城市规划-5-城市雨水径流控制

5城市雨水径流控制与资源化利用

5.1 径流控制背景

近年来，伴随着城市化进程的加速，城市人口不断攀升，建筑密度逐步上升，不透水性地面比例持续增加，汇流面积也日益增大，导致城市雨水径流量增大，汇流时间极大缩减，洪峰流量大幅增加，同时水质污染程度更加严重，显著增加城市排水负荷，给受纳水体乃至城市安全带来巨大隐患。传统的雨洪控制思路是基于防灾为目的“防”与“排”，力求将雨水在最短的时间内从城区输送至受纳水体。但是，随着城市化进程的发展，“以排为主、单纯排放”的管理理念已经无法满足现代城市的雨洪管理需求；而另一方面，受到历史、经济、社会等诸多客观条件的限制，绝大多数城市短时间内很难对现有排水管道进行彻底的升级改造。在此背景下，从20世纪90年代开始，越来越多的国家和学者开始认识到雨水调蓄和综合利用在雨洪控制中的重要作用和意义，开始探索和应用新的雨洪控制理念进行雨水的统筹管理调度和资源化利用，并通过灵活多样的工艺措施储蓄、处理和利用雨水，缓解现有雨水管道的压力，同时减轻对城市地表和地下水体的污染。

与此同时，近年来集中强降雨等极端天气增多，包括安庆市在内的许多大城市在最近几年中相继遭受暴雨袭击，并且发生了严重的暴雨积涝，造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便，已引起各级政府、媒体与公众的普遍关注。为保障人民群众的生命财产安全，提高城市防灾减灾能力和安全保障水平，加强城市排水防涝设施建设，国务院办公厅下

发《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》（国办发〔2013〕23号），通知要求城市建设开发要“积极推行低影响开发建设模式，有效控制地表径流”。安徽省住建厅也出台了《安徽省城市排水设施建设管理指导意见》（建城〔2012〕99号），更加明确指出“在城市开发建设中，要体现低影响开发的重要理念，加强对暴雨径流进行控制”。“要充分考虑蓄、渗、排、用并举，重点突出‘两个确保、两个利用、一个推广’”。

5.2 径流控制模式

传统的雨水排放模式、局限的径流污染控制和狭义的雨水直接利用等单一模式都难以全面解决城市雨洪产生的问题, 需要突破对城市雨水的传统观念和狭隘处置方式, 从新的角度、更高的层次进行系统研究, 建立更科学的雨洪控制利用模式。

城市雨洪控制利用模式指的是应用于城市范围不同条件和尺度的雨洪径流削减、污染控制、调蓄利用、减轻洪涝灾害, 有利于城市水资源的开源节流、改善城市水环境和生态环境以及安全排放的各种技术和系统。城市雨洪控制利用模式可依据应用尺度、层次和复杂程度的不同分为单元技术模式、技术流程模式、子系统模式和综合系统模式。

雨洪控制利用模式的选择取决于多方面因素,需要根据具体项目的各种相关基础资料, 经详细分析和评价, 因地制宜地选择适合的模式。城市雨洪控制利用模式优先考虑的主要因素有土地利用性质、雨水径流水质、降雨强度、地形、地貌及地质条件、防洪排涝要求、社会、经济和技术条件，水资源条件、受纳水体条件等。根据安庆市的具体情况，特别是考虑到安庆市的地理条件、水文条件、土地利用和技术水平，进行综合分析后，

安庆市雨水径流控制宜选择单元技术模式。

单元技术措施是构成城市雨洪控制利用及其相关系统的基础, 一般是指可以独立应用、能体现雨洪控制利用某种主要功能、是系统中重要或关键的单元, 而其他一些次要的组成单元或辅助性技术措施不作为一种模式来讨论。雨水利用系统中主要的单元技术措施有下凹式绿地、透水性路面、渗透沟、湿地等。

按低影响开发的理念，充分利用原有的自然水系，综合治理水环境。采用雨水蓄渗、透水砖路面等调蓄、渗透手段减少雨水径流量。要扩大城市绿化面积，推广“下凹式”绿地建设，充分发挥绿地的渗水功能。尽可能保留原有的自然水系、湿地，严禁随意填埋河道水系。

