構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),規(guī)劃控制目標一般包括徑流總量控制、徑流峰值 控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等(如圖 3-1 所示)。各地應(yīng)結(jié)合水環(huán)境 現(xiàn)狀、水文地質(zhì)條件等特點,合理選擇其中一項或多項目標作為規(guī)劃控制目標。 鑒于徑流污染控制目標、雨水資源化利用目標大多可通過徑流總量控制實現(xiàn),各 地低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建可選擇徑流總量控制作為首要的規(guī)劃控制目標。
2.1 徑流總量控制目標
(1)目標確定方法
低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的徑流總量控制一般采用年徑流總量控制率作為控制 目標。年徑流總量控制率與設(shè)計降雨量為一一對應(yīng)關(guān)系,具體方法參見本指南附 錄 2。附錄 2 同時給出了部分城市年徑流總量控制率及其對應(yīng)的設(shè)計降雨量。年 徑流總量控制率概念示意圖如圖 3-2 所示。
理想狀態(tài)下,徑流總量控制目標應(yīng)以開發(fā)建設(shè)后徑流排放量接近開發(fā)建設(shè)前 自然地貌時的徑流排放量為標準。自然地貌往往按照綠地考慮,一般情況下,綠 地的年徑流總量外排率為 15%-20%(相當于年雨量徑流系數(shù)為 0.15-0.20),因此, 借鑒發(fā)達國家實踐經(jīng)驗,年徑流總量控制率佳為 80%-85%。這一目標主要通 過控制頻率較高的中、小降雨事件來實現(xiàn)。以北京市為例,當年徑流總量控制率 為 80%和 85%時,對應(yīng)的設(shè)計降雨量為 27.3 mm 和 33.6 mm(詳見表 F2-1),分 別對應(yīng)約 0.5 年一遇和 1 年一遇的 1 小時降雨量。
降雨 蒸發(fā)(騰)
“快排”模式
年徑流總量(多年平均)
>80%
排放
下滲
降雨 蒸發(fā)(騰)
海綿城市
年徑流總量(多年平均)
<40%
排放
下滲減排 集蓄利用
透水鋪裝、下沉式綠
地、生物滯留設(shè)施等
蓄水池、雨水罐、
濕塘、雨水濕地等
圖 3-2 年徑流總量控制率概念示意圖
實踐中,各地在確定年徑流總量控制率時,需要綜合考慮多方面因素。一方 面,開發(fā)建設(shè)前的徑流排放量與地表類型、土壤性質(zhì)、地形地貌、植被覆蓋率等 因素有關(guān),應(yīng)通過分析綜合確定開發(fā)前的徑流排放量,并據(jù)此確定適宜的年徑流 總量控制率。另一方面,要考慮當?shù)厮Y源稟賦情況、降雨規(guī)律、開發(fā)強度、低 影響開發(fā)設(shè)施的利用效率以及經(jīng)濟發(fā)展水平等因素;具體到某個地塊或建設(shè)項目 的開發(fā),要結(jié)合本區(qū)域建筑密度、綠地率及土地利用布局等因素確定。
因此,綜合考慮以上因素基礎(chǔ)上,當不具備徑流控制的空間條件或者經(jīng)濟成 本過高時,可選擇較低的年徑流總量控制目標。同時,從維持區(qū)域水環(huán)境良性循 環(huán)及經(jīng)濟合理性角度出發(fā),徑流總量控制目標也不是越高越好,雨水的過量收集、 減排會導致原有水體的萎縮或影響水系統(tǒng)的良性循環(huán);從經(jīng)濟性角度出發(fā),當年 徑流總量控制率超過一定值時,投資效益會急劇下降,造成設(shè)施規(guī)模過大、投資 浪費的問題。
(2)年徑流總量控制率分區(qū) 我國地域遼闊,氣候特征、土壤地質(zhì)等天然條件和經(jīng)濟條件差異較大,徑流
總量控制目標也不同。在雨水資源化利用需求較大的西部干旱半干旱地區(qū),以及
有特殊排水防澇要求的區(qū)域,可根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展條件適當提高徑流總量控制目標;
對于廣西、廣東及海南等部分沿海地區(qū),由于極端暴雨較多導致設(shè)計降雨量統(tǒng)計 值偏差較大,造成投資效益及低影響開發(fā)設(shè)施利用效率不高,可適當降低徑流總 量控制目標。
因此,本指南未對年徑流總量控制率提出統(tǒng)一的要求。對我國近 200 個城市
1983-2012 年日降雨量統(tǒng)計分析,分別得到各城市年徑流總量控制率及其對應(yīng)的 設(shè)計降雨量值關(guān)系。基于上述數(shù)據(jù)分析,本指南將我國大陸地區(qū)大致分為五個區(qū), 并給出了各區(qū)年徑流總量控制率 α 的低和高限值,即 I 區(qū)(85%≤α≤90%)、 II 區(qū)(80%≤α≤85%)、III 區(qū)(75%≤α≤85%)、IV 區(qū)(70%≤α≤85%)、V 區(qū)
(60%≤α≤85%),如圖 3-3 所示。各地應(yīng)參照此限值,因地制宜的確定本地區(qū) 徑流總量控制目標。
圖 3-3 我國大陸地區(qū)年徑流總量控制率分區(qū)圖
(3)目標落實途徑 各地城市規(guī)劃、建設(shè)過程中,可將年徑流總量控制率目標分解為單位面積控
