雨水调蓄工程与城市绿地建设结合途径初探

沈阳农业大学学报，２００６—０８，３７（４）：６３１—６３４　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６—０８，３７（４）：６３　１—６３４　雨水调蓄工程与城市绿地建设结合途径初探　刘兰岚，杨　凯，程　江，范群杰　（华东师范大学　资源与环境学院，城市化生态过程和生态恢复重点实验室，上海２００６２）　摘要：利用城市雨水是缓解城市用水紧张以及改善城市水环境的有效途径之一。绿地系统对雨水径流有渗透、蓄积、利用及　削减污染的四重效用。在总结分析国家现行绿化规范的基础上，初步探讨城市绿地建设工作中可以与雨径流调蓄相结合的途　径，并通过计算分析下凹式绿地和景观水体调蓄径流的可行性，为今后制定或完善绿地建设相关规范等提供一定的参考依据。　关键词：城市绿地；雨水利用；调蓄效应　中图分类号：ＴＵ９８５．１４　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１７００（２００６）ｏ４—０６３１—０４　Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｎｅｗ　Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　Ｕｒｂａｎ　Ｒａｉｎｗａｔｅｒ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓｐａｃｅ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ＬＩＵ　Ｌａｎ—ｌａｎ，ＹＡＮＧ　Ｋａｉ，ＣＨＥＮＧ　Ｊｉａｎｇ，ＦＡＮ　Ｑｕｎ—ｊｉｅ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ－　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００６２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｒｂａｎ　ｒａｉｎｗａｔｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｔｏ　ａｌｌｅｖｉａｔｅ　ｗａｔｅｒ　ｓｈｏｒｔａｇｅ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｕｒｂａｎ　ｗａｔｅｒ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｇｒｅｅｎ　ｓｐａｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｒａｉｎｗａｔｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｒｉｔｅｒｉａ　ｒｅ—　ｌａｔｉｎｇ　ｔｏ　ｇｒｅｅｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ　ｏｆ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｒａｉｎｗａｔｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｒｅｅｎ　ｓｐａｃｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ。ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｕｓｉｎｇ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｄｙ　ｔｏ　ｓｔｏｒｅ　ｒａｉｎｆａｌ１．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｏｍｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｆｏｒ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｌａｗｓ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｒｂａｎ　ｇｒｅｅｎ　ｓｐａｃｅ；ｒａｉｎｗａｔｅｒ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｓｔｏｒａｇｅ　ｅｆｆｅｃｔ　目前解决城市雨水问题的对策主要是城市雨水综合利用和城市雨水径流污染控制，城市绿地系统在以下　两方面均发挥着不可忽视的作用。绿地对雨水径流有渗透、蓄积、利用以及削减污染的四重效用。可见，城市　雨水利用与绿地建设工作是可以有效结合的，但是从我国现行绿地建设的相关规范中可以看出，目前的绿地建　设工作中尚未考虑雨水收集利用方面的问题。笔者整理归纳我国现行的绿化相关规范标准，意在分析绿地建　设过程中，引入雨水利用理念后需要考虑的各种因素，探讨雨水利用与绿地建设结合的有效途径，分析绿化和　雨水管理以及城市规划中存在的问题，为制定绿地系统规划或者完善绿化相关的法规、规范提供参考。　１　绿地相关国家规范的现状研究　笔者查阅园林绿化、居住区建设、排水等国家规范标准共１７部，绿化部分涉及到雨水利用的相关因素的有　１４部，其中２０００年前４部，２０００年后１Ｏ部。总体上来说，现行的园林绿化规范中尚未提及有关于雨水利用的　问题，且多数版本陈旧或是专项规范；居住区建设规范多强调雨水等的回用，排水规范则偏重雨洪控制以及雨　水排放方式的规定。