5.3 径流控制规划

单元式雨水径流控制规划方案主要是合理布置下凹式绿地、人工湿地、集水（储水）池，明确已建硬化路面和绿地改建范围与方案，明确新建地区透水地面指标，明确新建地区雨水径流控制要求。

安庆市已建城区面积约86.6平方公里，除利用部分沟渠、湖泊进行调蓄之外，基本上没有建设雨水径流控制单元，而建成区改建难度大，结合建成区大部分雨水管渠建设标准低，需提标改造，规划在提标改造的同时进行雨水径流控单元改造，逐步建设成雨水径流控制体系。在新建城区按规划配建雨水径流控制单元，将雨水径流控制措施纳入《安庆市城市规划管理技术规定》中。

（1）、绿色屋顶

在屋顶实行屋顶绿化雨水渗透系统是一种雨水径流控制的有效途径。屋顶绿化是一种削减径流量、减轻污染和城市热岛效应、调节建筑温度和美化城市环境。规划在建成区有条件的屋面和屋面维修时推广采用，在新建城区采用鼓励政策。见图5-1

图5-1 绿色屋顶

（2）、屋顶水箱

屋面雨水集蓄利用系统可以分为单体建筑物分散式系统和建筑群集中式系统。屋顶水箱可设置在单元楼梯顶部，不占用空间，按建设用地每公顷用地100-200立方米配建。规划建议在城市新建和改建区推广采用，与地下储水池可选择采用。

（3）、地下储水池

在建筑小区、工厂厂区、广场、道路下建设地下储水池，用以收集调蓄雨水，调节暴雨峰值，可缓解现有雨水管道的压力，同时减轻对城市地表和地下水体的污染。在已建城区，按住宅小区、企业和单位为单元，可结合老城区雨污分流和雨水排水管渠提标改造，在不宜对主干管进行大规模改造的区域要求予以设置；在新建城区要求同步配建。配建标准根据风险评估结论按建设用地每公顷用地100-200立方米配建，即：高风险的

汇水区按每公顷用地200立方米配建，中风险汇水区每公顷用地150立方米配建，低风险的汇水区按每公顷用地100立方米配建。地下储水池与屋顶水箱可选择配建，在建设管理中建议推广采用。地下储水池在实际管理中还可以与地下停车库合并统一考虑配建，在一般情况下可当地下车库使用，但在城市发出Ⅲ、Ⅳ级强降雨预警时，要求移走全部车辆，准备调蓄即将来临的涝水，强降雨预警解除后再做车库使用。与地下停车库合并设置的蓄水池在设计上要满足蓄水池的相关要求。

（4）、透水路面

硬化的庭院、广场、人行道、停车场等，应该首先选用透水材料铺装或建设汇流设施，将雨水引入透水区域或储水设施中；如果地面是城市主干道等基础设施，应该结合沿线绿化灌溉建设雨水利用设施。规划在已建城区可结合老城区雨污分流和雨水排水管渠提标改造逐步改造，在新建城区同步建设。在建设管理中建议对人行路面推广采用。在已建城区，考虑到改造等难度，硬化地面中可渗透地面面积比例不宜低于35%。在新建城区，硬化地面中可渗透地面面积比例不宜低于40%。见图5-2。

图5-2 透水路面

（5）、下凹式绿地

在已建城区的绿地，都是按过去的要求，绿地地面一般都高于周边路面，雨水径流大部分直接由绿地到路面进入排水系统，下渗的径流量较小。下凹式绿地可有效降低城区径流深度和径流系数，减少内涝灾害，是城区雨水径流控制的有效措施之一。绿地设置高度建议低于周边道路80～120mm。在建设管理中建议对已建绿地逐步改建，在已建城区以建筑小区、工厂厂区、广场、道路为单元，结合老城区雨污分流和雨水排水管渠提标改造逐步改造，在新建城区同步建设。见图5-3。

图5-3 下凹式绿地

（6）、人工湿地

可利用城区已有湿地和低洼地，在周边环境要求不高的情况下，改建成截水、蓄水的湿地，可有效削减雨水径流峰值，净化雨水径流，降低污染。规划结合初期雨水处理，建议在东部振风大道高速入口处和秦潭湖公园，改建成人工湿地，用以调蓄初期雨水。面积分别为78公顷和216公顷。见图5-4和5-5。

