计方法设计存储池容积的基础。在掌握了降雨特性参数及其概率密度函数之后，便可进一步推导一场降雨的径流量可能超出储存池容积发生溢流的概率密度函数，进而求解被收集的水量和集蓄效率。最后，对不同存储池容积下的费用效益进行核算，评估存储池集蓄效率的提高所带来的经济效益能否弥补池体增大所消耗的投资、运行费用，以期确定最佳的存储池容积。具体计算步骤如下：(1) 降雨特性参数统计根据规定将连续降雨资料划分为独立降雨事件，然后求出划分条件下降雨参数的平均值、标准偏差以及变差系数；统计每场降雨的降雨量、降雨历时以及降雨间隔时间，并求出各参数的数学期望值，得到一组数值平均意义上的描述。69、对以上统计得到的降雨量、降雨历时和降雨时间间隔的序列，可求出各参数的概率密度函数。为便于后面的计算，一般可用指数分布或分布来描述概率密度函数，由于指数分布参数少，故更常使用。(2) 求解被收集的水量和集蓄效率屋面雨水经常表现出初期冲刷效应，初期径流水质较差，不宜利用，需要进行舍弃处理。雨水蓄存设施的有效蓄水容积可根据典型年逐日降雨量和逐日用水量经模拟计算确定，当资料不足时，可以按下式估算：式中：-雨水净产流量，m3；-设计日降雨量，mm；-初期雨水弃流厚度，mm；-径流系数；-汇水面积，m2。由于降雨径流是不确定事件，每次降雨的雨量与发生事件不确定，对于给定的集水面积与存储池容积，池子能够集蓄70、的径流水量与降雨特性密切相关。设雨水存储池的集蓄能力为(mm)(的概念同降雨量，它与屋顶集水面积的乘积为存储池体积)，泄空速率为(mm/h)，则泄空时间(h)。规定的最小降雨间隔时间为IETD，降雨间隔的统计值为b，在情况下，降雨发生时刻存储池中仍有上次降雨存水；当或时，降雨发生时存储池中无存积雨水。通过屋面产流、弃流分析得到可集蓄水量，结合上述关系式可知可能产生的溢流量，从而可以得到存储池发生溢流时降雨量、降雨历时和降雨间隔的取值范围，即各参数值在哪个范围可导致雨水不被集蓄。根据得到的取值范围对降雨特性参数的概率密度函数进行积分，即可得到一场降雨发生超过存储池体积产生溢流的概率。年均溢流量的71、概率密度函数是的负导数，计算降雨溢流量的期望值为，与年均降雨次数相乘得年均溢流量。年均屋面雨水径流量与年均存储池溢流量之差为集蓄水量，其与年均径流量的比值即为集蓄效率。(3) 确定最优存储池容积屋面雨水利用工程，要求在获得较高的雨水利用效率的同时，保证工程有良好的费用效益。为此，对不同存储池容积下的费用效益进行核算，评估存储池集蓄效率的提高所带来的经济效益能否弥补池体增大所消耗的投资、运行费用，以期确定最佳的存储池容积。同时还应按照雨水系统的运行要求，依成本要素法分析雨水收集系统的年运行成本。项目运行费用包括动力、药剂和人工费等；雨水售价按同期自来水预期价格考虑，但雨水回用具有减少面源污染造成72、的损失、减少城市排水设施的投资与运行费用等间接经济效益，因此可适当考虑雨水利用的间接效益。最后，对系统进行动态和静态经济效益分析，获得最优的经济效益。 存储池的泥区容积、超高与溢流除具有高防洪能力的多功能调蓄外，雨水调蓄一般均应设计溢流设施。以雨水直接利用为主要目的的雨水调节储存池，除了按以上方法计算有效调蓄容积外，还应考虑池的泥区容积、超高与溢流。1、存储池的泥区容积通常在存储池底部设有淤泥存放的区域(泥区) 。泥区容积的大小应根据所收集雨水的水质和排泥周期来确定。对封闭式存储池，可以参照污水沉淀池设置专用泥斗以节省空间；对敞开式调节储存池，排泥周期相对较长，泥区深度可按200300 mm 73、来考虑。当排泥确有困难时，应设搅拌冲洗管道，搅拌冲洗水源宜采用池水，并与自动控制系统联动。2、存储池的超高雨水存储池一般应考虑超高，封闭式不小于0.3m ，开敞式不小于0.5m。当雨水存储池设置在地下，有人孔或检查井与其相连时，可以将溢流管设在池顶板以上的人工或检查井侧壁上，此时调节储存池的实际调蓄容积将会加大，可以利用该部分作为削峰调节容积。当无结构、电气、设备等要求时也可不设超高。开敞式调蓄和多功能调蓄也可不受此限制，根据周边地形、景观等灵活掌握。3、雨水调蓄设施的溢流为了保证系统的安全性，雨水存储池一般都设有溢流管(渠)，在水池积满水时启用，以免造成溢流灾害。特别是采用地下封闭式调节储存74、池或调节储存池与建筑物合建时更应仔细设计，确保安全溢流。雨水存储池的溢流可以在池前溢流，也可在池后溢流。根据溢流口和接入下游点的高程关系，溢流可以是重力直接溢流，也可是通过水泵提升溢流，排至下游管(渠)或河道等水体。重力溢流运行简单，安全可靠，基建投资和运行成本均较低，应优先考虑使用。重力溢流时溢流管高度在有效储存容积的上方。如果高程不允许重力溢流，则应采用自动检控阀门控制方式来实现及时自动溢流。但一般为了安全起见，应配有手动切换控制功能，以备发生机械故障时使用。当室内蓄水池的溢流口低于市政道路路面时，应设置自动提升设备排出溢流雨水。室内地下蓄水池上游的雨水收集管道上应设置超越管，并确保超越管75、能重力排放到室外。3.5 某城市市屋面雨水利用规模分析某城市市暂时没有降雨特性参数的详细统计资料，无法对某城市市的雨水存储池体积和集蓄效率进行计算，为了更好地说明某城市市屋面雨水利用规模，本研究中以上海2010年世博会世博园区屋面雨水收集利用方案作为类比对象，对某城市市不同利用规模进行费用效益分析，供后续的项目决策参考。 降雨特性参数统计上海市对19852004年的降雨自记资料进行了详细统计，采用降雨自记纸数字化处理系统对资料进行数据转换，得到近二十年的小时降雨资料。按照我国规定，划分两场雨的最小时间间隔IETD为2小时。城市暴雨管理中，一般将雨量大于0.5mm的降雨算作一场降雨事件。按上述条76、件编制计算机程序，将二十年的小时降雨资料划分为独立降雨事件，共计2220场，年均降雨次数为111。统计每场雨的降雨量、降雨历时以及降雨间隔时间，并计算各参数的数学期望值和变差系数。各参数的频率分布见图3-33-6，降雨参数分布特征采用指数分布函数来描述，计算结果见表3-2。图3-3 降雨间隔的概率密度分布 图3-4 降雨量的概率密度分布图3-5 降雨强度的概率密度分布 图 3-6 降雨历时的概率密度分布表3-2 上海市降雨特性统计(19852004)统计量降雨量历时降雨间隔平均值10.72(mm)6.87(h)71.36(h)变差系数1.6120.9291.529均值倒数0.0930.146077、.014指数概率密度函数 上海世博园区雨水利用工程存储池容积估算1、雨水存储池容积计算世博园区拟收集主题馆、中国馆、演艺中心、会议中心等新建永久性建筑的屋面雨水，对应的屋面汇水面积约6.85104m2。按降雨损失与初期弃流各1mm计，假设存储池一次满蓄的泄空时间T为80h，给定不同的集蓄能力（mm），编程计算不同存储池体积下的集蓄效率E和年集蓄水量，结果见表3-3及图3-7。由图3-7可知：随着存储池容积的增大，屋面雨水的集蓄效率逐步提高，年均集蓄水量增多，然而增长的幅度趋缓。设计容量从5mm增至10mm时集蓄效率增长了近20；而50mm增至60mm时，相应的增长幅度仅有3。存储池容积的增大将78、增加投资，使得相应容积下雨水利用系统的经济效益有所降低，因此，需结合费用效益分析确定雨水存储池的合理容积。表3-3 雨水存储池体积及相应集蓄效率(mm)5102030405060存储池体积（m3）3436851370 2055 2740 3425 4110 集蓄效率（）25.3843.1164.8676.6483.4687.6790.43集蓄水量（万m3/a）1.853.134.725.576.076.376.57注：表中集蓄效率为扣除弃流及初损水量后的年均屋面雨水的集蓄效率及水量图3-7 雨水存储池体积及相应集蓄效率2、费用效益分析（1）投资分析根据工程构筑物的造价估算，不同规模的雨水存储池79、投资估算见表3-4。表3-4 不同规模存储池的投资估算表 （万元）存储池 容量项目名称Sa=5mm343 m3Sa=10mm685m3Sa=20mm1370 m3Sa=30mm2055 m3Sa=40mm2740 m3Sa=50mm3425 m3Sa=60mm4110 m3土建工程费用3775140200260320380管道设备19171718181819建设投资合计5692157218278338399（2）费用效益分析按照雨水系统的运行要求，依成本要素法分析雨水收集系统的年运行成本。项目运行费用包括动力、药剂和人工费等，共折合0.3元/m3。雨水售价按同期自来水预期价格考虑，为2.6元/80、 m3。因雨水回用具有减少面源污染造成的损失、减少城市排水设施的投资与运行费用等间接经济效益，因此取雨水售价3.0元/ m3以反映间接效益。按设施的使用年限为30年，折旧残值取零，贴现率为5.85，进行静态、动态经济分析，计算结果见表3-5及图3-8。寿命期内总费用现值为：，寿命期内雨水集蓄系统的总效益现值为：。式中：雨水集蓄工程的总投资，元；雨水集蓄工程的年运行费用，元；雨水集蓄工程的年均总效益，元。表3-5 不同规模存储池的雨水集蓄系统费用效益分析(mm)贮存池体积/m3年集蓄水量/万m3总投资额/万元年运行费用/万元年总效益/万元寿命期内总费用现值PV/万元寿命期内总效益现值EV/万元动81、态效益费用比值EV/PV静态总效益费用比值53431.85560.555.55 63.69 77.64 1.22 2.30 106853.13920.949.39 105.15 131.35 1.25 2.34 2013704.721571.4114.16 176.72 198.08 1.12 2.13 3020555.572181.6716.71 241.36 233.75 0.97 1.87 4027406.072781.8218.21 303.46 254.73 0.84 1.64 5034256.373381.9119.11 364.72 267.32 0.73 1.45 60411082、6.573991.9719.71 426.56 275.72 0.65 1.29 图3-8 不同规模存储池的雨水集蓄系统费用效益分析通过表3-5的数据以及图3-8的曲线可以看出，设计容量为10mm，即存储池体积为685m3时，动态、静态效益费用比值均最大，可获得最优的经济效益，此时的集蓄效率约为43，年集蓄水量可达3.13104 m3。从充分利用水资源角度考虑，在设计容量20mm、存储池容积1370m3条件下，雨水的利用效率超过64。按上述财务分析条件，工程仍可以实现动态效益大于费用。 某城市市屋面雨水利用规模分析假设某城市市的降雨特性参数与上海相似，则不同的屋面雨水收集存储规模与对应的集蓄效83、率也与上海基本一致，通过上例分析，集蓄能力SA为10mm和20mm时，集蓄效率和效益费用比较为合理，在这两种集蓄能力情况下，除雨水售价按3.0元/m3计外，其余成本和效益均按上例水平考虑，分别对某城市市不同屋面雨水利用规模进行费用效益分析，结果见表3-6、表3-7和图3-9。从下列图表可见，随着屋面雨水利用规模的增加，效益费用比也逐步增加，但是增加的幅度逐步减小，而总投资额基本同步增长，况且由于单体屋面面积有一定限度，增加利用规模势必会增加参与雨水收集的建筑物数量，而这样又会增加大量的地面雨水收集管道，不但管线布置较为困难，而且进一步增加了投资额。因此，从工程经济的角度出发，近阶段某城市市雨水84、利用规模不宜过大，且以收集利用大型单体建筑物屋面雨水为宜。