雨水利用強(qiáng)度類指標(biāo)反映雨水利用的程度，其中年雨水排放率指該地區(qū)進(jìn)行雨水利用改造后排入市政管網(wǎng)的雨水量占全年總降雨量的比例，零排放降雨量和零排放重現(xiàn)期指可被規(guī)劃區(qū)滯留的降雨量和該降雨量對(duì)應(yīng)的重現(xiàn)期。經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)反映雨水利用設(shè)施的建設(shè)及管理成本，資源環(huán)境類指標(biāo)反映雨水資源化程度及環(huán)境污染的控制情況。根據(jù)規(guī)劃區(qū)的實(shí)際情況制定各類指標(biāo)的限制值，可控制和指導(dǎo)土地開發(fā)利用過(guò)程中雨水設(shè)施用地的預(yù)留和建設(shè)，指標(biāo)體系也可用來(lái)預(yù)測(cè)及驗(yàn)證規(guī)劃方案實(shí)施后的實(shí)際效果。本文構(gòu)建的指標(biāo)體系主要為本規(guī)劃效益評(píng)價(jià)服務(wù)，期望后續(xù)繼續(xù)完善雨水利用指標(biāo)體系，為雨水利用相關(guān)管理控制措施及法規(guī)的制定提供幫助。

2.4技術(shù)體系

構(gòu)建“生態(tài)海綿”地區(qū)的技術(shù)體系由雨水凈化系統(tǒng)、雨水滲透系統(tǒng)和雨水蓄集利用系統(tǒng)組成。規(guī)劃方案以綠地改造利用技術(shù)為核心技術(shù)，聯(lián)合其他以綠地為主要空間的雨水綜合利用技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雨水的生態(tài)海綿吸收滲透方式。

屋頂:以屋頂綠化和屋頂花園改造為主，綜合徑流系數(shù)設(shè)計(jì)為0.2。廣場(chǎng)道路:采取透水鋪裝改造。綠地:地塊內(nèi)綠地主要以低勢(shì)綠地、雨水花園等生物滯留系統(tǒng)為主，并結(jié)合滲透溝和植物溝渠滲透系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)以細(xì)粉砂的滲透系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)(取1×10－5m/s)，蓄水深100～200mm;公共綠地以生態(tài)濕地、景觀池等雨水集中利用設(shè)施改造為主，并配套相應(yīng)蓄水池，蓄水深200～500mm;道路綠化帶采取綠色街道的改造建設(shè)，蓄水深200mm。后續(xù)詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)算，都將按照相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算分析。

3方案設(shè)計(jì)計(jì)算

　　3.1綜合方案(圖2)

研究針對(duì)規(guī)劃區(qū)的地質(zhì)、環(huán)境、水文和氣象等條件進(jìn)行分析，論證了雨水利用的可行性，確定雨水利用的主要途徑為下滲補(bǔ)充地下水，部分補(bǔ)充景觀水系。

宏觀上，將整個(gè)規(guī)劃區(qū)按照現(xiàn)有水域和綠地分布分為南北兩區(qū)，不同匯水面雨水經(jīng)初期截污措施后優(yōu)先下滲補(bǔ)充地下水源，多余雨水以重力流方式匯集至南北兩區(qū)的水系中。其中北區(qū)以現(xiàn)有晾水池為調(diào)蓄池接納未滲透的雨水，南區(qū)以現(xiàn)有景觀湖泊為調(diào)蓄池，并在水系周邊的公共綠地中建設(shè)生態(tài)濕地景觀，構(gòu)造親水空間，起到美化環(huán)境和凈化水質(zhì)的雙重功效。發(fā)生暴雨時(shí)溢流雨水通過(guò)防洪渠排除。

微觀上，將位于長(zhǎng)安街兩側(cè)的地塊作為示范區(qū)，對(duì)其進(jìn)行雨水利用詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)，其中示范區(qū)1為綜合商業(yè)用地，示范區(qū)2為商業(yè)和公共綠地組合用地(該區(qū)域內(nèi)含有景觀水體)，通過(guò)對(duì)典型地塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)，探討全區(qū)雨水利用的技術(shù)體系及控制指標(biāo)。