图5-4 人工湿地

图5-5 人工湿地分布图

5.4 径流污染控制规划

5.4.1 径流污染控制的必要性

雨水径流污染主要来自初期雨水。由于降雨初期，雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等，使得前期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，因此初期雨水的污染物浓度较高，经常超过了普通的城市污水的污染物浓度。

安庆市的战略定位是全国重要石化和轻纺产业基地，石油化工产业在全市经济结构中占有举足轻重的地位。化工企业的生产装置多是露天布置。由于装置区生产过程中以及原料和产品的装卸、生产过程中不可避免的发生跑、冒、滴、漏等现象，对地面造成了污染。同时一些设备的检修、除锈、保养，也是露天作业，也是造成地面污染的重要原因。

安庆市城西片集中了安庆石化、高新区、凤凰工业园、五里工业园、十里工业园等工业园区。该区域产业类型较为相似，面源污染比较严重，分布相对集中，地势坡向明显，排水流向明确，有条件实施初期雨水截流。

安庆市西片雨水排放水体为石门湖和大湖风景区，这些区域是安庆市环境敏感区域，是环境保护的重点区域。因此，从改善、保护自然环境的角度来说，也很有必要进行雨水径流污染控制，实施初期雨水截流。

5.4.2 径流污染控制分级及范围

（1）、径流污染控制分级

雨水径流污染控制范围应根据城市用地性质、用地的环境保护要求以及受纳水体的环境容量和地区经济发展水平综合确定。本规划将安庆市中心城区径流污染控制等级分为2级，即一般控制地区和重要控制地区。

一般控制地区是指地面径流污染量较小，如居民用地、公共设施用地和污染小的工业用地等，同时，受纳水体的环境容量较大，对雨水径流污染有强大的自净能力。重要控制地区是指地面径流污染量较大，如化工企业集中地区，同时，受纳水体的环境容量较小，环境较为敏感地区。

（2）、径流污染控制范围

规划确定重要控制地区的具体范围为：集贤路以西、环湖西路以东、蔡山路以北、丁香路以南。这个范围内有：安庆市高新区，安庆石化等大

型化工基地，以及凤凰工业园、十里工业园等，总面积约为20km2，详见下图5-6。该区域是安庆化工产业较为集中区域，同时下游受纳水体又是环境敏感区。其余区域均为一般控制地区。对于一般控制地区不单独采取雨水污染控制措施，上述5.3节中采取的雨水径流控制措施，像地下储水池、下凹式绿地、人工湿地等在一定程度上也具有径流污染控制作用。

图5-6 雨水径流污染控制范围图

5.4.3 径流污染控制量

自20世纪70年代以来，国外对于地表污染物成因、污染物的源汇载体，降雨径流系统污染物迁移模式、地表污染物累积过程与模拟、污染物的冲刷过程及影响因素、初始冲刷效应及影响因素、降雨径流污染环境效应等方面开展了大量的研究。美国、德国、日本等发达国家通过长期规划、控制方法、排放标准、计算机模拟和实地监控等大量研究，制定出一

系列的指导性管理方案与控制措施，其核心主要就是通过源头控制、中途和末端蓄排以及末端治理技术，实现初期雨水径流污染的削减。

国内对相关问题的研究起步较晚，始于20世纪90年代，之后陷入沉寂。近年对相关问题的研究又趋于活跃，西安、北京、上海、广州、长沙、苏州、杭州、南京、成都等地都陆续开展了相关研究。这些研究在城市雨水径流、污染物种类、污染物变化规律及其影响因素等方面取得了一定研究成果，为研究城市雨水径流污染奠定了一定的基础。

由于导致初期雨水径流污染的影响因素很多，与当地的气候条件、水文气象、地貌特征、自然植被、下垫面情况、工业结构特点、城市管理水平都有密切的联系，因此国内目前尚无统一、通用的标准和计算方法。

德国ATV A128标准《合流污水箱涵暴雨削减装置指南》中以合流制排水系统排入水体负荷不大于分流制排水系统为目标，根据降雨量、地面径流污染负荷、旱流污水浓度等参数确定雨水径流控制量。日本合流制排水系统溢流污染控制目标和德国相同，区域单位面积截流雨水量设为1mm/h，区域单位面积调蓄量设为2～4mm。