表36 SA为10mm时不同屋面雨水利用规模费用效益分析屋面面积(m2)贮存池体积/m3年集蓄水量/万m3总投资额/万元年运行费用/万元年总效益/万元寿命期内总费用现值PV/万元寿命期内总效益现值EV/万元动态效益费用比值EV/PV5000500.2322.50.070.9223.47 12.87 0.55 100001000.45280.141.829.79 25.18 0.85 200002000.90400.273.643.38 50.36 1.16 300003001.36510.415.4455.81 76.10 1.36 485、00004001.81620.547.2468.00 101.28 1.49 500005002.26740.689.0480.98 126.46 1.56 600006002.71850.8110.8492.77 151.64 1.63 700007003.16 960.95 9.49 109.27 132.72 1.21 800008003.61 1071.08 10.84 122.17 151.68 1.24 900009004.07 1181.22 12.20 135.06 170.64 1.26 10000010004.52 1291.36 13.55 147.96 189.60 186、.28 表37 SA为20mm时不同屋面雨水利用规模费用效益分析屋面面积(m2)贮存池体积/m3年集蓄水量/万m3总投资额/万元年运行费用/万元年总效益/万元寿命期内总费用现值PV/万元寿命期内总效益现值EV/万元动态效益费用比值EV/PV50001000.34 300.101.0231.4214.220.45100002000.68 410.202.0343.8428.450.65200004001.36 630.414.0768.6956.890.83300006002.03 850.616.1093.5385.340.91400008002.71 1070.818.13118.3811387、.790.965000010003.39 1271.0210.17141.22142.231.016000012004.07 149.61.2212.20166.67170.681.027000014004.74 171.21.4214.23191.11199.121.048000016005.42 192.81.6316.27215.56227.571.069000018006.10 214.41.8318.30240.00256.021.0710000020006.78 2362.0320.34264.45284.461.08图3-9 不同屋面雨水利用规模费用效益分析 某城市市屋面雨水利用88、实例分析某城市某居民区建筑面积5万m2，其中屋顶面积为1.2万m2，绿地占地1.8万m2，道路用地0.8万m2；居民私家车为400辆；由本章上述内容可知，当存储池集蓄能力SA取10mm和20mm时，集蓄效率和效益费用比较为合理，因此对SA为10mm和20mm的两种情况分别进行分析。由存储池设计可知，当集蓄能力SA为10mm或20mm时，对应的集蓄效率为43.11和64.86。根据某城市市年平均降水量（1048mm），可计算得出该小区年可利用屋面雨水总量。假设收集的雨水主要用于绿化用水3L/(m2次)、道路浇洒用水1L/(m2次)和洗车用水100L/(辆d)。按平均每5天浇一次绿地、每2天清洗道89、路一次和每7天洗车一次估算需水量。经过计算的可利用屋面雨水量和回用水需求量如表3-8所示。从表中可以看出，当SA为10mm时，收集的屋面雨水量可满足用水需求量的72.4，每年可节约大量宝贵的自来水，缓解了供水压力。而当SA为20mm时，收集的屋面雨水有可能超出需求，因此，除非同时作为景观水池的补充用水，否则屋面雨水的直接利用规模较大时，用途仅限于室外杂用时，杂用水的需求可能不足。因此，小区雨水利用系统的规模无需按屋面的最大收集面积设计，而应当考虑雨水的用途与需求，选择技术经济合理的方案。表38 屋面雨水供需统计表SA年可利用雨水量（m3/a）需水量(m3/a)屋面雨水占需水量比例（%）10mm90、5421.5748872.4%20mm8156.87488108.9%第四章 重污染区域初期雨水就地滞留4.1 雨水就地滞留系统介绍广义的雨水就地滞留包括了屋面雨水的收集储存，如第3章所述屋面雨水的收集。某城市城区屋面雨水收集的主要目是雨水利用，而本章讨论的对象集中于降雨产生的地表径流。对某城市市区而言这部分雨水基本没有利用价值，直流地表径流的主要目的是削减非点源污染负荷，兼具降低局部地区径流洪峰的作用。 雨水就地滞留系统的组成雨水就地滞留系统通常包括就地排水收集系统、滞留池和滞留池排空系统，各自的功能如下：l 就地排水收集系统：收集和输送雨水径流到达存储池。就地排水收集系统可以是落水管、管道91、渠道等，将雨水径流直接输送到滞留池存储。l 滞留池：降雨期间暂时存储雨水径流。滞留池可以是在地上的能够存储雨水的设施（如景观水塘、植草洼地），也可以是地下存储池。对于人口密度与土地都比较紧张的某城市市区，滞留池宜采用封闭式地下池以截流初期径流，地下滞留池需要定期地清洗维护。l 滞留池排空系统：配有相应管道系统和潜流泵，在降雨事件结束之后，用潜流泵将存储池内存储雨水径流送往污水处理厂。 就地滞留池适用场合就地滞留池适用于污染较为严重的局部区域，作为圩区排水模式的补充，滞留初期雨水径流，起到削减城区面源污染负荷，保护城市河网水质的作用。由于服务区域较为分散且单个池子服务范围不大，就地滞留池一般设92、计成为小型的、分散的池子，具体体积的大小可以根据所在地的交通密度、污染负荷、绿化面积、可供利用的地下空间等因素，综合考虑初期径流污染削减的需要进行确定。污染较重、需要考虑建造就地滞留池的区域包括：餐饮密集区、大型洗车场、菜场、交通密集区、污染较重的工业区、垃圾中转站以及一些污染负荷较高的堆场等。对污染负荷高、面积大的区域，可以考虑采用管式滞留池。4.2 某城市城区重点区域采用雨水就地滞留技术的必要性不同用地类型、不同功能地块产生的雨水径流污染浓度存在极大差异。随着城市化进程的加快，不透水面积的增加，径流流量和污染负荷明显增加。尤其对于某些密集居住区域的菜场、垃圾中转站，交通密集区停车场、餐饮业93、集中区等区域，初期径流污染相当严重，整个降雨事件的径流平均浓度较高，严重超过水环境自净容量。即使分流制系统不存在雨污混接情况，雨天出流直接排入河道仍将破坏水生生态平衡，对水体影响较大。事件平均浓度（EMC，Event Mean Concentration）是以流量为权求得一次降雨事件径流平均浓度，即以降雨事件总污染物负荷与总径流体积比值来表征径流污染。本课题组在上海根据居住密度、绿化比例、车流量密集程度以及商业和餐饮发达程度等，将采样点分为轻度污染区、中度污染区以及重度污染区三类，对地表径流进行了采样分析，对相关区域降雨径流事件平均浓度的研究发现，上海市地表径流污染严重，尤其是某些重度污染区域94、，降雨事件平均浓度非常高，大大超过地表水排放标准。相关研究结果如表4-1所示.表4-1 3类用地地表径流事件平均浓度统计值（单位：mg/L）径流类型污染物CODBOD5SSNH3-NTPTN轻度污染区平均值12753992.410.294.71中 值9740831.630.174.71变差系数1.151.510.491.030.950.48中度污染区平均值247663543.290.717.17中 值191683202.950.677.31变差系数0.690.450.610.650.620.46重度污染区平均值5882272958.030.7312.76中 值326992485.990.40195、0.99变差系数0.971.210.750.680.740.58在此基础上，根据Schueler(1987)建议的简单方法，取上海市年降雨量为1200mm，径流系数0.9，采用上表中的污染物中值浓度，估算上海市重度污染区域面源污染物负荷结果如下：COD为3168 kg/ha/a，BOD5为962 kg/ha/a，SS为2410 kg/ha/a，NH3-N为 58.2kg/ha/a，TP为3.9kg/ha/a，TN为107 kg/ha/a。由此可见，对于重度污染区域，无论是从冲击负荷强度，还是从年污染负荷量来看，降雨径流携带的污染负荷所造成的危害都相当高。若不采取相应措施，直接排放入河，必然对河96、道水体造成严重影响，破坏城区水体的环境质量。 在国外，尤其是澳洲，雨水就地滞留技术已经得到了广泛的应用，只是国外居住密度低、污染负荷也比较低，雨水就地滞留池的作用主要是用来削减径流洪峰，降低洪涝风险，因此，原地滞留池中存储初期雨水在降雨结束后直接排放。某城市城区采用圩区排水模式，将自流排水与内河调蓄相结合，能充分利用某城市地区河道的调蓄和水体自净作用。雨水可分散收集、多头就近自流排入圩区河道，通过圩区内河网调节，经圩区闸泵工程排入圩外水体。这种模式通常由管网、河道及外围闸泵组成，它要求保留适宜的内河水面率以充分利用内河调蓄能力，同时控制适当的排水间距，体现了以人为本、生态和谐及可持续发展的理念97、，是一种具有江南水乡特色、低建设投资、低运行能耗的城镇雨水排水模式。然而，圩区排水模式的出流口分散，城区面源污染不容易控制。雨水径流将大量积存的地表污染物在雨天直接带入内河，是造成城市内部河网污染严重的一个重要因素。某城市地处太湖之滨，是一个经济发展迅速，而水环境较为敏感的城市，恶劣的内河水环境质量对太湖造成潜在的威胁，近年来对太湖流域的水质保护成为国家环保建设的重点，因此，某城市市城区的新开发区域的建设必须从建设现代化生态城市的角度来全方位审视河道的容蓄、排水、环境和生态等功能，从而制定较为严格的城市水环境保护发展规划，给予河道水体高度的重视和保护，建设一种符合未来要求的雨水排水方式。对于某98、城市市区而言，雨水排水系统的改进应侧重于削减面源污染负荷，减轻雨天径流对自然河道水体的影响，降低洪涝风险相对次要。因此，滞留池规模没有必要很大，修建小型、分散的就地滞留池作为圩区排水模式污染控制的补充设施意义重大，尤其是对于重点污染区域。4.3 某城市城区应用雨水就地滞留技术的可行性 某城市老城区及新区的中心地带商业服务业发达，虽然未有实测资料，但根据课题承担单位在上海与苏州市区的调查结果，可以判断面源污染负荷较重，有大量的适合采用该技术的区域。考虑到已建成区域建造滞留池存在可实施性问题，就地滞留池主要适用于新建城区中污染负荷较重的区域，如垃圾中转站、菜场、商业密集区、交通密集区、大型洗车场、99、工业区、餐饮区及污染负荷较高的堆场等。对相关区域产生的初期污染径流，以滞留池方式暂时存储起来，待降雨事件结束后，送往污水处理厂进行处理。OSD的设计和施工技术并不复杂，同时局部的、小规模的OSD建设费用也不大，因此在某城市采用雨水就地滞留技术是完全可行的。4.4 某城市市雨水就地滞留池的设计对于某城市，主要从污染负荷削减角度出发，确定雨水就地滞留池的设计和建设的标准。结合某城市圩区排水模式，对于污染较重的区域采用分散的小型就地雨水滞留池，对初期雨水径流进行存储，在降雨结束后送往污水处理厂。初期效应的存在程度对于滞留池的设计和池容的确定有较大影响。国内外对于地表径流的研究都表明，地表径流是存在一100、定的初期效应的。鉴于缺乏某城市当地雨天径流及出流水质数据，故采用其临近的上海的相关数据进行设计计算，从而分析某城市城区建设就地滞留池的可行性。初期效应（first flush effect）是指在径流初期，与初期径流水量不成比例的大部分的污染物被冲刷进入地表水体的现象。初期效应存在与否，是判断初期雨水是否为城市径流污染控制主要关注对象的依据，是评价城市雨水径流污染控制措施效率的重要指标。1987年Geiger提出的无因次累积负荷体积分数曲线，即M(V)曲线为目前应用较为广泛的初期效应判定方法。该方法认为，在一场降雨过程中，污染物质量和流量的变化可用两条曲线来描述：流量过程线Q(t)和污染物浓度101、过程线C(t)。为了能够对不同的降雨事件进行比较研究，对污染物质量和流量进行无量纲化。用累计污染物质量除以总污染物质量的分数值，对应相应时刻累计排放体积除以总体积的分数值作图，得到无因次累积负荷体积分数曲线，即M(V)曲线。根据得到的M(V)曲线，可以比较方便的判定初期效应是否存在。一般认为，只要曲线在45度对角线上方，便存在初期效应，反之则不存在。本课题组对上海市的径流水质监测历经20032005三年，主要集中在6月9月雨季。实验前期非渗透性地面共获得22次降雨事件的56组径流水质过程线以及相关的降雨特征数据。涉及采样点19个，样品数累计492只。降雨量的变化范围为2.541.6mm，能够代102、表不同的降雨量情况。相关降雨事件的特征数据统计见42。