《嘉興市分散式雨水控制利用系統技術導則》編制概要
《嘉興市分散式雨水控制利用系統技術導則》編制概要
王思思,程慧,王建龍,張雅君,馮萃敏,車伍,李俊奇
(北京建筑大學城市雨水系統與水環境省部共建教育部重點實驗室,北京100044)
為有效改善嘉興市水環境,控制徑流污染,減輕防洪排澇壓力,合理利用雨水資源,規范城市雨水工程的規劃、設計和管理,北京建筑大學主持編制了《嘉興市分散式雨水控制利用系統技術導則》(簡稱《導則》),并于2014年3月通過了專家評審。介紹了《導則》的編制背景、框架和基本內容,重點分析了分散式雨水控制利用系統的設施、典型用地雨水系統設計要點以及相應的管理機制等內容。《導則》的編制完成,為低影響開發雨水系統的規劃設計、建設和管理提供了參考,有利于低影響開發在我國的推廣。
1編制背景
嘉興市在城鄉經濟高速發展的同時,城市水污染和水環境問題突出,主要表現為以下兩大方面:①面源污染嚴重;②內澇災害加劇。如何在城市開發過程中有效避免上述問題,已經成為嘉興城市管理工作者面臨的主要難題之一。為此,課題組積極探索既保護環境又滿足城市發展需求的城市雨水管理系統,以促進嘉興市的可持續發展。
2導則定位和總體目標
《導則》主要針對嘉興市道路、建筑與小區、集中綠地等典型用地,對其雨水系統規劃設計方案的編制、審批及管理提供指導。《導則》以低影響開發為指導思想,強調通過源頭控制,維持和保護場地的自然水文功能,有效緩解因不透水面積增加而造成的峰值流量增加、徑流系數增大及徑流污染負荷加重等雨水問題。將城市雨水管理與綠道網絡的規劃設計相結合,充分利用城市綠地構建嘉興市分散式雨水控制利用系統,通過采取有效的雨水控制利用技術,控制徑流污染、削減峰值流量,并實現內澇災害防治、合理利用雨水資源、改善生態環境及營造多功能景觀等目標。
3導則編制框架和內容
《導則》主要包含正文和附錄兩部分。其中,正文部分包括總則、術語、嘉興市分散式雨水控制利用系統總體目標、分散式雨水控制利用系統及設施的選擇、典型用地分散式雨水控制利用系統的設計指引、管理機制和運行維護等七章內容。為增強《導則》的實用性,課題組在經過園林綠化專家論證的基礎上,將分散式雨水控制利用設施及其植物的選擇和維護管理作為專題列入附錄。除此之外,附錄還包含典型用地(包括道路、建筑與小區、集中綠地)的設施面積比和年徑流總量控制率的理論表,供設計人員參考。
總則規定了《導則》的適用范圍是嘉興市區(其余縣市可參照執行),其新建、改建、擴建等雨水工程的規劃、設計及建設既要參照本《導則》進行,還應符合國家、地方和行業等其他相關標準、規范的規定。術語部分對雨水控制與利用、設計降雨量、年徑流總量控制率以及雨水調蓄、調節、滯蓄等重要的基本概念做出明確的定義。在嘉興市分散式雨水控制利用系統總體目標章節中,參考杭州、上海兩市的設計降雨量—年徑流總量控制率的統計分析結果,分別提出了嘉興市新建城區和已建城區的雨水控制利用規劃設計指標:在新開發區域,年徑流總量控制率為80%~85%,對應的設計降雨量為27~32 mm;已建城區或改建、擴建項目,由于場地空間和綠化率等條件限制,達不到新區的標準,但是年徑流總量控制率也不宜低于50%,對應的設計降雨量為10 mm。
4導則重點編制內容
4.1分散式雨水控制利用系統及設施
分散式雨水控制利用系統主要是指應用于場地源頭的一系列雨水設施的組合,起到雨水徑流污染控制、調蓄排放、收集回用等多種功能,是由雨水控制利用設施、管理、運行維護等子系統構成的有機整體。其中,分散式雨水控制利用設施主要包括下沉式綠地、雨水花園、植草溝、生態樹池、透水鋪裝、綠色屋頂、雨水塘、雨水濕地、生態堤岸、生物浮床和雨水口截污設施等。針對嘉興地下水位高、土壤透水性低等特點,結合項目的具體條件,確定相應的技術措施及其適用條件和設計參數。