《建筑与小区雨水利用工程设计规范》（GB50400-2006）提出，初期径流弃流流量应按照下垫面实测雨水的COD Cr、SS、色度等污染物浓度确定。当无资料时，屋面弃流可采用2～3mm径流厚度，地面弃流可采用3～5mm径流厚度。

《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2011年版）规定：雨水调蓄池的位置，应根据调蓄目的、排水体制、管网布置、溢流管下游水位高程和周围环境等综合考虑后确定。用于控制面源污染时，雨水调蓄池的有效容积，可按下列公式计算：

βdr j Q n n t V )(36000-=

式中：V ——调蓄池有效容积（m 3）；

j t ——调蓄池进水时间（h ），宜采用0.5h ～1.0h ，当合流制

排水系统雨天溢流污水水质在单次降雨事件中无明显初期效应时，宜取上限；反之，可取下限；

n ——调蓄池运行期间的截流倍数，由要求的污染负荷目标削减率、当地截流倍数和截流量占降雨量比例之间的关系求得；

0n ——系统原截流倍数；

dr Q ——截流井以前的旱流污水量；

β——安全系数，可取1.1～1.5

我院在国家“八五”科技攻关项目《武汉东湖外源污染控制和防治技术》的研究中指出初期雨水系指在降雨形成地面径流开始，前二分之一英寸（12.5mm ）降雨形成的径流量。

在综合考虑安庆市城西片工业分布、地形地貌、自然植被、城市管理水平等因素的条件下，本规划拟定初期雨水截流流量如下：

*安庆石化、高新区、凤凰工业园截流流量为10mm 。

*五里工业园、十里工业园截流流量为6mm 。

*免锣巷大沟、黄土坑大沟及十里大沟截流流量为10mm 。

5.4.4 径流污染控制规划

（1）、径流污染控制主要途经

雨水径流污染控制主要途径应从以下三个方面着手：

1）、源头减量，就地处理

通过改变地面径流条件，增加降雨向地下的渗透，减少地面径流量；

通过分散式初期雨水处理设施，使得雨水在进入管道系统之前得到处理；

2）、收集调蓄处理

通过建设雨水调蓄设施和利用管道系统自身的调蓄容量，将雨水进行收集，待雨季过后，进入污水处理厂处理。

3）、维护管理

初期雨水处理设施的维护具有特殊性，加强对初期雨水处理设施的维护管理，是上述设施发挥效果的重要保证。

（2）、径流污染控制主要措施

雨水径流污染控制治理措施主要包括两大类，分别是利用工程性和非工程型措施截留初期浓度较高的雨水径流，以达到良好的环境效益投资比。目前国内外初期雨水污染治理方法主要包括：

工程性措施：调蓄池、地下储水池、下凹式绿地、环保型雨水口、河漫滩、人工湿地、土地处理系统等；

非工程性措施：税收、财政补贴等经济杠杆手段、最佳管理措施（BMP）、低影响开发（LID）、地表清扫、管道疏通等。

1）、工程性措施

雨水调蓄池作为雨水径流污染控制的重要工程性措施之一，在国外经过了多年的研究和应用。在我国，上海率先在苏州河环境综合整治二期工程中，采用雨水调蓄技术控制初期雨水污染，首批建设了5座调蓄池。项目建成后，取得了良好的经济效益和社会效益。因此，本规划拟在上述范围内修建采用雨水调蓄池用以削减初期雨水污染量。具体规划布置如下：

①、高新区、凤凰工业园已经按雨污分流制建设，各入驻企业规划、建设均较为规范，厂界清晰，用地规整。因此各现状企业应对排水系统进

行改造，按照本规划提出的截流流量，在厂区内设置初期雨水调蓄池。新入园企业的雨水调蓄设施应与主体工程同步设计、同步施工、同步投入使用。所截流的初期雨水经处理达标后，方可重复利用或排入雨水管网系统。各企业的初期雨水调蓄设施也可以与雨水利用设施协同建设。