3.2設(shè)計(jì)計(jì)算

3.2.1綜合滲透系統(tǒng)

示范區(qū)1為綜合商業(yè)用地，匯水面由屋面、綠地、道路和廣場(chǎng)組成，區(qū)域內(nèi)無(wú)大面積水域，無(wú)景觀補(bǔ)水需求，因此本區(qū)雨水利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)為“屋頂綠化+高位花壇+透水鋪裝+低勢(shì)綠地+植被淺溝、滲透溝”的雨水綜合滲透利用系統(tǒng)。屋面徑流經(jīng)屋面綠化截留凈化后再流經(jīng)高位花壇(內(nèi)填滲透性能好、凈化能力強(qiáng)的人工混合土)進(jìn)行滲透凈化。道路雨水一部分經(jīng)透水鋪裝直接滲透，一部分與屋面雨水一起通過(guò)低勢(shì)綠地，流入滲透淺溝;雨量較大時(shí)，雨水沿著淺溝進(jìn)入滲透溝下滲;超過(guò)滲透能力的雨水排入市政雨水管網(wǎng)。

為確定雨水利用措施的最佳方案，綜合北京市已有的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，分析屋頂綠化改造比例、綠地改造比例、滲透鋪裝比例以及設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響。具體優(yōu)化分析計(jì)算如下。

(1)     固定綠地改造和鋪裝改造比例分別為20%和30%、考察屋頂綠化和設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響，結(jié)果見表2。

由表2可見，屋頂綠化改造比例的提高，對(duì)提高地塊零排放降雨量的作用較小，且隨改造比例增加所有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都相應(yīng)增加，因此需適當(dāng)降低屋頂綠化比例以節(jié)省成本。

(2)     固定綠地改造和屋頂綠化比例分別為20%和10%、考察透水鋪裝和設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響。結(jié)果表明，與屋頂綠化相似，透水鋪裝改造比例的提高，對(duì)提高地塊零排放降雨量的作用不明顯，且隨改造比例增加所有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都相應(yīng)增加。

(3)     固定透水鋪裝和屋頂綠化比例分別為30%和10%、考察綠地改造和設(shè)計(jì)零排放降雨量對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的影響，結(jié)果見表3。

由表3可見，與屋頂綠化和透水鋪裝不同，綠地改造比例的提高，對(duì)提高地塊設(shè)計(jì)零排放降雨量的作用明顯，且隨改造強(qiáng)度增加，噸水綜合利用和噸水維護(hù)成本有所降低，表明提高綠地改造比例可提高零排放降雨量和降低經(jīng)濟(jì)成本。本結(jié)論從蓄水量及經(jīng)濟(jì)最優(yōu)方面驗(yàn)證了學(xué)界關(guān)于綠地是城市雨水利用最佳效益獲取場(chǎng)所的論述［8－10］。

通過(guò)對(duì)三種影響因素及各種經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的綜合分析，針對(duì)示范區(qū)的雨水利用綜合滲透系統(tǒng)，綠地改造25%左右、設(shè)計(jì)零排放降雨量35mm左右是最佳雨水利用改造措施方案。

3.2.2以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)

示范區(qū)2是公共綠地和商業(yè)綜合用地，區(qū)內(nèi)有景觀水體，因此規(guī)劃構(gòu)建“以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)”。屋面雨水先經(jīng)屋頂綠化截留凈化后再流經(jīng)建筑物周邊雨水花壇等設(shè)施進(jìn)行滲透凈化。凈化后的雨水再流經(jīng)設(shè)置于景觀水池中的人工濕地，出水水質(zhì)可符合景觀水體的水質(zhì)要求，經(jīng)濕地處理后排入景觀水池。多余雨水通過(guò)綠地滲透系統(tǒng)進(jìn)行下滲補(bǔ)充地下水。