表42 非渗透地面径流水质监测所涉及降雨事件的降雨特征降雨量(mm)降雨历时(min)降雨强度(mm/min)前期晴天数(d)最小值2.5150.031最大值41.62500.7532中值10600.149平均值10710.209根据试验所得数据，分析雨水口处初期效应。绘制COD、BOD5、SS、NH3-N和TP的M（V）曲线见图41图44。图41 COD的M（V）曲线 图42 BOD5的M（V）曲线图43 SS的M（V）曲线 图44 NH3-N的M（V）曲线由图4-1至图4-4可见，上海市地表径流总体上存在较为明显的初期效应，其中COD、103、BOD5、SS的初期效应较为明显，NH3-N的初期效应相对较差。由图中可知，削减径流流量的20%即可削减35%-40%的污染负荷，因此采用存储初期径流的方法控制面源污染效果是可观的。由于不同降雨事件的径流污染负荷变化范围很大，降雨特征参数，如累计降雨量、降雨强度、降雨历时、降雨频率以及两场降雨事件的间隔都直接影响地表污染物的累积和冲刷，从而导致了不同降雨事件径流所携带的污染负荷上、下限相差很大。因此，就地滞留池的运行效率也是变化较大，很难通过对一两次降雨事件的数据来评价就地滞留池的污染负荷削减效率。例如，给定就地滞留设施的运行效率随各地降雨特性的不同而变化：对于数场小雨的滞留效果当然优于一场暴104、雨。滞留池的运行效率主要受存储容积的影响，此外还受到上次降雨事件可能残留的雨水所占据容积的影响。这种影响的程度随当地降雨间隔而变化。因此，评价雨水就地滞留池对服务区域内径流污染负荷削减的运行效率，即其对于控制城市面源污染的效果，必须综合考虑到当地的降雨特征，根据实际工况下的一段较长时间的长期平均运行效果，而非某次特定检测实验结果做出判断。由于每场降雨的径流在流率和体积上相差巨大，直接根据所期望的污染负荷削减率设计就地滞留池的容积和形式，存在较大的困难。存储装置存储初期雨水径流直到被充满，然后溢流过剩流量，其运行效率是储存体积的函数。采用概率分析方法，用可变的降雨/径流速率、径流体积、降雨历时与105、强度通过各自的变差系数CV（CV=标准偏差/平均值）来表示其可变性的概率特征。对于设施的大小和容积而言，有意义的衡量方式就是其存储容积与平均降雨事件的径流容积之比。这样就能够对多次降雨事件进行方便地分析、归纳和综合，与各地的实际降雨特性统计参数结合起来应用实验结果。而对于大量降雨事件的分析得知降雨特性参数的分布多符合分布。因此，可以根据降雨特性参数的分布得到相关就地滞留池的污染负荷长期削减效率。该方法能够在规划层面上评价就地滞留池削减径流洪峰及径流污染效果，对某城市市采用就地滞留池所能够达到的效果进行分析计算，从而从规划层面，讨论某城市城区修建就地滞留池的可行性。通过分析上海长期的降雨纪录，掌106、握降雨特性参数，将降雨及其产生的径流量用概率方式表征，据此确定降雨的不确定性对就地滞留池运行效率的影响。上海市降雨特性参数如表3.2所示。对于重污染区域，根据不同的区域特性和负荷削减要求，采用上述概率分析方法计算不同的径流系数和不同的就地滞留径流深度下，滞留池的容积以及长期污染负荷削减效率，所得结果列于表4-3。表43 不同的径流系数和就地滞留径流深度下滞留池容积径流系数滞留径流深度（mm）所需就地滞留池容积（m3/公顷）水量负荷长期平均削减效率（%）0.6220233303155043880560.822018330285503788048从上面对于上海市的计算结果来看，只需要滞留降雨径流深107、度的2-3mm，从长期平均运行的概率分析来看，就能够削减约20%-30%的径流水量负荷，结合前面对上海市降雨径流初期效应的分析，这时，能够削减的这20%-30%的径流所携带的污染负荷可以达到35%-50%，所需的池容相对不大，能够较为经济高效地削减重度污染区域的面源污染负荷。对于某城市市，在确定相应的降雨特性参数和雨天径流特性的情况下可进行相同的计算。在没有实际降雨特性参数的情况下，可以参考上述计算结果，指导某城市市重点区域的地表径流污染的控制。将城区面源污染负荷的控制列入新开发区域的雨水规划，统筹考虑建设用地与设施建设资金与管理，在采用重力自排、雨水就近入河的某城市市有重要的长远意义。应该给108、予高度重视。某城市城区已建分流制系统，已经开始实施旱流截污工程。对新开发区域的分流制雨水系统是否实行旱流截污、以及旱流截污对高污染负荷区域就地滞留池的应用有何影响，是需要深入研究才能确定的问题。一般而言，雨水系统的截污设施，截流能力很低，多数系统只能截流旱流污水，降雨径流一旦产生，就会排放河道。在这种情况下，采用就地滞留的意义与没有截污之前是一样的。至于雨水系统的截流倍数选择与滞留池选用的设计容量之间的优化关系，是今后需要深入研究的新问题。此外，分散的滞留池的清洗与管理，在设计与运行维护方面也需要研究与积累经验，将通过逐步建立技术指南予以解决。第五章 绿地蓄渗削减地表径流5.1 下凹式绿地的定109、义源头控制设施下凹式绿地是一种天然的雨水渗透设施，具有强化雨水下渗的作用，它强调从源头上治理城市雨洪，实现雨洪资源的城市内部消耗，恢复城市水资源自然循环路径。传统的城市道路竖向规划设计格局是三级台阶式，即绿地标高最高，人行道次之，车行道最低。这种格局不利于雨水下渗，缺乏生态设计思想，会造成水资源流失、排水压力大、“尘物质”的往复等诸多弊端，影响城市环境。从提高城市自净功能出发，依据城市绿色集雨消尘环境系统理论，新产生了城市集雨绿色生态系统即下凹式绿地雨水蓄渗系统。该系统由绿地、建筑、硬化路面、排水系统四大要素共同构成，绿地在其中占据核心地位。其竖向设计格局为（如图5-1）：建筑及路面等硬化面处110、于最高位置，绿地处于最低位置，排水系统（雨水口）设置于绿地中并高于绿地，但是低于硬化面。集雨流动方向为单向流动，即建筑屋面的雨水径流先到达硬化地面进入绿地或直接到达绿地被接纳，经绿地渗透、截留、集蓄至一定高度后，超量的雨水再经排水口进入排水系统。图5-1 下凹式绿地高程与路面高程的关系雨水流经绿地过程中，经渗透、沉淀、截留作用，径流水量被削减、径流中污染物得到部分去除，因而具有滞留利用雨水与控制城区污染负荷的双重作用，构成具有高效自净能力的城市生态系统的一部分。5.2 绿地蓄渗措施的应用范例强化雨水入渗的措施之一下凹式绿地在美国、欧洲、日本等国家都得到了广泛应用。欧美等发达国家非常重视雨水径流111、污染的源头控制，所制定的政策都深深地渗透着雨水源头控制的理念。近数十年来，它们对绿地蓄渗设施的水量调控能力、适用条件及其对污染物去除效果等进行了大量的研究，已形成部分技术规范。美国是雨水生态化利用的最好的国家之一。在美国的许多大城市，雨水入渗设施在雨水管理系统中是必要的。其主要目的是提高雨水的天然入渗能力、防治和削减径流污染物进入受纳水体。70年代初，美国诞生了第一部关于雨水滞留利用的法案，规定了面积超过5英亩的新开发区的暴雨洪峰流量不能超过开发前的水平，所有新开发区必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。相关雨水入渗设施主要包括渗透性排水系统、渗透池、砂滤器和干井等。渗透排水系统主要用来过滤来自房顶112、和铺砌地区的雨水径流。房顶排水沟接入多孔管，将雨水径流排放到砂砾回填的地下渗滤池。渗透池用来控制雨水径流的水质水量，一般设计成深度较浅且具有较大的表面积。在地势较低的地区，砂滤器或排水井的设置可以增加渗入量，雨水径流流经颗粒状材料和纤维织物填充的排水井或砂滤器，水质得到明显的改善。到上世纪90年代，雨洪绿地蓄渗技术开始得到广泛应用并日趋成熟，形成了特定的不同绿地蓄渗排放设施的设计标准和操作规范。其中应用最成功的就是植被渗透床和植草渗沟。植被渗透床本质上是属于下凹式绿地的一种，常常建在草木和灌木包围的建筑物或商业区。径流从房顶和停车场流到绿地，下渗床的积水深度不超过1523cm。植草渗透沟也是下113、渗设施的一种。渗透沟宽大约0.93.0m，填装碎石形成一个地下滤污器。通过降低周围地面，将雨水径流收集。建造下渗沟渠可以截取来自铺砌面积小于4ha(10英亩)地区的雨水径流，为了加强渗透性能，往往在沟渠上建造一系列的拦砂坝来促进下渗。几十年应用结果表明，作为土地利用规划的一部分，这些措施在美国实施的极为成功，流域水质得到了明显的改善。通过采用绿地源头控制和局部滞留的方法来延缓地表径流，增加雨水的下渗、恢复自然的水循环系统，并与城市景观规划、设计等紧密结合，成为创造资源节约和可持续的人居环境的有效途径。在德国雨水生态化利用的理念也得到了广泛的应用。前述的Kronsberg居民小区建成之后，雨水通114、过绿地和长约11km的路边洼地渗滤系统下渗，地下水位得到保持，整个区域的径流量为19mm/a，几乎接近未开发前自然状态的14mm/a，而若是传统的居民区的径流量则高达165mm/a。此外，Kronsberg项目也是工程措施与景观设计相结合的成功实践。绿地的设计在关注雨水蓄渗的同时也关注了对构造城市风景的作用，在设计中根据当地土壤、地形和不同的降雨量将雨水利用工程措施与生态设计相结合，形成了独具特色的雨水滞滤沟、坡地雨水绿地、敞开的绿地雨水滞渗区和音响雨水滞留沟等生态景观，创造了良好的生态环境及高质量的开放空间。日本有关部门曾对东京附近20个主要降雨区22万m2区域长达5年的观测和调查结果，雨水115、经过绿地贮留蓄渗后平均降雨量69.3mm的地区，其平均流出量由原来的37.59mm降低到5.48mm，流出率由51%降低到5.4%。近年来，在我国北方城市开始重视雨水的蓄渗利用及城市面源污染控制方面的研究。清华大学水利系曾作过一个草坪蓄纳汛雨回补试验，检验低草坪消纳暴雨的能力。试验进行了高、中、低3种不同标高布置类型，其中高草坪高出路面0.5m，中草坪与路面齐平，低草坪低于路面0.10.2m，土质为中壤土。在1990、1991两年观测期内，共降水59次，1990年7-9月降水量为443mm，1991年5-8月为493.7mm。中草坪全部拦蓄降雨；高草坪在降水中产流外泄量占降雨的5.6-11.1116、%，两年外泄雨量80100mm；低草坪除拦蓄本区降雨外，还容蓄了高草坪外泄的水量。北京市水利局也于19901991年做了绿地高度对入渗量的影响试验，结果表明若绿地标高低于周围路面，其入渗量是高于路面时的34倍。下凹绿地如果深度为 10cm，则一年一遇的暴雨径流可100被拦蓄在绿地内，对2年一遇的暴雨也可以拦蓄81。下凹绿地（深度50100mm）每年仅有 23次暴雨产生溢流，极大部分雨水径流被蓄渗在绿地中，蓄渗效果极为明显。下凹式绿地在上述地区取得的成功并不说明它天然就适用于所有的地区，它的运行效率很大程度上依赖于当地的土壤条件和气候特征状况，对其在某城市市的应用可行性还需进行具体分析。5.3 117、某城市市利用绿地蓄渗雨水的可行性分析某城市市自然条件的限制在某城市市利用绿地蓄渗雨水存在两个不利条件。1) 某城市城市化地区，表层土多为杂填土，但某城市暂时缺乏对其入渗能力统计数据，存在不确定性；表土下的原状土基本为粘土，入渗性能较差(见表1-1)。雨水绿地入渗技术的应用限制主要考虑的是土壤入渗速率的约束。它不适用于土壤渗透系数10-3m/s的场所。当渗透系数K10-3m/s时则入渗太快，雨水在到达地下水区位之前没有足够的停留时间得到净化。当渗透系数K10-6时入渗太慢，在渗透区内会出现厌氧环境，这对于污染物的截留与转化是不利的。同时，入渗慢使渗透设施的渗透效率降低，经济上失去合理性，同时也会118、造成植物的淹水时间过长，影响植物的生长以及城市绿地的景观效果。从上海的情况来看，杂填土的入渗能力一般较好，本课题组在上海测定过多处地点表层杂填土的稳定入渗速率，见表51，与其它单位在上海不同地方的测试结果，在同一个数量级范围内。由于某城市城区表层土的厚度较大，入渗能力与上海相似的地区，则具备应用绿地蓄渗技术的基本条件，入渗能力过小的地区，则应用该技术的前提条件是改造土壤增加渗透能力。