需要說明的是,“分散式”雨水設施是一個相對的概念。《導則》中,場地內一些末端控制設施如雨水濕地、雨水塘等,從城市或者流域等大尺度區域角度看,也可視為“分散式”的源頭控制設施,因此也被納入到本《導則》的分散式雨水控制利用設施中。
4.2典型用地的雨水控制利用系統設計指引
①道路
道路的分散式雨水控制利用目標以削減面源污染為主,雨水調節和收集利用為輔。具體設計原則:道路紅線內外綠地的高程一般應低于路面。通過在綠化帶內設置植草溝、雨水花園、下沉式綠地等設施滯留、消納雨水徑流,減少雨水排放,設施的設計應與道路景觀設計緊密結合;道路紅線外綠地在空間規模較大時,可設計雨水濕地、雨水塘等雨水調蓄設施,集中消納道路及周邊地塊雨水徑流,控制徑流污染;此外,不同類型的道路路面如自行車道、人行道以及其他非重型車輛通過的路段,宜優先采用滲透性鋪裝材料。
②建筑與小區
建筑與小區的分散式雨水控制利用目標以削減地表徑流、雨水滯蓄為主,有條件的小區可兼顧徑流污染的控制和雨水的收集利用。具體設計原則:優先采用植草溝、滲透溝渠等自然地表排水形式輸送、滯留雨水徑流,以減少小區內雨水管道的使用;必須使用雨水管道時,宜結合采用截污掛籃等雨水口截污設施;結合景觀設計雨水花園等設施時,考慮到嘉興地區的粘土滲透性差,可采取土壤改良技術,并設置溢流;對于廣場、停車場、步行道等設計荷載較小的路面宜采用透水鋪裝,增加雨水的下滲利用。
對有水景的小區,優先利用水景來收集和調蓄場地雨水,同時兼顧雨水蓄滲利用及其他設施。景觀水體的設置應充分考慮小區的場地條件,保證周邊徑流盡可能匯入其中。水體具體規模需綜合考慮匯水面積、水量平衡和控制目標等多重因素分析確定。
③集中綠地
集中綠地的分散式雨水控制利用目標以雨水滯蓄和收集利用為主,盡可能收集處理周邊的地表徑流,兼顧徑流污染的控制。具體設計原則:在保證綠地應有功能的前提下,將綠地景觀設計與雨水控制利用相結合,通過合理的豎向設計,將集中綠地周邊匯水面(如廣場、停車場、建筑與小區等)的雨水徑流引入集中綠地,結合排澇規劃要求,在綠地內布置下沉式綠地、雨水花園等雨水控制利用設施。在公園綠地等較大的公共空間內設置雨水塘或雨水濕地,雨水徑流經滯留、凈化后再進入河湖水系,避免雨水徑流通過管網系統直接排放,造成水體污染及水資源浪費。有條件的水體可采用生態堤岸、生物浮島等設施,進一步改善水環境質量,其位置和規模可結合水系及沿岸綠化帶條件和管線匯水區域特征布置,使其盡可能保持河岸的自然狀態。
4.3管理機制的建設
推進分散式雨水控制利用系統的建設,需要嘉興市建設和管理等各部門的配合與支持。建設項目的各參與方需按《導則》組織開展分散式雨水控制利用系統的設計、施工與管理工作并編制上報材料。
4.4實施效果的評估
根據現場實測數據和多年統計資料,計算出每年嘉興城區徑流污染物COD、TP、NH3-N的總量分別占雨污水污染負荷總量的(31.1%~42.9%)、(1.6%~3.2%)、(2.5%~6.0%)。參照《導則》采取分散式雨水控制利用設施,若控制年徑流總量的50%~85%,將有效控制城市徑流污染的總污染負荷,進而使城市雨污水總污染物的排放量顯著降低。
5結語
《導則》編制過程中,借鑒國內外最新研究成果,圍繞解決嘉興市面臨的雨水綜合性問題,重點放在徑流減排和污染控制,充分考慮嘉興市當地條件,結合實地獲取的數據和各方意見,提出了適合當地的技術路線、控制措施、控制目標及設計參數、管理機制、植物選擇和運行維護方法等。《導則》的編制完成,對于我國其他城市采用低影響開發的理念與技術解決城市雨水問題具有借鑒意義,有助于編制國家和行業內的低影響開發技術指南和相關標準,推進低影響開發在全國范圍內的廣泛應用。
(本文發表于《中國給水排水》雜志2014年第21期“城市雨水管理”欄目)
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