②、据调查，安庆石化已经按雨污分流建设，而且生产装置区也建有围堰，用以截流初期雨水。因此安庆石化应该按照本规划确定的标准复核原有设施，如不满足标准，应进行改造。同时，应加强原料及产品的装卸、运送环节，强化生产过程控制，严格露天作业流程，确保初期雨水完全收集、彻底处理。

③、十里大沟上游、中游现状主要为农田、菜地、沟塘，村民住宅零星分布，开发强度不高，现状仍为农村。下游开发强度较高，居民住宅分布较为密集。五里工业园、十里工业园现状范围为腈北路以北、勇进路以南、集贤路以西地块，总面积约400ha。考虑到园区企业主要为中小企业，用地面积不大，因此本规划拟定由园区统一设置初期雨水调蓄池。地点由园区根据规划，选择在地势较低处，可结合绿地、景观共同设置。所截流的初期雨水经处理达标后，方可重复利用或排入雨水管网系统。

④、黄土坑大沟和免锣巷大沟流域为基本建成区，企业与居住区互相交织，犬牙交错，情况复杂，无法以企业为单位建设调蓄池。因此，本规划在这两条大沟末端建设1座调蓄池，用于收集黄土坑大沟和免锣巷大沟的初期雨水。考虑到远期石化特别政策区的分布情况，调蓄池（免锣巷调蓄池）拟选在石化厂事故池的南侧，所收集的初期雨水经处理达标后排入雨水系统。

图5-7 径流污染控制截流池布置示意图

2）、非工程性措施

①、建议政府部门制定相应的条例，出台相应政策，在土地出让、税收、财政补贴、水价等方面对符合要求的企业给予激励，鼓励企业重视初期雨水治理，引导企业加大投入，加强管理。

②、市政管理部门应提高清扫频率，及时清运垃圾，及时清除截污挂篮的沉积物，疏通管道，加强初期雨水治理设施的维护，确保设施正常使用。

5.5 城市雨水资源利用

随着我国城市化进程的加快和国民经济的高速发展，水资源短缺和水环境污染日趋严重。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效

保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务。加强水资源管理，控制水资源污染，从根本上解决我国水资源短缺问题，越来越成为制约我国经济和社会发展的重要因素。

城市的雨水是重要的水资源，加强其开发与利用是非常重要的。过去城市雨水都直接排放水体，这样，不但造成水资源浪费，也增大下游管道和河道洪峰流量及受纳水体的污染。

安庆市虽然地处长江北岸，水资源相对较为丰富。但节约水资源，加强水资源开发与利用是我们国家保持可持续发展的基本方针。因此，本规划对安庆市中心城区雨水资源开发与利用进行全面规划。

雨水的利用工程可分为三个部分：雨水的收集、雨水的处理和雨水的利用。

5.5.1 雨水的收集

城市雨水收集可有：绿色屋顶，屋顶水箱等收集措施，具体详见5.3节内容。

5.5.2 雨水的处理

雨水收集后的处理过程，与一般的水处理过程相似，唯一不同的是雨水的水质明显的比一般城市污水的水质好，处理流程和设备相对简单。但如果将初期雨水送入城市污水处理厂与城市污水合并处理，会给城市污水处理厂带来冲击负荷；同时，初期雨水的输送也加大了污水收集系统的负担，致使收集系统投资增加，因此，本规划原则上要求初期雨水收集后就地处理，达标后再排入雨水系统。雨水处理的标准应根据处理后排放水体的功能区划，执行相应的排放标准。

5.5.3 雨水的利用与排放

雨水利用前必须处理，处理后的雨水水质根据用途确定，COD Cr和SS指标应满足表5-1的规定，其余指标应符合国家现行相关标准的规定。

雨水处理后的COD Cr和SS指标表5-1 项目指标COD Cr(mg/L) SS(mg/L) 循环冷却系统补水30 5

景观性水景30 10

娱乐性水景20 5

绿化30 10

车辆冲洗30 5

道路浇洒30 10

冲厕30 10

直排雨水管道30 10 当处理后的雨水同时用于多种用途时，其水质应按最高水质标准确定。

处理后雨水排入自然水体的，应根据收纳水体的功能区划，执行相应的排放标准。排入GB3838Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外），执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准；排入GB3838Ⅳ、Ⅴ类水域，执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准。工程实施时，应以项目环评报告的结论为准。