表5-1 上海部分地区的表层杂填土入渗能力地区土样稳定入渗速率v0(m/s)浦东云台路附近3.8310-6雪野路附近7.510-6济阳新村附近6.810-6同济大学大礼堂绿地土壤1.210-5西北一楼绿地土壤3.5119、10-5博士四号楼绿地土壤2.110-5桥梁馆绿地土壤1.110-6瑞安楼绿地土壤1.110-6解放楼绿地土壤4.010-6医学院绿地土壤3.510-6西南一楼绿地土壤1.410-62) 地下水位高，地下蓄水空间小，造成雨水回补地下水的作用水头较小，因此该措施不适用于地下水位高、距渗透面距离1m，且地下水埋深1m，土壤稳定入渗速率310-6m/s的区域，在下凹510cm的情况下，最大积水时间不超过10小时，无需考虑植物的淹水性能。（2）对于杂填土厚度1m，且地下水埋深1m的区域，由于表层杂填土较浅且下面为粘性很强的原状土，土壤稳定入渗速率大都会100场，其中降雨量小于10mm的小雨占多数。如图120、5-1所示，即使是在下凹5cm，土壤稳渗率为110-6m/s的情况下，雨水径流的长期削减效率也在60%以上，蓄渗效果明显。（4）应用范围：可以应用于新开发区，如工业园区、公园、道路两侧绿化带、公共绿地，以及居住面积较低的居民小区等。 第六章 敞开式地面排水系统6.1 敞开式地面排水系统定义和特点敞开式的小区雨水排水系统一般包括植草洼地和植草排水沟，如图6-1所示。它是指在地表沟渠、洼地中种有植被的一种工程性措施，一般通过重力流收集处理径流雨水。当雨水流经植草排水沟时，在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下，径流中的部分污染物得到去除，达到削减径流水量和径流污染控制的目的。它是一种生态型121、的雨水收集、输送和净化措施，在重视径流污染控制的发达国家被广泛应用于城市非点源污染控制。图6-1 植草洼地 敞开式地面排水系统流速较慢，集流时间更长，能有效地削减洪峰流量。对雨水径流提供了预处理，促进了部分雨水的渗透，造价便宜，相对低的维护费用，适用于小型的排水区和小流量雨水的收集输送，其设计比传统的管道排水对地形和坡度的要求高，需要更多地与道路景观设计相协调，并且需要相应的维护和管理。设计维护不当，易造成冲蚀，导致水土流失。6.2 植草洼地/排水沟适用类型及适用范围1. 无渗透的植草排水沟这是一种自然的带植物的浅沟。除了少数极端不透水的土壤外，几乎适用于所有的土壤。该措施无需对当地的土壤进行122、特殊的处理，其特点是在排放雨水的过程中，通过沉淀、植物的过滤减少面源污染负荷，但是不能减少雨水径流的排放量。在新建或改建区域建筑容积率较低的地块，如学校、公园、生态园区、城乡结合部采用植被浅沟、植被缓冲带代替雨水管渠，有利于削减径流污染负荷。2. 渗透式植草排水沟渗透式植草排水沟可以起到的渗滤雨水的作用，适合土壤渗透性较好且地下水位相对较低的地区选用。由于渗透式排水沟输送径流的能力受到土壤渗透力的影响，因此集水区面积不宜太大。渗透沟排水系统的优点是在排水的过程中，能明显减少雨水径流的排放量，提高对径流污染物的去除能力。该系统多设置于公共建筑场所及道路广场附近，通过雨水的分散控制来缓解城市排水管123、网的负担。此外，该措施还适合小规模就地处理，可在新建或改建住宅小区内的房屋、停车区、街道的层次上展开。对某城市地区来说，可采取诸如更换土壤或在土壤中加入改善渗透性的调节剂，同时底部填充透水性好的碎石或分选的建筑垃圾等措施来改善渗透沟土壤的性质，以提高渗透沟在某城市城区的适用性。3. 干式植草洼地入渗洼地入渗是利用天然或人工洼地蓄水入渗的排水方式，通常在地面入渗所需要的面积不足或土壤入渗性较小时采用洼地入渗措施，要求洼地渗水区的面积达到承接的不透水面积的5%-20%。干式植草洼地由上至下可分为两层，上层为种植草类植物的浅水洼，下层为砂砾层。通常，水洼层铺设种植土，深度不超过0.3m，通过土壤与植124、物的处理作用净化雨水，洼地的积水时间应尽可能短，以控制土壤表面的阻塞与淤积。大雨时最大的积水时间不超过24小时，一般最大积水深度不宜超过30cm，平时不积水。进水口采用宽断面的形式，进水方式为多点均匀分散进水。对于汇水距离较长及具有坡度的积水区应将地面做成波形，将积水区分割成多个独立的区域。洼地入渗系统一般用于渗透速率不小于510-6m/s的土壤，该技术可以在某城市城区的大型道路立交设施下、对景观质量要求不高的郊区公园中有限制地使用，使用场合的土壤需要适当改造，使之满足渗透速率的要求。4. 湿式植草洼地入渗 这是一种透水性差、较浅的植草洼地，洼地渗水区的面积应达到所服务的不透水面积的40%以上125、。洼地平时长时间处于积水状态，积水深度不能超过30cm。该措施的优点是自身有一定的调蓄容积，可起到调蓄洪峰和减少地表径流排放量的作用，建设、维护和管理成本也较低。在排水能力不足、排水受纳条件受限或生态环境敏感等情况下，该排水技术尤其重要，能有效缓解基础设施条件对城市建设发展的限制。由于对土壤入渗能力有要求，在径流污染负荷高的情况下，池水水质可能恶化影响景观。该技术不适于在人口密度高、污染负荷较大的某城市城区，只能适用于配置水景观的大型绿地及低密度住宅区。6.3 敞开式地面排水系统的设计和维护 设计总则植草洼地和植草排水沟一般适于在小面积的排水区域内控制雨水径流。设计具有下渗作用的敞开式雨水排水126、设施必须考虑当地土壤透水性能。设计所需的基本资料包括：（1）当地的降雨特征、集水区域径流系数、集水面积以及径流所带来的污染物质种类和数量。（2）设计径流存储体积、表层土壤结构、种类（特性）和下渗能力、地下土壤渗流能力、雨水径流中主要污染物和其沉降所需时间。（3）现场的地形坡度，及与市政排水设施或受纳水体的距离。 敞开式地面排水系统的设计敞开式地面排水系统的设计原则是在排除雨水的过程中，尽量增加雨水渗透并且达到最佳的污染削减效果。设计主要涉及水力计算和满足净化功能两部分内容。1）敞开式地面排水系统的布置要点（1）结合某城市市研究区域内自然地形条件进行平面和竖向规划，保证浅沟在重力流排水条件下的排127、放能力，并考虑受纳水体的高程控制。（2）植草排水沟不能有急转弯或者坡降陡急的地方。（3）划分汇水面积时，根据各汇水面的分布和性质，尽量使各浅沟收集的降雨径流量均匀分配。（4）合理进行竖向设计，并做相应的土方平衡计算，节省工程费用。（5）浅沟的布置与周围环境(建筑物、道路、景观等) 的协调，尽量做到自然美观，具有一定的景观效果。2）选址和基本的设计要求（1）由于植草沟的线性特征，它一般适用于城市公路和居住区道路的两侧、不透水地面的周边、大面积绿地内等，边坡比小于3。可以同雨水管网联合运行，在完成输送排放功能的同时满足雨水的渗透与净化处理的要求。（2）限制建在高侵蚀的土壤和有陡坡的地方。（3）除了128、无渗透植草排水沟几乎适用于所有的土壤外，其余具备雨水渗透功能的措施，都对土壤的渗透能力具有一定要求，渗透速率要求大于2.010-6m/s。（4）不宜和汇水区直接相连，中间应设置植草缓冲带，或者采用其他的最佳管理措施（BMP）以减少沉积物负荷。（5）适用于较小的排水区，单条植草沟最大汇水面积不应超过0.3ha。（6）为了防止污染地下水，沟底与地下水位的距离不得小于0.6m。（7）植草排水沟不适用于控制大的暴雨径流，一般按1年一遇的流量设计。在不产生土壤侵蚀的情况下，也可按较高重现期降雨来设计。（8）植草洼地的地形坡度应该相对平坦，沟的纵向坡度最大不超过4%，推荐采用1%2%。在服务区域面积大且地129、形平坦的地方，可能发生坡度不够，排水不畅问题。（9）沟断面形式可以采用三角形、梯形或抛物线形。三角形适用于低流速小流量的情况；断面为梯形的植草排水沟适用于大流量低流速的情况，抛物线形的植草排水沟增加了可利用的空间，适用于排放更大的流量。（10）径流设计流速不能对土壤产生侵蚀，径流流速一般不宜超过0.8m/s。（11）选择适合当地的草种。选取的植物应既能承受入口处相对高的流速的冲刷，又能适应干、湿交替的生境。（12）为了提高污染物的去除效果，可以在每条沟渠的上游始端应设置前池，尽可能减少排入下游植草排水沟中的沉积物的量。在植草沟的两侧，可以设置细砾层，利于沉淀和渗透。在地形坡度充分的场合，在浅沟130、中间设置堰可以减少径流流速，以提高停留时间和处理效率。3）断面形状及尺寸断面为梯形的植草排水沟适用于地面坡度小、低流速的场合，适用于具有年降雨量大且分布不均，土壤入渗性能较差的某城市地区。下面以梯形横断面（见图6-2）为例进行计算说明。图6-2中wt为断面上底（m）；wb为断面下底（m）；H为断面的高（m）；h为水深（m）；e 为断面斜边的水平长度（m）；i为纵向坡度；i0为断面边坡坡度。wth wbeH图6-2 梯形植草排水沟断面示意图4）水力计算植草排水沟的断面各尺寸是以设计降雨径流量Q为基础确定的：Q =q F 10-3 （6-1）式中：Q设计流量，m3 / s ；汇水面综合径流系数；q131、设计暴雨强度，L/ ( shm2 )，由当地暴雨强度公式计算得出；F汇水面积，hm2 。浅沟输送的雨水径流量可以用曼宁(Manning)公式表示： （6-2）式中：A 横断面面积，m2；R横断面的水力半径，m，R=A/P；P湿周；i浅沟的纵向坡度；n曼宁系数。按横断面为梯形考虑： （6-3） （6-4）浅沟的长度可下式计算：L = 60Qt/ A = 60 vt （6-5）式中L植被浅沟设计段的长度，m；v雨水径流在浅沟中的流速，v = Q/A ，m/s；t水力停留时间，min 。其中，一些设计参数由于有一定的相关性，需综合考虑、合理取值才能保证建成后有良好的运行效果。如横断面的面积A 及其水132、力半径R 均是横断面上各尺寸( h，e) 的函数，水力停留时间t 取决流速v 及植草沟长度L，而流速则是断面尺寸、坡度i 及植被摩擦阻力的函数等。5）逆推反算法根据国内外一些相关的研究结果及工程实例的设计参数，总结出各设计参数的取值或取值范围，然后反算出浅沟的横断面面积和水力半径，最后确定横断面的尺寸参数。各设计参数的确定：植被浅沟的主要设计参数有长度、断面尺寸、水力停留时间、曼宁系数等，具体取值见表6-1。 表6-1 植草洼地各设计参数取值设计参数取值（范围）设计参数取值（范围）沟长/（L/m）水力停留时间/t/min最大径流速度/m/s曼宁系数n断面底宽/m30（60最优）5100.80.133、 30.62.4草的高度h0/mm最大断面高度/h/m浅沟纵向坡度i浅沟断面坡度i0积水深/m501500.60.0050.0423 0.6（1）植被浅沟的长度L据统计，利用植被浅沟去除径流污染物，有80%的污染物是在6075 m 内去除的。为了保证对污染物的去除率，最短长度不宜小于30m，当小区径流水质较好，也可视具体情况减小。（2）水力停留时间t水力停留时间的取值范围为510 min。由于植被摩擦阻力等因素，实际水力停留时间可能大于理论计算值。t 值越大，浅沟对污染物的去除效果越好。（3）曼宁系数n、草的高度h0 、最大有效水深h及断面高度h由于这几个参数相关性较强，需综合分析，确定取值。134、当植被直立，径流水位低于草的高度时，n值随水面的升高变大，直到草被径流冲倒达到峰值；当草被冲倒后随着水面的继续上升，n值就会下降，流速加快，污染物的去除率也会相应降低，n 的取值范围为0.20.3。一旦径流水深超过最大有效水深h，曼宁系数 n也将发生变化，设计取值为 0.03。草被冲倒时的临界水深值即最大有效水深，当草过高时，在水流冲击下稳定性较差，所以草的高度可取50150 mm，最大有效水深约为草高度的一半。如果按照最大有效水深设计断面高度，浅沟对径流雨水污染物有很好的去除效果。为了同时兼顾浅沟的输水能力，保证暴雨时雨水能够顺利地用浅沟排出，浅沟的高度应大于最大有效水深，但最大值不宜大于0135、.6 m。由于某城市城区内人口稠密、低价昂贵，浅沟的宽度也受到限制，因此实际的服务面积和设计重现期取值均不宜大。（4）纵向坡度i 和断面边坡坡度i0雨水在浅沟中是靠重力流输送，所以浅沟的纵向坡度的确定也十分重要。如果i值偏小，径流流速低，浅沟对雨水中污染物的处理效果较好，径流的渗透削减效果也好，但会增加直槽沟的长度和占地面积；如果i值偏大，雨水的径流流速也就随之变大，对雨水的处理效果也相应下降，甚至会造成冲蚀，这两种情况都应当避免。设计浅沟i的取值范围通常为1%4%，一般最低不小于0.5%。在工程设计中，一般遇到的实际地形原始坡度不能和取值吻合，如果刻意追求某一取值，会增加土方工程量。