制容積,以其作為綜合控制指標來落實徑流總量控制目標(方法見本章第四節(jié))。 徑流總量控制途徑包括:雨水的下滲減排和直接集蓄利用。缺水地區(qū)可結(jié)合
實際情況制定基于直接集蓄利用的雨水資源化利用目標。雨水資源化利用一般應(yīng)
作為落實徑流總量控制目標的一部分。實施過程中,雨水下滲減排和資源化利用
的比例需依據(jù)實際情況,通過合理的技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。
2.2 徑流峰值控制目標 徑流峰值流量控制是低影響開發(fā)的控制目標之一。低影響開發(fā)設(shè)施受降雨頻
率與雨型、低影響開發(fā)設(shè)施建設(shè)與維護管理條件等因素的影響,一般對中、小降 雨事件的峰值削減效果較好,對特大暴雨事件,雖仍可起到一定的錯峰、延峰作 用,但其峰值削減幅度往往較低。因此,為保障城市安全,在低影響開發(fā)設(shè)施的 建設(shè)區(qū)域,城市雨水管渠和泵站的設(shè)計重現(xiàn)期、徑流系數(shù)等設(shè)計參數(shù)仍然應(yīng)當按 照《室外排水設(shè)計規(guī)范》(GB50014)中的相關(guān)標準執(zhí)行。
同時,低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)是城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的重要組成,應(yīng)與城市雨水 管渠系統(tǒng)及超標雨水徑流排放系統(tǒng)相銜接,建立從源頭到末端的全過程雨水控制 與管理體系,共同達到內(nèi)澇防治要求,城市內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)按《室外排水 設(shè)計規(guī)范》(GB50014)中內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期的標準執(zhí)行。
2.3 徑流污染控制目標 徑流污染控制是低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的控制目標之一,既要控制分流制徑流
污染物總量,也要控制合流制溢流的頻次或污染物總量。各地應(yīng)結(jié)合城市水環(huán)境 質(zhì)量要求、徑流污染特征等確定徑流污染綜合控制目標和污染物指標,污染物指 標可采用懸浮物(SS)、化學需氧量(COD)、總氮(TN)、總磷(TP)等。
城市徑流污染物中,SS 往往與其他污染物指標具有一定的相關(guān)性,因此, 一般可采用 SS 作為徑流污染物控制指標,低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的年 SS 總量去 除率一般可達到 40%-60%。年 SS 總量去除率可用下述方法進行計算:
年 SS 總量去除率=年徑流總量控制率×低影響開發(fā)設(shè)施對 SS 的平均去除 率。
城市或開發(fā)區(qū)域年 SS 總量去除率,可通過不同區(qū)域、地塊的年 SS 總量去 除率經(jīng)年徑流總量(年均降雨量×綜合雨量徑流系數(shù)×匯水面積)加權(quán)平均計算 得出。
考慮到徑流污染物變化的隨機性和復雜性,徑流污染控制目標一般也通過徑 流總量控制來實現(xiàn),并結(jié)合徑流雨水中污染物的平均濃度和低影響開發(fā)設(shè)施的污 染物去除率確定。
2.4 控制目標的選擇
各地應(yīng)根據(jù)當?shù)亟涤晏卣?/span>、水文地質(zhì)條件、徑流污染狀況、內(nèi)澇風險控制要 求和雨水資源化利用需求等,并結(jié)合當?shù)厮h(huán)境突出問題、經(jīng)濟合理性等因素, 有所側(cè)重地確定低影響開發(fā)徑流控制目標。
(1)水資源缺乏的城市或地區(qū),可采用水量平衡分析等方法確定雨水資源 化利用的目標;雨水資源化利用一般應(yīng)作為徑流總量控制目標的一部分。
(2)對于水資源豐沛的城市或地區(qū),可側(cè)重徑流污染及徑流峰值控制目標。
(3)徑流污染問題較嚴重的城市或地區(qū),可結(jié)合當?shù)厮h(huán)境容量及徑流污 染控制要求,確定年 SS 總量去除率等徑流污染物控制目標。實踐中,一般轉(zhuǎn)換 為年徑流總量控制率目標。
(4)對于水土流失嚴重和水生態(tài)敏感地區(qū),宜選取年徑流總量控制率作為 規(guī)劃控制目標,盡量減小地塊開發(fā)對水文循環(huán)的破壞。
(5)易澇城市或地區(qū)可側(cè)重徑流峰值控制,并達到《室外排水設(shè)計規(guī)范》
(GB50014)中內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期標準。
(6)面臨內(nèi)澇與徑流污染防治、雨水資源化利用等多種需求的城市或地區(qū), 可根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟情況、空間條件等,選取年徑流總量控制率作為首要規(guī)劃控制目 標,綜合實現(xiàn)徑流污染和峰值控制及雨水資源化利用目標。