與綜合滲透系統(tǒng)一樣，采取同樣方式優(yōu)化分析最佳方案，結(jié)論與綜合滲透系統(tǒng)一致:屋頂綠化和透水鋪裝改造比例的提高不能提高零排放降雨量且增加經(jīng)濟(jì)成本，綠地是最經(jīng)濟(jì)的雨水利用場(chǎng)所。

經(jīng)濟(jì)性分析表明:總凈增造價(jià)、年折舊費(fèi)用、單位面積凈增造價(jià)、噸水投資折舊和年維護(hù)費(fèi)用都按照改造比例增加而增加，但噸水維護(hù)費(fèi)用和噸水利用綜合成本隨改造比例的提高變化曲線如圖3和圖4所示。

綜上分析，針對(duì)“以景觀水體為核心的綜合利用系統(tǒng)”，綠地改造11%左右、設(shè)計(jì)零排放降雨量40mm左右是最佳雨水利用改造方案。

3.2.3規(guī)劃區(qū)綜合方案計(jì)算

以示范區(qū)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)論為依據(jù)，規(guī)劃全區(qū)雨水利用方案，按照雨水利用強(qiáng)度等級(jí)，提出4種方案，具體見表4。針對(duì)4種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性及滯留雨水量分析，結(jié)果見表5。

按照4種方案考察不同利用方案情況下，全區(qū)可滯留的降雨量、零排放標(biāo)準(zhǔn)及雨水利用率等指標(biāo)，方案3為最佳方案。后期土地一級(jí)和二級(jí)開發(fā)利用需以此改造比例為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同性質(zhì)地塊雨水利用設(shè)施建設(shè)。

4“生態(tài)海綿”效益分析

上文已構(gòu)建了“生態(tài)海綿”地區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用這一指標(biāo)體系進(jìn)行規(guī)劃方案的綜合效益分析，4種規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性分析見表5，最佳方案3時(shí)，規(guī)劃區(qū)可滯留98mm降雨量，相當(dāng)于規(guī)劃區(qū)3年重現(xiàn)期以上的降雨量都可被“海綿”吸收，雨水利用率可達(dá)90%(表6)。

結(jié)合全區(qū)水域的調(diào)蓄和滲透補(bǔ)充地下水，方案3實(shí)施后可節(jié)約水資源量202.47萬(wàn)m3，雨水經(jīng)綠地滲透和生態(tài)濕地等雨水利用設(shè)施凈化，大大減輕了雨水中污染物對(duì)環(huán)境的污染，根據(jù)北京市雨水污染物濃度的監(jiān)測(cè)值和凈化設(shè)施凈化能力，預(yù)計(jì)方案3實(shí)施后可減少COD外排量101萬(wàn)t，這對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重大意義。

5結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，城市涉水規(guī)劃中雨水排除與利用規(guī)劃均未被以單項(xiàng)規(guī)劃進(jìn)行，且雨水利用規(guī)劃與其他專項(xiàng)規(guī)劃之間缺少有機(jī)聯(lián)系。將雨水資源化思想融入城市規(guī)劃、水系統(tǒng)規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃及綜合防災(zāi)等規(guī)劃中，對(duì)未來(lái)城市健康、可持續(xù)的發(fā)展具有重要意義。

未來(lái)可以“生態(tài)海綿”地區(qū)構(gòu)建為借鑒，創(chuàng)新雨水利用規(guī)劃理念，進(jìn)一步完善雨水利用規(guī)劃的法規(guī)、管理政策、盡可能將雨水利用規(guī)劃由非傳統(tǒng)規(guī)劃改變?yōu)榉ǘㄒ?guī)劃，引導(dǎo)社會(huì)認(rèn)識(shí)雨水利用的重要性，加大相關(guān)研究和實(shí)踐的投入，從法律、經(jīng)濟(jì)和教育等方面提供保障，創(chuàng)造適合我國(guó)雨水利用的技術(shù)和藝術(shù)。

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基于“生態(tài)海綿城市”構(gòu)建的雨水利用規(guī)劃研究