在地形平136、坦的某城市市区，坡度的取值一般以能够顺畅排除设计重现期内的雨水径流为准，在地面坡度不够时，考虑适当增加断面尺寸。断面边坡坡度i0是控制横断面尺寸的参数，应视土质情况取值，通常 i0的取值范围是23，某城市地区土壤质地为粘性土壤，具有较好的防冲蚀能力，因此，边坡坡度i0可以取小值，当设计流速较大时，也可在沟地铺设少量砾石来减小冲蚀，并有一定的景观效果。6）设计计算步骤（1）根据研究对象的总平面图布置植草排水沟和划分各设计浅沟段的汇水面积。（2）根据设计暴雨强度 q、汇水面积 F 和汇水面综合径流系数，计算各段植草排水沟的设计流量Q。 （3）根据工程实际情况和表1的经验数据，选取上述各设计参数，包137、括 L 、t、n、h 、h、i、i0。（4）将确定的参数值代入式子中求出b、e。（5）用公式v =Q/A验算流速。当v0.8m/s，返回步骤（2），调整相关参数，重复步骤25，直到满足条件为止；当v0.8m/s时，满足流速临界条件，计算完毕。7）运行和维护（1）保持入流的均匀分散为了保证浅沟对雨水的处理效率和防止冲蚀，水流能否均匀分散地进入和通过浅沟非常关键。特别是在植被长成之前浅沟更易受到冲蚀，需要采取必要的临时性防护措施。在流量集中汇入浅沟容易造成冲蚀的地方，可用卵石等进行消能分流处理。（2）植被的养护植被覆盖得好可以提高浅沟对雨水的处理能力并保证良好的景观效果，但若植被过量生长，会使过水138、断面减小，可参考表6-2数据定期收割。如切割过量，会加大雨水径流流速 ，降低污染物去除率，还要避免收割时在浅沟中形成沟槽而产生集中流量。表6-2 草的收割要求 设计草高 /h0/cm 最大草高植/cm 切割后草高/h/cm 5 7.5 4 15 18 12（3）及时清除浅沟内的沉积物和杂物堆积大量的沉积物和杂物，势必会影响浅沟的正常运行，清除后要恢复原设计的坡度和高度，特别是沉积物清除后会扰乱植物原有的生长状态，严重时需要修补或局部补种的植被。（4）设置滤网及清理在浅沟的入湖口或其他储存设施入口，可以设置简易的滤网，拦截树叶、杂草等较大的垃圾，并及时清理滤网附近被拦截的杂物。6.4敞开式地面排139、水系统在某城市的应用分析敞开式地面排水系统在某城市城区的应用有两个不利条件，导致自然条件下不能大量削减径流量。（1）地势较为平坦，没有可供利用的自然坡度，城区河道水位较高，系统内的雨水不易排除，虽然某城市市区已形成东部大包围和西部小包围的防洪格局，但是平时并不成围，只有在暴雨或南门水位超过4.5m时，才会启用并降低圩内河道水位，而暴雨时的径流量超出了敞开式地面排水系统的下渗能力，往往会导致雨水漫溢。（2）地下水位总体偏高高，表层以下原状粘性土的渗透能力差，不利于系统内雨水的下渗。然而，作为平抑径流峰值和降低非点源污染负荷的措施还是有效的，尤其是小型的植草排水沟和干式植草洼地。在地下水位相对的较140、低的区域或季节，植草沟也能起到一定的削减径流量的作用。对于新建或改扩建项目，因增加了硬化面积而导致径流系数增大的场合，可以采取一些工程措施，以强化各类敞开式排水系统的渗滤能力，抑制径流系数，作为雨水管道系统的辅助措施，减小新建雨水管道规模和避免原有雨水管道因排水负荷增加而被迫改建。在某城市城区的实际应用中，应注意：（1）由于敞开式排水系统只适用于小流量的收集输送雨水，且占地面积较大，其设计比传统的雨水管道对地形和坡度的要求要高一些。在长时间运行之后易堆积大量的沉积物和杂物，造成沟渠积水，因此不适宜建在人口密度大、环境要求较高的某城市市已建成区内。（2）在某城市市的工业园区、新开发区、公园、文化141、休闲区、新建低密度居住小区等，可因地制宜利用植草排水沟、植草洼地将径流雨水收集至湖滨植物净化带或人工湿地进行处理，最后进入景观水体。从国外已建成的实际工程的运行情况看，植草排水沟、植草洼地不但能经济、合理地收集输送雨水，而且可以有效地减少雨水径流污染，同时作为景观水体的补充水源，尤其适用于城市园区的雨水利用和景观系统。（3）为了增加雨水入渗量，改善雨水水质，可考虑尽量减小径流流速。因此，建议植草排水沟的长度大于30m，实际工程中，特别是对已有工程进行改造时，当浅沟长度达不到要求时，可采用增加植被的厚度、减小浅沟的纵向坡度和调整浅沟弯曲度等措施，增加径流在浅沟内的水力停留时间，从而达到一定的污染142、物去除效果。（4）对于渗透性较差的植草排水沟，为了防止长时间的积水增加土壤表面的阻塞与淤积，缩短积水时间，可在沟或洼地下部设置排水管，在径流量超过渗透能力时，起到辅助排水的作用。积水区的进水尽量采用多点均匀分散进水，积水深度不宜超过0.3m。（5）为了提高雨水径流的入渗量，可采取一些土壤改良措施，诸如更换土壤或在土壤中加入其他物质，同时底部填充透水性好的碎石或分选的建筑废弃物等来改善渗透区土壤的性质；或者将植草排水沟建设成下设储水层的渗透式的促渗沟渠。第七章 透水性路面的应用7.1 透水性路面概述透水性铺装是对传统混凝土、沥青铺装材料以及路面预制件的改革，可以保证道路运营安全的前提下，使雨水进143、入路面结构，渗透到路基或土壤中，实现雨水贮蓄或回补地下水，达到削减径流总量、洪峰流量和污染负荷的效果，是一种有效的源头控制措施。主要适用于交通量小，低污染物、沉积物负荷的路面上，如小区、公园、庭院道、人行道、轻型车辆车行道、停车场、消防和紧急通道、临时停车场、堤岸护坡以及各种体育设施等地面铺装。由于其不占用额外的地表面积，在各类新建及改扩建项目中皆可以使用。因此，透水性铺装得到市政、园林、交通、水利、房地产等工程设计与建设部门的关注。但是透水性铺装容易被沉积物堵塞，需要周期性的清洁维护，且维护费用较高；强度较常规沥青、混凝土路面较小，容易损坏；此外，在设计安装时还应注意避开地下结构物、生活基础144、设施管线、地下水作为饮用水的地区及坡地陡区。对人行道、停车场之类的预制件铺装制品，国内还缺乏应用的经验。透水性铺装主要由面层、基层组成。1. 面层面层主要分为多孔沥青及多孔混凝土，块状或镂空预制件，卵石碎石或砂砾三类。多孔沥青和多孔混凝土没有使用传统铺装中的细颗粒集料，具有很高的渗透系数，而且整体性强，平整度高，但抗剪和抗变形能力不足，强度不高，只适用于轻型车辆通行路面或停车场。块状或镂空型铺装中最常见的是透水砖和孔型砖。透水砖可分为面层透水和缝隙透水；按照烧制工艺的不同，可分为烧结型和免烧型。烧结透水砖是以无机非金属材料为主要原料，成型后经高温烧制而成，它有大量的连通孔隙，具有透水、透气、抗145、磨、防滑性，强度很高；免烧透水砖即混凝土透水砖，按形状分为普通型混凝土透水砖和联锁型混凝土透水砖。孔型砖是带有各种形状孔隙的混凝土块，孔隙中可种植草类或填充卵石碎石、砂砾，由于其造价低、强度高，尤其适用于城区各类停车场，但是在大面积铺设时平整度较差， 特别在自行车道、园路及小区道路等轻量级道路上不具优势。卵石碎石/砂砾路面由大小较为均匀的卵石碎石或砂砾散落铺成，通透性强，不长杂草，适合于房舍周边、人行道边难以绿化的露土路面等。2、基层基层应为透水性良好的砂、级配砂砾、级配碎石、多孔隙水泥稳定碎石等，深度通常不超过200mm，国内铺设的透水路面为了保证其强度的要求，通常使用无砂混凝土作为基层。3146、其他结构层通常在面层和基层间设置找平层，一般为中粗砂；在基层与路基土壤之间铺设碎石过滤层，以提高基层的稳定性。基层四周最好铺设一层无纺土工布或其它新型过滤材料，以防面层沉积物和路基土壤小颗粒向基层渗透。7.2 透水路面设计要求1. 设计原则和规定透水路面的设计应根据不同的土壤条件和使用要求，选择适当的面层材料、透水性基层材料，以保证路面结构层具有足够的整体强度和透水性能。2. 面层要求1) 面层功能大多着重于摩擦性的考虑，即增加铺面与使用标的之间的摩擦力避免打滑，并提供使用者舒适平整表面及视觉上的美观；同时应具有适当的强度、坚固、耐磨，有较好的透水性、保水性和安全性。2) 透水性。当铺面的渗147、透系数小于下部级配料及土壤时，可确保该铺面的透水性要求。3) 保水性。铺面透水层的厚度与其孔隙于降雨时可吸收部分雨水，降低降雨径流体积并可延迟径流洪峰时间，因此透水铺面需具有一定的孔隙空间以达到保水效果。4) 吸水率。铺面材料的吸水率与材料本身的耐久性和保水性有相当的关系，一定的吸水率可确保铺面耐久使用。5) 安全性。透水性铺面之主要功能除透水外，另一重要功能即为提供人员各种活动使用，如人行步道、广场、车辆通行或停车，因此材料之抗压强度与抗弯强度相当重要，可确保其耐久性及安全性。6) 面层可使用透水性和非透水性制品，透水水泥混凝土、透水沥青混凝土等。当面层采用透水性路面砖时，透水砖的一般技术要148、求应符合建材行业标准透水砖（JC/T945-2005）。当采用非透水性路面砖面层时，路面砖一般技术要求应符合建材行业标准混凝土路面砖（JC/T446-2000）。必须确保孔型砖透水孔、路面砖间缝隙的透水面积以及透水能力。3. 基层要求具有适当的强度和较好的透水性。4. 铺装工艺对降雨径流的影响，从根本上说是对铺装层的渗透系数和铺装层蓄水量的影响。当铺装工艺能使从面层到路基土壤层的渗透系数和孔隙率依次增大时，透水地面消纳降雨的能力也增大，反之则减小。7.3 透水铺装的技术要点透水性铺装的设计和建造必须由专业人员来完成，若设计合理、建造方法得当，可获得与常规铺装相同的承载能力和寿命。 设计该系统的149、设计需要考虑很多因素，其中三个最主要的因素为设计降雨量、水文特性和路基土壤。1. 降雨量径流系数随着降雨重现期的增大、降雨历时的增加均呈增大趋势，当降雨量增大到基层孔隙完全被雨水所饱和时，面层的渗透能力迅速减小，此时整个铺装的透水能力完全取决于路基土壤。因此，铺设透水路面旨在应付一些强度小、重现期短的降雨，可用1年一遇降雨水平来衡量其效能。2. 水文特性铺装水文条件包括渗透性、蓄水能力及地表坡度，对其合理设计可避免由于渗透性小或蓄水能力不足导致的径流溢出。1）渗透性。为了避免表面积水，必须确保面层具有将设计标准之内降雨量完全渗透的能力，其最小渗透系数应至少为系统最大设计暴雨强度的两倍，若其为孔150、隙材料，最小渗透系数计算时必须再乘上系统表面积与孔隙面积的比值。目前国内生产的透水砖按照其行业标准的要求，透水系数达到1.0mm/s就可达到优等品的标准，例如朗合（广州）砖业有限公司研制的生态透水砖渗透系数为2.0mm/s。北京市雨洪试验场进行试验所用的透水砖，渗透系数在0.7892.14 mm/s，远大于北京100年一遇5min降雨的降雨强度0.085mm/s。对于基层来说，一般优良级配砾石的渗透系数约为0.1mm/s，对雨水入渗也很有利。某城市市1年一遇60min的降雨量约为33mm，按照国内目前生产水平，用新出厂的透水砖铺装的透水路面可以瞬间将这些雨水渗透下去。但在实际使用过程中，面层很151、容易被沉淀物堵塞，如果没有周期性的维护措施，面层将很快失去效用。在最近进行的上海市透水路面渗透性能的现场实测实验中，已使用多年与刚投入使用1年的缝隙透水型混凝土砖人行道的渗透能力相差不多，其主要原因就是这些路面要么位于交通主干道旁边，要么属于车辆周转率比较高的停车场，砖缝很快被沉积物填满，经车辆压实后透水能力大大降低；而自透水型的透水砖铺装的人行道经过2年的使用后，其路面实际透水性能和使用多年的混凝土透水砖路面相差无几，主要也是因为铺装地的车流量大，灰尘量多，而且本来设计为人行道的路面实际很大程度上是摩托车、助动车和自行车在使用，透水砖孔隙很快即被堵塞。因此，透水性铺面能否发挥渗透能力，很大程152、度上取决于其面层是否堵塞，也即从其投入使用开始能否得到有效的维护。2）蓄水能力。系统蓄水能力包括铺装表面的蓄水能力，基层的蓄水能力和可以渗透进入路基土壤的水量。设计蓄水能力是包括前两项的总和，例如100mm面层的有效孔隙率为15%，150mm基层的有效孔隙率为40%，则系统的蓄水能力为75mm（100mm15%+150mm40%=75mm）。这个计算是基于整个系统处于水平的条件下的，若面层有坡度，一旦渗透雨量超过了基层的渗透能力，则过量的雨水将会直接流向坡脚处，将影响了铺装的蓄水能力。设计蓄水能力指前两项的总和，若面层无坡度，则蓄水能力=面层厚度有效孔隙率+基层厚度有效孔隙率；若面层有坡度，则153、铺装的实际蓄水能力下降，且一旦渗透雨量超过了蓄水能力，雨水会直接流向并堆积在坡脚处。3）坡度。当透水地面的地表坡度较大而路基水平时，由于坡脚相对坡顶铺装层的蓄水空间较少，坡脚比坡顶易产生积水。当地表坡度较大，路基坡度与地表相同时，坡脚与坡顶铺装层的蓄水空间相同，但是由于铺装层内含水量较大时，雨水将沿着地基的坡度在铺装层内向下运动，从而易于在坡脚处涌出地面形成积水和径流。例如150mm厚的面层有1%的坡度，长30m，则坡顶与坡脚会出现300mm的标高差，一旦基层的渗透能力不能满足下渗需求，则蓄水能力大大减小，由此可看出坡度的影响是非常大的。为了让铺装系统发挥最佳的渗透效果，规定面层最大坡度不大于154、5%，而且面层底部必须尽可能水平以均匀地将径流渗透到路基土壤中去。3. 路基土壤路基土壤的透水性能直接影响整个透水铺装体系的最终透水效果。在其他条件相同的条件下，路基土壤的渗透系数越大，雨水穿过铺装层渗到地下越快，透水地面消纳的雨水量越多，产生的径流量越少。路基土壤的渗透性又与土壤类型和密实度有关，同一种土壤密实度越高渗透性越差。透水性能最好的路基土壤层是砾石夹砂层，最差的是粘土。对于路基土壤中粘土含量超过30%，渗透系数低于10-6m/s数量级的地区，不宜使用透水路面。渗透系数必须通过现场实验或实验室模拟来确定，某城市市表层杂填土成分较复杂，且目前没有专门的针对土壤渗透性的研究，根据上海的经155、验，大多数地方的表层杂填土渗透系数都在10-6m/s以上，可满足透水性路面铺设的要求。如果遇到粘土层时，局部少量小范围的可采用换土法解决；若下部粘土层范围很大，可通过加大上部基层厚度的方法来处理，但是这些无疑都会增加成本，在实际使用时仅作参考。4. 系统特性1）面层保水性。为保证面层的保水能力，多孔沥青、多孔混凝土面层孔隙率至少应为15%，孔型砖和透水砖至少应为40%。透水砖按照行业标准的要求，保水性不小于0.6g/cm2。2）铺面系统保水性。为确保铺面整体系统的保水性能，应严格按照各种铺面的铺设要求进行建造，并进行动态降雨仿真试验，以了解透水铺面系统整体的保水性。3）铺面安全性。应将抗压能力156、抗弯能力分级，按照不同的级别分别供重型车辆、中小型车辆、自行车及行人使用。5. 其他基本参数1）只适用于低交通量的区域。2）只处理100040000m2小流域范围的径流，可以基本消纳设计重现期内降雨径流量，对于1年一遇以上的降雨可有效削减洪峰流量。3）流域内土地应处于稳定化阶段，不能用于正在开发或即将开发的土地，否则会很快堵塞铺装表面。4）基层排水时间应为2448h，最长不超过72h，时间再长容易造成底部缺氧，使得可以降解径流中污染物的好氧微生物失去活性。基层必须在两场雨之间排干存储的雨水，防止其由于内部累积雨水导致的失稳以及底部缺氧情况的发生。上海市平均降雨间隔为71.36h，某城市的情况157、与此相仿。若路基土壤的渗透系数取最低为1.010-6m/s，则将1年一遇的降雨完全渗透所需的时间t=33mm/1.010-6m/s=33000s9h。渗透性能会随着使用时间的增加而降低，将此基层排水时间取以安全系数3时，排水时间为27h，可以符合设计的要求。5）铺装底部距离地下水季节最高水位或地下不透水岩层的高度应至少为0.6m。某城市市地下水位埋深一般在0.552.30m，基本可以满足要求。6）系统离饮水井或水源地至少30m，若位于建筑物的上坡，离地基至少30m，下坡的话至少3m。7）路边应避免使用路缘石或排水沟，可以考虑透水路面与低势绿地直接相连，这样超过铺装渗透能力的水可以流向绿地。6.158、 水质处理总的来说，透水铺装不是基于提高径流水质的目标而设计的，但是经过雨水的层层渗入过程中发生的吸收、过滤、微生物降解作用，确实取得了改善水质的效果，对于沉淀物、TSS、重金属、营养物质（氮磷）、有毒有机物质（PAHs等）等都表现出了较高的去除率。7. 溢流透水铺装系统应有效地将超过渗透能力的径流安全地、完全地传输到下游排水系统中去，因此，需设置溢流系统，将超出系统处理能力的雨水直接排出，如在略微超过面层标高的地方设置雨水入水口。下游排水系统也应有足够的空间容纳来自透水铺装的径流量。8. 其它透水性铺装的主要设计目标是渗透降落在其表面的雨量，偶尔处理来源于稳定区域的客地径流也是允许的，客地径159、流必须经由预处理，通常为一条植被过滤带。 施工1. 面层的铺设应于集水区表面所有的地方都已稳定后进行，所有的开挖工作所用的设备必须置放在铺装区域之外的地方；2. 铺装系统建设完成之前应在系统四周设置分流设施将原来属于该区域集水区的地表径流引入其它地方；3. 路基土壤开挖时应使用超大号轮胎的运土机，以防压实土壤；4. 若基层使用土工布包裹，则土工布的铺设应遵照生产标准，相邻的条带之间重叠至少0.4m，床层之外至少留有1.2m的安全长度，直至床层周围所有的裸土稳定并长有植被，这时可以拆除多余的部分；5. 所有的粒料应用起重机来铺设，然后用板带压土机压平，铺设期间避免沉降的发生；6. 铺设工作完成之160、后，应至少留有一、两天的时间保证材料进一步的硬化，其间禁止所有车辆、行人入内。 养护铺设透水性铺装首先需要考虑的问题就是其容易堵塞的特性，若其面层堵塞，就算基层做得再讲究，路基土壤的渗透性能再好，对其渗透能力的发挥也是无济于事。因此应经常对其进行养护，同时管理者应具有功能性管理的思想，发现问题及时解决，这样才能保证铺装正常功能的发挥并延长其使用寿命。建议当地相关政府与设施负责人签订养护协议，明确具体的责任和义务，并强制实施。1、 总则至少一年一次对铺装系统所有结构层进行检查，包括材料裂化，面层下陷，性能退化，侵蚀程度，以及能否在两场雨之间完全排干所储存的雨水，一旦发现问题应尽快解决。2、 铺装161、系统对系统最重要的维护就是防止其表面和基层孔隙被细小颗粒堵塞，所以应重点保护集水区域的地表覆盖物，减少沉积物进入铺装系统。在施工完成的最初几个月需经常检查，之后至少一年一次，检查应于雨量大于25mm的降雨发生之后的24h内进行，相关记录保存。每月检查一次面层是否被沉积物堵塞，若出现堵塞，需要采取恢复功能的维护方法，通常使用真空清扫机清理+高压水冲刷的方法对孔隙进行处理。即使没有堵塞也应至少一年四次对面层进行以上清理；溢流发生之后也应立即对其做如上处理，这样至少可将铺装的渗透系数恢复到溢流前水平的95%。禁止向铺装倾倒垃圾，对于维护时清理出的沉积物和其它废物等应遵循国家及地方管理部门的相关规定，162、在恰当的地点进行回收、处置或处理。若面层损坏面积不超过铺装表面积的10%，可用常规非透水性材料进行修补，若大于10%，则系统需要重新铺设，对邻近的预处理设施也是如此。3、 孔型砖植被植被覆盖区域应至少1年一次检查侵蚀状况，平时的日常养护包括浇水，清除杂草以及修剪草皮等，保证集水区和铺装表面没有修剪植物后的残留物。在植物生长季节，除草应至少1月一次，除草时应本着对铺装以及原有植被破坏最小的原则进行，不能采用拔的方式，以防损坏铺装下的填充介质，可适当喷洒除草剂。植被覆盖率应维持在85%，若损坏率超过了50%，该地区应按照最初的设计细则重新种草。无论何时，都应慎用植物肥料，杀虫剂，除草剂等化学物质。163、4、 费用在建造成本上，透水砖等砌块与传统铺装差不多，多孔沥青通常比常规沥青贵10%20%，多孔混凝土比透水沥青还要贵得多，在维修养护费用上，透水铺装普遍比常规铺装昂贵。但是从整体来看，透水性铺装的建设可以减少市政雨水管道和相关设施的投入，减少土地的占用，通常依地形而建从而减少了土方开挖的工作量，同时它还拥有巨大的生态效益，这一切使得透水铺装的综合效益高于常规铺装，对符合条件的区域应大力推荐使用。7.4 某城市透水性路面使用分析由于某城市的地下水埋深较浅，机动车道为了满足使用强度，在基层的铺设过程中应主要关注“避水性”，因此不管是建成区还是新建区，对于车流量较大的机动车主干道、二级道路都不建议164、采用透水性路面。对于广场、人行道、步行街、小区庭院路、自行车道等非机动车道采用透水性路面，目前在某城市市区已经推广，对于广场、人行道、步行街、小区庭院路、自行车道等非机动车道采用混凝土砖铺设的缝隙透水路面，目前在某城市市区已经推广，在以后新建区建设和建成区改建中可进一步推广实施，同时应积极研发自透水型透水砖铺装路面。对于车辆周转率低的停车场采用透水性铺面可在新建区建设和建成区改建中大力推广。对于新建区透水性路面的建设，可参照以下几点：1. 多孔沥青和多孔混凝土承载强度较低，仅仅适用于轻型车辆通行道路及车辆周转率低的停车场等；其施工所需人力众多，而目前国内具有专业基础的工程师和承包商相当少，经验165、和技术都跟不上。因此，除非各方面允许，不建议在一般的路面使用，仅考虑在一些新开发的低密度住宅区、度假村等交通和人流密度不大的少量区域使用。2. 透水路面砖适用于小区、人行道、轻型车辆车行道、非机动车道、广场、停车场、步行街、庭院路等场所。为充分发挥其效用，应满足以下条件：1) 路面应有一定的坡度，以防表面积水以及粘土粒级的颗粒物沉积，但坡度不大于2%；2) 集水区不大于20000m2且应完全稳定，通常集水区不透水面积与透水路面面积之比最大为3：1。为防止其堵塞，通常透水路面不宜接受来自其他不透水表面的径流某城市天力花园地下水埋深为2.302.70m，符合透水砖铺设要求，作为市民广场，为了方便通166、行和获得好的视觉效果，可铺设彩色透水面砖。各新建及改扩建小区，如顺驰地产有限公司理想城市、鸿运苑B区、春江花园三期及东风家园农民安置房等，地下水埋深分别为1.051.20m、1.502.10m、1.201.45m、0.851.20m，也都达到了透水铺装的地下水位要求，区内人行道和停车场皆可铺设普通型混凝土透水砖。市区商业中心如八佰伴改建项目等处两旁的人行道可以使用透水砖铺设，该地地下水位埋深为1.201.50m，满足铺设要求。3. 孔型植草砖孔内植被很容易被车辆轧坏，使用不多，主要是车辆周转率低的停车场等，不宜铺设于人行区域，所应满足的条件同上述透水路面砖。对于以上提到的各居住小区的停车场以及167、新建厂区如布勒机械制造有限公司新厂区，可参考使用。4. 透水联锁砖可以理解为透水路面砖和孔型砖的综合体，应满足两者的设计要求，其强度及承载能力较高，主要适用于人行道、自行车道、广场、停车场、庭院路等场所的路面铺砌，但是透水缝隙为使用轮椅的残疾人的通行造成不便，可考虑增设专用通道。市民广场以及小区内人行道和停车场、商业区人行道、步行街等可铺设透水缝隙较小的联锁砖。5.用粒径均匀的细碎石或细卵石等粒料铺筑的透水路面均适用于庭院路、园林路、消防通道、临时停车场、房舍周边、人行道边难以绿化的露土路面等车辆十分稀少的场所，因其不便于老年人或坐轮椅的残疾人通行，不建议将其使用于步行道。此外，该路面的清扫或168、洗涤非常困难，因此更易于被沉积物所堵塞，尤其是颗粒较小的沉积物经过一段时间会与铺装上层的粒径较大的碎石、砂砾成为一体，其使用寿命通常不如相同设置的其他类型的铺面。小区内庭院路、消防通道、房舍周边等场所也可以使用这种铺面材料。6. 对于区域地下水埋深非常浅的开发地块，如新乐苑、江南大学教师公寓、某城市白金檀宫渡假村等，不推荐使用透水铺装。在有足够的经济实力条件下可考虑采用一些改良措施，如在表层土壤中添加炉渣，并在地基上铺筑天然沙砾，这样可以改善基层的透水和含水性能，有利于雨水的下渗和净化，延长透水地表的使用年限。7. 自透水型路面砖在目前国内的生产条件下，其出厂时的透水系数足以满足行业标准的要求169、，依靠缝隙透水的路面最初铺设时，其面层也有着良好的透水效果。但是路面的透水实用功能及作用不仅仅取决于面层的透水速度和透水率，还取决于整个系统的设计、构造以及每层材料的性能。而且面层很容易被沉淀物堵塞，如果没有周期性的维护措施，面层将很快失去效用。因此透水路面的进一步发展，应注重从以下三点入手：1）从各结构层尤其是垫层的设计与施工角度, 规范透水性路面的铺设工艺；2）加快研发强度和透水系数都能达到一定要求的无砂混凝土垫层材料；3）注意对路面的维护保养。7.5 效果评价1. 径流量对于面积4000m2的停车场，起初设计使用不透水沥青路面，其不透水率为100%。利用Schueler的简单估算法，径流170、系数Rv=0.05+0.009（I），其中Rv为径流系数，I为不透水率（%），则不透水沥青路面的Rv=0.95。产生的径流量V=（设计降雨强度）（Rv）（铺面面积），对于某城市1年一遇的降雨水平（33mm/h），则此径流量V=0.0330.954000=125.4m3/h。而对停车场使用孔隙率为40%的植草孔型砖来铺设（6cm孔型砖+2cm中砂+10cm天然级配砂砾料），则利用同样的方法可算出其Rv=0.05+0.00960=0.59，V=0.0330.594000 =77.88m3/h。两者相比可看出，使用透水铺面后，每小时可削减47.52m3的径流量，削减率为38%。2. 渗透时间假设用上171、述的透水铺装处理降雨前期25mm的雨量，则设计径流量V=0.0250.594000=59m3。假设60mm面层自然风干剩余含水率为20%，则其有效孔隙率为20%（40%-20%=20%），2cm中砂的有效孔隙率为10%，10cm砂砾料垫层的有效孔隙率为20%，则系统的蓄水能力为34mm雨量（60mm20%+20mm10%+10020%=34mm），可用存储容积V=0.0344000 =136m3。可见VV，满足设计的要求。根据上海实测孔型砖的渗透系数为0.01mm/s，则其单位时间可透除的雨水量Q=0.000014000=0.04m3。系统将25mm雨量完全渗透所需的时间T=59/0.04/6172、0=25min。若用上述的透水铺装处理1年一遇60min降雨，则径流量V=125.4m3，完全渗透所需的时间T=125.4/0.04=52min，基本上降雨结束时径流也已经完全消纳。以上估算基于砖孔内种草的孔型砖，至少可以保证一定的孔隙连通率；若对于面层堵塞的透水砖的情形，则效果会差得多，这时基础层的渗透性基本不起限制作用，甚至对于1年一遇降雨水平内的径流也难于消纳。第八章 某城市城区雨水径流综合控制体系8.1城区地表径流污染控制城市地表径流污染是典型的非点源污染，具有地域范围广、随机性强、成因复杂等特点，有效控制难度较大，需要采取全方位的综合措施才能达到控制目标。国外一些国家建立的代表性的系173、统化控制策略主要有:美国的“最佳管理措施”(BMPs)，德国的“集中和分散式”(central/decentral)控制措施等。目前国外最常使用的综合管理体系是美国的BMPs，它分为非工程性措施(nonstructural management practices)和工程性措施(structural management practices)两类。相关的理论与做法，对构建某城市市径流的源头控制体系具有借鉴意义。非工程性措施是通过加强管理来达到控制污染的目的，强调源头控制、自然与生态相结合以及非工程性的方法，通过控制污染物的产生以及减少雨水径流和污染物接触的机会来削减污染负荷，主要包括制度、教育174、和污染预防措施等。恰当地使用非工程性措施可以有效地控制污染，减少工程性措施使用的必要。一些典型的措施如下：控制大气污染，减少露天垃圾堆放，控制水土流失，清扫街道，增大城市绿化面积，管理土地使用，制定法律法规，公众教育等等，其中非常重要的一点是制定污染防治规划。工程性措施是依赖于工程设施或手段来控制和减少暴雨径流的排放量、污染物在径流中的浓度和总量。从污染产生与输送的过程上看，可分为源头控制、扩散全程控制以及终端控制三个阶段，其中源头控制作为最有效、最经济的核心控制措施，正受到越来越多的关注。从功能上看，可分为渗透系统、滞留/存储系统、过滤系统、收集回用系统等，每个系统皆包含若干具体技术措施。根175、据当地自然特性，选择恰当措施进行组合，形成综合管理方案，可以强化径流污染的源头治理。不同的城市或区域具有不同的径流水质特征和污染治理目标，所以应首先对区域进行总体的评估，依照当地的具体条件，如地形、土壤、排水方式、天然植被等，同时结合当地的地理、气候等情况，尽量选择与景观生态条件、土地利用状况相适应的治理设施，使之成为景观环境的组成部分是最理想的情况，在居住区、办公区与文化休闲区，这是可能实现的目标。 源头控制已成为现代雨水管理的趋势，是预防和控制潜在污染、洪涝灾害以及沉淀/侵蚀问题的最有效的办法。某城市市进行雨水源头滞留利用，与国外先进雨水管理理论是一致的。针对某城市市的具体情况，就某城市市176、径流源头管理体系的构建进行简单讨论。8.2 城区径流源头控制的规划管理传统雨水规划中，径流通过人工管道系统进行收集，然后自流或经提升排入受纳水体，通常不将其作为场地规划的一部分。而源头控制的理念要求，在区域开发前的场地规划中就进行详尽的雨水径流控制规划，在径流产生源头利用自然的或修建近自然的系统对其进行收集、输送和处理，相关的设施有植草洼地，植草缓冲带，人工湿地，生物滞留池等等。某城市城区实现径流的滞留利用，需要从雨水规划与建设场地规划层面，开展控制与引导。径流源头控制尽可能在各种尺度的范围上展开。在新建区域的土地开发方面，径流源头控制要求项目开发者依照以下的顺序进行规划：首先，进行全面的场地177、规划以减少可能的径流产生源；其次，利用非工程性措施从管理层面预防和控制污染；最后，建造工程性措施从技术层面削减径流量和污染负荷。为此，政府管理部门应逐步明确责任，鼓励与支持各个行为主体采取以下相关步骤与措施：1. 实行科学的建设用地规划场地规划首先应调查当地的环境和水文条件以及重要的自然保护区域，目的有二：一是明确当地不适合开发建造的敏感区域，对之重点加以保护；二是明确可以用来构建工程性雨水处理系统的自然地物，如洼地与沟渠。其次，由开发区相关专业人员与开发商制定可能的场地开发方案。将新开发地域范围划分为若干“小流域”，建造小型、分散的工程性措施来处理“小流域”内的径流是规划的重要内容。全面的场178、地规划可以取得以下成果：（1）最有效地减少雨水径流；（2）将建设开发与自然环境相结合，注重景观效果，使得开发后的土地成为功能完善，风景优美的宜人之地；（3）容易为公众接受，减小开发商可能遇到的阻力。2. 径流控制的工程性与非工程性措施要求在土地开发与再开发之初，提出具体的控制措施有助于通过加强管理达到预防和控制径流污染的目的。对于某城市城区径流的滞留与利用，政府管理部门需要提出原则与要求。具体的建议如下。（1） 尽量减少不透水表面，提倡使用渗透性铺装；（2） 分割不透水表面，在条件允许情况下减少道路路缘石和排水管道的建设，将道路雨水径流引入透水区域，或者引入绿地直接向土壤渗透。对某城市市城区，179、比较可行的方案是利用道路蓝线中的绿地面积，消纳道路径流。 （3） 尽量延长雨水径流的流动时间；（4） 提倡雨水以自然方式就地下渗，保护和利用自然排水系统，使用天然排水沟渠，洼地等存储条件；（5） 对较为清洁的屋面径流，在条件合适的情况下优先选择收集利用；（6） 设置下凹式绿地与植草缓冲带，削减径流水量及其污染负荷。提出建设用地规划要求和径流控制的具体要求与措施，有可能实现将开发后的径流污染控制在开发前的水平，有些预防性措施可以去除径流中的大部分污染物，因而可以减少甚至免除末端处理措施的需要，从而大大降低成本。源头控制工程性措施宜注重在不同尺度的范围内展开，分布于新开发区域内需要的位置，而且尽可180、能接近污染物产生的源头。这样可以最大量地去除污染物，而且易于建造、维护方便、不至于突然失效，即使失效，也可以将其对周围区域及整个区域的影响降到最低。8.3 某城市城区径流污染源头控制系统对于源头控制中最为重要的场地规划，相关管理部门要给予足够的重视，强制新开发区域和土地再利用项目，遵守雨水源头控制的相关规定，并对其规划的结果进行监督。对于涉及管理、制度、教育方面的非工程性措施，将逐步制订细则，包括土地使用的管理、路面垃圾的清除、固体废物的收集，雨水口的维护，管道连接的管理，公众教育等等。 在具体操作层面上，工程性措施怎样选择以形成符合某城市特点的源头控制技术体系，应结合某城市的实际情况进行研究181、。某城市地下水埋深浅，土壤渗透性较差，因此，源头控制的工程性措施重要一环是滞留技术，暴雨期间暂时把雨水滞留起来，错开径流洪峰，待洪峰过后，再把雨水排入管道。低势绿地，渗透性铺装、屋面雨水收集存储、贮留滞留空地、敞开式地面排水系统等也是适合某城市雨水管理的源头控制措施。不同类型的污染物源头控制措施相互交叉，只有通过各方面的有机结合，形成综合治理系统，才容易取得预期效果。城市地表径流一般分为街道径流、屋面径流和小区(居住区、厂区等)路面径流。街道径流中悬浮污染物较多，碳氢化合物、SS、COD、TN、TP浓度较高，其中碳氢化合物含量与街道的交通量和交通工具排放的尾气有直接关系；屋面径流溶解污染物较多182、，部分金属屋面径流的Pb、Zn等重金属元素浓度较高；小区路面径流中SS、COD浓度较街道径流低，由于小区内停车场的存在使得径流中碳氢化合物浓度也比较高。地表径流污染控制应针对开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、绿地、广场等不同下垫面所产生的降雨径流， 采取相应的措施， 或收集利用，或渗入地下，最后达到降低区域径流系数、削减洪峰流量、充分利用雨水资源、提高环境自净能力、改善生态环境质量的目的。对不同污染特征的径流，建议采取以下管理措施。1）屋面径流：将部分屋面汇集的雨水径流通过绿地或人工滤层净化后渗透地下，或收集后存储利用，既可涵养地下水，又截流处理了部分雨水，减轻了雨洪负荷和雨水径流对受纳水体的183、污染，是一种有效的雨水利用方案。屋面沉积的污染物由于降雨的冲刷进入径流，使得初期雨水的污染负荷较大，因此要进行清浊分流，通常将初期2mm降雨形成的屋面径流分离出来，排入市政污水管道，以便简化对回用雨水的处理。推广绿色屋面技术，可以有效削减径流量和污染负荷、减轻城市热岛效应、改善建筑保温和美化城市环境，也可作为雨水集蓄利用和渗透的预处理措施，既可用于平屋顶，也可用于坡屋顶。国内北京已采用的“高花坛+低绿地+浅沟渗渠渗透”利用系统得到广泛的好评，即屋面雨水先流经高位花坛进行渗透净化，而后与道路雨水一起通过低势绿地，流入渗透浅沟；雨量较大时，雨水沿着浅沟进入渗渠继续下渗；超过渗透能力的雨水再排入集水184、坑塘或人工湖。屋顶材料中，需要考虑植物和上层土壤的选择，选种植物应根据某城市气候，筛选本地生的耐早植物，还要定期灌溉；上层土壤应选择孔隙率高，密度小，耐冲刷，可供植物生长的洁净天然或人工材料。新建建筑屋面鼓励使用绿色屋面系统，与收集利用屋面径流，具有等同意义。2）路面径流。路面径流，尤其是有机动车通行的路面径流，污染负荷较大，应考虑通过以下措施降低其污染程度，减轻对受纳水体的影响。（1）绿地滞蓄雨水道路绿地是城市道路中仅有的未硬化地面，宜考虑充分利用以蓄渗雨水。传统的城市竖向布置方式使得绿地高出路面，这降低了绿地的渗水效果，同时可能增加了绿地灌溉水量。某城市市地下水埋深一般为1.01.5m，土185、壤渗透系数基本上可以达到10-6m/s，有可能将绿化带做成低于路面，在下凹深度得当时，可以不影响景观质量与绿地管理，存储渗漏雨水。（2）铺设生态型透水路面在停车场、人行道、步行街等低荷载道路铺设生态型透水地面，可以有效地削减径流总量和洪峰流量，减少暴雨时产生的洪涝灾害，增加雨水下渗量。而且，经透水地面保存下来的雨水蒸发到空气中，可以增加城市的湿度和舒适感，减少夏季城市的燥热，维持正常的生态平衡。（3） 道路径流污染拦截从控制径流污染负荷目标出发，应考虑城区街道雨水口均设置截污挂篮与落底，以有效拦截、沉淀路面径流中的污染物。制定管理规则并保障维护经费，保证对挂篮与落底的经常清理。路面清扫。对大气186、降尘严重、交通繁忙的路段，加强路面清扫，可减少随降雨进入地表径流中的污染物量。而且，道路清扫对减少排水系统污染负荷有着直接的作用，尤其是对于分流制系统。另外，对于草皮/植被的养护，要求适当处置修剪后的树叶、碎草之类的杂物；对于宠物粪便的管理应制定具体的规定；商业区停车场、加油站之类高泄漏风险的场所应对原料进行恰当的储存和处置；在清扫分流制系统区域的车道和人行走道时应避免街道冲洗，宜采用湿真空抽吸等方式。3）大面积开发区开发商在进行开发区规划、建设或改造时，需将雨水径流滞留利用作为重要内容考虑。在大面积建筑开发区如商业广场、机场、展厅等建设中，应结合开发区水资源实际，因地制宜，将雨水利用作为提升187、开发区品味的组成部分。尽量使径流排放量与开发之前保持不变。对实施雨水利用的项目，应给予表彰鼓励。其次，大面积商业开发区具有相当规模的屋面面积，屋面雨水的收集、处理和利用是雨水直接利用的重点。为此，可采用如下方案：对建造绿色屋面的物业所有者进行奖励，对达到标准的绿色屋面，其面积可以计入开发地块的绿地总面积，参加相关考核；对于展厅、公共场所等人员流动频繁的地方，雨水利用可先考虑构造水景观，屋面清洁雨水优先用于补充景观水体；对没有设置景观水体的大型建筑，考虑设置地下调蓄池存储利用。通过政策调控，鼓励开发商建造符合当地情况、可实施性好的雨水利用设施，以利用社会力量加快雨水利用的步伐。某城市市人口密度较188、高、土地紧缺、地面污染负荷大，应尝试在新开发区域的商业区和交通密集区建设地下就地存储池（OSD）截流初期雨水，待雨停之后送往污水厂，以此削减洪峰流量和面源污染负荷。OSD应充分利用城市公共场所的地下空间，以提高土地利用效率。4） 小区一些发达国家已发展出成熟的生态小区雨水综合利用系统，它是利用生态学、工程学、经济学原理，通过人工净化和自然净化的结合，进行雨水集蓄利用、渗透与园艺水景观等相结合的综合性设计，从而实现建筑、园林、景观和水系的协调统一，以及经济效益、社会效益和环境效益的统一。从区域尺度上讲，生态小区雨水利用是增加雨水就地资源化，减少雨水异地资源化的过程。在某城市新建低密度居住区、文化189、休闲区等环境条件较好的新开发区域，应考虑采用包括屋面雨水利用、绿地蓄渗、渗透性铺面、建设绿色屋面等小区雨水综合利用系统。 各种径流源头控制工程性措施具有各自的优缺点，使用时应根据适用条件与场合进行选择，尽量采用组合方式取长补短，以此形成适合于当地情况的技术措施控制体系。此外，应注重对相关工程性控制设施的日常维护，以期获得较好的应用效果，较低的使用成本。这需要在相关设施建成的同时，制定出具体的维护日程计划。某城市市可采用的雨水径流源头控制措施的特点及可能的应用场合，总结如表8-1。主要措施占地面积清洁维护要求需考虑的问题失败可能性土壤渗透性地下水位影响费用污染负荷削减洪峰削减能力水量削减能力适用190、条件屋面雨水收集利用小低初期雨水弃流及出路低无关低较高中等高高单体屋面面积在3000m2以上的新建及改扩建项目，需配套屋面雨水利用设施。若项目内部或周边有景观水池，应优先利用景观水池作为屋面雨水的储存设施，以地下调蓄池调蓄为辅。就地滞留池小周期性沉积物清理的维护分散低无关低较高高低低餐饮密集区、大型菜场、人流密集商业区、垃圾中转站等重污染区、污染负荷较高的堆场，用于存储初期雨水以削减污染负荷，并削减径流水量，待降雨结束送往污水处理厂处理。下凹式绿地中周期性地下水位低重要重要低中高高新建低密度住宅区、公共绿地、道路景观绿地、工业园区，下凹深度不宜大，应考虑土壤改良。改扩建项目内绿地根据经济可行性191、考虑改造。地下水埋深小于1m的区域慎用。敞开式地面排水系统大高土壤侵蚀、积水中重要中低中中中绿地面积比例高的场所径流控制的辅助措施，如进入景观水池径流的预处理，公路径流的污染削减。需注意维护管理，防止积水及垃圾堆积。透水性铺面小高堵塞高中低中高高高污染负荷不高的广场、人行道、步行街、小区庭院路、自行车道等，强制实施铺筑透水砖铺面，车辆周转率低的停车场可考虑铺筑透水联锁砖。表8-1 某城市市区径流源头控制措施特性评价第九章 某城市城区雨水径流综合管理策略城区雨水的滞留、渗透与利用，国外已有成熟的经验，国内也有应用案例。但是由于某城市的自然条件与国内外雨水利用水平先进的地区有很大不同，因此，直接移192、植国外的经验是不适当的。对于某城市来说，雨水的滞留和利用具有重要意义，也存在实际困难。主要困难包括：降雨年内分布不均匀，人口密度较高、土地紧缺，地下水埋深浅、土壤渗透性较差。因此某城市城区不应过分追求雨水对于地下水源补充的补充作用，直接利用的主要途径应是对屋面雨水的收集利用，地面径流不在利用范围内；除屋面雨水利用减少了径流量外，绿地渗透、渗透式植草排水沟或洼地、渗透性路面等渗透技术和就地滞留池措施主要是着眼于雨水的滞留削峰、降低径流系数和减少非点源污染负荷，最终出路仍以排放为主。为了保障某城市市的雨水滞留与利用工作能够有效实施，必须学习先进国家与地区的经验，形成适合某城市情况的管理策略。9.1193、 国内外雨水径流管理策略发达国家较早就开始意识到雨水管理的重要性，很多国家经过多年的实践，已经形成了较为完善的管理体系，详见下表。表9-1 部分雨水管理先进国家的管理策略管理体系德国美国日本法律手段联邦水法、建设法规和地方法规以法律条文或法规形式要求水的可持续利用，联邦水法是建设法规和各州法规的基础联邦水污染控制法、水质法案、清洁水法和雨水利用条例等联邦与各州法律法规保障雨水的调蓄及利用建设省推行雨水贮留渗透计划，成立“雨水贮留渗透技术协会”技术手段颁布雨水利用设施标准，对雨水水质进行分类，通过径流收集、传输与贮存、过滤与处理等技术措施，实施雨水的利用实施城市雨水资源管理和雨水径流污染控制最佳194、管理方案，强调非工程的生态技术的开发和应用以多功能调蓄设施为特色经济手段制定雨水排放费征收标准，对实施雨水利用业主免收雨水排放费联邦和州政府使用总税收、发行债券、补贴、贷款等方式，鼓励雨水利用实施雨水利用补助金制度管理手段水务局统一管理与水有关的全部事项，包括雨水、地表水、地下水、供水和污水处理等各个环节以提高天然入渗能力为宗旨，城市雨水资源管理和雨水径流污染控制体现BMP特色多功能调蓄设施的发展，经历了准备、发展和推广三个时期国内在雨水管理方面起步不久，基本尚未形成体系，目前已经开始从制定标准着手逐步完善，如2006年建设部颁布了全国性标准建筑与小区雨水利用工程技术规范（GB50400-20195、06），上海市颁布了上海市居住小区雨水利用工程实施导则；部分城市如北京已经颁布了北京市水资源管理条例(1991)和关于加强建设工程用地内雨水资源利用的暂行规定(2003)等雨水利用的相关法规。9.2 某城市市雨水径流综合管理策略1. 雨水利用与径流污染控制纳入城市整体规划应加强宣传、提高认识、转变观念，重视雨水的资源价值，以及城区面源污染的控制。将城区雨水利用、面源污染控制与城市建设、水资源优化配置，生态建设统筹考虑，把集水、蓄水、处理、利用、初期雨水污染控制等纳入城市建设规划之中，促进生态城市的建设与可持续发展。2. 尽快制定完善地方性雨水管理政策法规在缺乏全国性雨水管理法律法规的情况下，某196、城市市亟需制定地方性的政策法规明确雨水管理的主体、责任、目标和雨水滞蓄、储存、处理、收集利用等相关技术要求，这是促进雨水管理有序推进、保障雨水资源合理利用的基础。随着雨水管理工作的逐步发展，新的问题会不断出现，政策法规体系需要逐步完善。参照雨水管理法律法规较为完善国家的经验，可从如下几方面着手建立雨水综合管理的法律法规:引入“义务节水、可持续利用雨水资源、就地滞洪蓄水减少雨水排放量”等雨水利用的先进理念，突出雨水的资源性和污染控制要求，树立“节约资源、科学使用资源、循环利用资源”的科学发展观念。雨洪利用要以“开发建设项目建成后径流系数增加尽可能少，减轻城市排水和河道行洪压力；增加可用水资源，以197、缓解水资源供需矛盾；实现资源与环境相协调，并持续发展”为目标。3. 明确职能管理部门城市雨水资源属于水资源的开发与管理范畴，涉及到气象、地质、水利、城市建设等问题，具体实施时需与城市规划、市政管理、建筑设计、环境等许多部门进行合作，只有各部门协调合作，合理规划，强化管理，城市雨水才可能得到科学有效的管理。可责成水务部门作为雨水管理的责任单位，负责相关政策、规划和技术标准的制定以及行业管理，具体项目的管理则可以市场化模式运作，接受社会监督。4. 制定城市雨水管理利用技术规范与标准我国城市雨水管理技术总体比较落后，缺乏技术规范与标准，某城市市应该在实践基础上总结经验，逐步予以标准化，规范新建城区、198、居民小区内雨水利用和纳雨滞洪设施等工程措施的技术要求，不断提高技术管理水平。相关规范的制定工作涉及到城市雨水资源的科学管理、雨水径流的污染控制、屋面雨水的直接收集利用及生态环境建设等方面，是一项涉及面很广的系统工程。5. 建立雨水排放管理制度改变雨水无污染的传统观念，逐步建立包括雨水管理方案设计、申报、验收、监测与评价、雨水排放权转让等内容的雨水排放管理制度，控制非点源污染。雨水排放管理制度涉及到法律法规、技术与经济等多个层面，应采取循序渐进方式推进。政府应重点在法律法规完善、技术研究与示范、监督管理等方面发挥作用。6. 扶持雨水管理利用技术开发应以推行雨水排放管理制度为重点，逐步推广应用符合199、某城市实际的最佳管理措施（BMPs），工程性BMPs应以标准研究为重点，例如设计暴雨标准、水质水量标准、不同功能区污染物总量标准、景观标准和维护标准等，提出不同集水区、地形地貌、社区、规划等条件下选择与设计BMPs应遵循的原则。选择适当区域作为BMPs研究与推广应用的示范项目，对其进行监测、评价与经济分析。在深入研究的基础上，编制实用雨水管理措施应用技术手册，为实际应用提供技术支持。在加快雨洪利用技术开发与应用时可以新开发城区为突破口，利用新开发区便于采用新技术的特点，优先推广雨洪利用技术与面源污染的源头控制技术。科技管理部门应提供必要的研究经费，组织对雨水综合管理与利用技术的研究，以保证该领200、域的理论和技术具有超前性和连续性，鼓励研究部门与企业从事雨洪利用技术开发研究，建立雨洪利用相关产业。7. 重视非工程性措施的使用与点源污染不同，面源污染治理更多地依赖民众的直接参与，要特别重视法规、政策、管理和教育等非工程性措施的建设，重视工程措施与非工程措施的协调与互补。据澳大利亚、新西兰和美国的雨水管理部门所作的一项调查显示，非工程性措施正越来越多的被重视和使用，近来美国各州制定的雨水管理手册、规程、指南中，都渐渐地把非工程性措施即源头控制最佳管理措施作为专门的章节重点阐述，而工程性管理措施只是作为末端处理放在整个“雨水处理链”的最后环节。非工程性雨水管理方法的实施需要全社会积极参与，政府201、应起到宣传、引导作用，取得社会的共识。相关社团、学校和社区应当组织广大科技人员、群众和青少年积极参与进来，加强雨水资源管理利用知识的普及推广工作，鼓励他们进行监督、启发他们创造更多简单易行的方法和思路，结合实际深入广泛地开展好雨水利用工作。对于非工程性最佳管理方法的研究，应重点关注有关的管理制度与政策，例如针对不同污染源的管理制度，对传统方式方法的改进制度，减少污染源的税收调控政策，对土地开发、使用和管理者应用BMPs的经济补贴和鼓励政策，推广应用新技术新设备的优惠政策等。8. 建立经济杠杆调控制度雨水利用不仅具有生态效益和社会效益，还有可观的直接和间接经济效益。对雨水利用要运用经济杠杆的手段202、给予经济政策的倾斜，可尝试从以下几方面进行:设立专项基金，对雨水利用项目从资金、设备、技术方面给予支持和补助。给予雨水利用项目政策支持。雨水利用项目减少了降雨径流量，减轻了市政排水管网的负担，减少了政府对大型污水处理厂、收集污水管线和扩建排洪设施的资金投入，因而节省巨额市政投资。因此，雨水利用项目可享受环保、税务等相关优惠政策。对从事雨水利用设备制造和技术开发的企业、公司、科研院所，可从税收、项目资助等方面进行扶持，以促进雨水利用技术向实用阶段转化。未来雨水资源利用的市场前景广阔，能形成新的经济增长点，由此可适当减免雨水利用项目的税费，鼓励民间资本进入雨水综合利用产业。9.3 建议1、利用现有的降雨记录资料，尽快完成对某城市市降雨特性参数的统计研究，以利后续实际应用中雨水存蓄池体积的计算；3. 尽快开展对某城市市不同典型区域雨水汇流介质水质的调查研究，该项工作需要多年的持续积累，有必要尽快着手进行；4. 尽快开展对某城市市不同典型区域表土层土质、厚度和渗透能力的调查研究；5. 在大规模推广雨水综合管理技术前，可以先在太湖周边或新开发城区开展雨水滞留与屋面雨水利用的示范工程建设，摸索经验，制定适合某城市情况的技术规范。逐步建立完善以管理法规与技术指南为基础的某城市市的雨水综合管理体系。