只有《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》的条文说明中，简单概述绿地对雨水径流　调蓄的理论。　１．１绿化指标的规定　绿地率一向是衡量城市绿地系统和整个城市生态环境的重要指标，我国城市规划一般要求绿地率不小于　３０％（新建城区或ＩＨＫ改造绿地率不小于３５％）。２００５年《国家园林城市标准》对绿地率的要求是３８％¨１］。此　收稿日期：２００５—０８—２４　基金项目：国家自然科学基金项目（４０４７１０１９）；２００４年度上海市科委重大科技攻关项目（０４ＤＺ１２０２４）；上海市生态学重点学科以及２１１　学科建设项目　作者简介：刘兰岚（１９８１一），女，华东师范大学硕士研究生，从事城市水资源和水环境研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

・６３２・　沈　阳农业　大学　学报　第３７卷　外，城市人均绿化面积也是衡量城市生态环境质量的重要指标。《国家生态园林城市标准》中规定人均绿地面　积为１２ｍ　［２１。　１．２路面铺装的规定　绿地系统对雨水径流的调蓄作用主要是由于绿地的透水性。绿地是一种天然的渗透设施，雨水回灌能有　效地补充地下水，同时减小路面径流量。除绿地以外，可渗透型铺装形式和铺装材料能取得同样的效果。《国　家生态园林城市标准》把“建成区道路广场用地中透水面积的比重”列为城市生态环境指标之一　２ｊ。　１．３绿化方式的规定　早期规范标准多提倡垂直绿化来提高绿化覆盖率，最近几年生态功能更加丰富屋面绿化成为拓宽园林绿　量增加的另一渠道。另外，在植物配置方面，现行规范多数提倡建设以乔木为主，乔灌草配置比例合理的复合　结构绿地，与其达到一定规模面积后还能有效地发送小气候。　２　当前绿化管理工作中存在的问题及建议　２．１现有规范标准的修补工作不及时　部分规范标准的修改增补工作滞后，不符合设计的发展要求。园林绿化相关规定多数使用的是２０００年以　前的版本。随着近几年“生态城市”“生态小区”“生态住宅”等概念的提出，相应地绿化建设的内容也得到丰　富和延伸。２００３年《室外排水设计规范》修改稿增加水资源利用的章节，包括再生水回用和雨水收集利用等内　容。随着新型技术的开发，规范标准中应大力提倡使用先进、高效的技术规程，使科学研究与法规制定在最大　程度上实现同步。　２．２各行业规范标准相容性有待提高　雨水资源化是一项涉及面很广的系统工程，牵涉很多部门的分工和配合。城市的各项规划都应注意与其　他规划的相容性，并与城市整体规划保持一致。所以，在各种规范标准制定的过程中，相关部门的沟通配合显　得尤为重要。进行城市规划时，在把握城市发展总方向的基础上，对雨水问题合理论证，将土地利用计划与雨　水利用、径流污染控制等诸多方面有机结合。　３绿地对雨水利用的有效途径　３．１建设下凹式绿地　３．１．１　下凹式绿地可行性分析以往建造的绿地的高程是高于路面或者与路面等高，既浪费灌溉用水又不利　于汇集路面径流。下凹式绿地的实质是一种渗透贮存设施，在一定程度上弥补降水和渗透的不均衡，同时减缓　径流洪峰，起到调蓄作用。叶水根等（２００１）对在设计暴雨条件下下凹式绿地的蓄渗、减洪效果的计算结果表　明，在１倍汇水面积的情况下，对于１０，５０和１００年一遇的暴雨，下凹式绿地的降雨拦蓄、减峰效果较为明　显　］。可见，合理降低绿地高程能够取得调蓄径流的效果。　３．１．２下凹式绿地调蓄效应理论计算通过对某场降雨时段内，下凹式绿地对雨水径流蓄渗率的计算，反映　下凹式绿地对雨水的蓄渗效应。绿地蓄渗率Ｎ（％）表示降雨过程中绿地渗透、蓄积雨水的量占进入绿地的总　雨水径流量的百分比。由于蒸发量　较小，因此计算中未考虑，计算可通过公式：　Ⅳ＝丽Ⅳ＝—————————　＿—一一　（　Ｐ　Ｆ　Ｃ　Ｐ　　Ｆ／１０００　×１×００％　Ｉ　＋　２）　式中：Ｐ　为降雨量（ｍｒｎ）；Ｆ．为绿地服务区域的面积（ｍ　）；Ｆ：为下凹式绿地的面积（ｍ　）；Ｃ　为绿地服务区域　的径流系数。　下渗量５计算可通过：　Ｓ＝３６００Ｋ・Ｊ・Ｆ２・Ｔ　（２）　式中：Ｋ为土壤稳定入渗速率（ｍ・ｓ　），表示土壤饱和后，土壤下渗雨水的能力；．，为水力坡度，垂直下渗，取．，　＝１：Ｔ为计算时段（ｍｉｎ）。　单位时间内的降雨量Ｐ：，根据当地降雨强度ｑ（ｆ），通过降雨时间的积分求得。　Ｐ：，Ｉ　ｑ（ｔ）ｄｔ　（３）　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　刘兰岚等：雨水调蓄工程与城市绿地建设结合途径初探　・６３３・　式中：Ｐ为设计暴雨重现期（ａ）；ｔ为降雨历时（ｍｉｎ）。　径流损失量Ｄ，由下凹式绿地周边服务区域内的填洼、蒸发等水文过程产生，其计算可通过公式：　Ｄ＝Ｐ：・ＦＩ・（１一Ｃ　）／１０００　（４）　以上海地区下凹式绿地为例，取上海地区降雨强度公式：　一——　（ｔ＋１０＋７１ｇ　Ｐ）。　。。　ｇ　（　Ｑ：　）一　ｆ　、　假定计算区域面积Ｆ＝１００００ｍ　，Ｃ　：０．９，Ｅ＝０ｍ　，Ｕ。＝０ｍ　，结合不同的土壤稳定入渗速率ｓ、绿地面积比　（１０％，２０％，３０％）、绿地与排水口高差（△＾＝０．２ｍ）、暴雨重现期Ｐ，根据以上公式计算得出下凹式绿地蓄渗　率Ⅳ的计算结果。由表１可知，同等降雨强度和土壤入渗速率，下凹式绿地面积增加，绿地对雨水径流的蓄渗　率增大。降雨强度越大，绿地对雨水径流的蓄渗率越小，雨水进入排水口的径流量越多。如绿地面积比为　３０％，土壤稳定入渗速率２．５×１０　时，绿地对重现期Ｐ＝５ａ降雨的蓄渗率为Ｐ＝０．５ａ的１／２。因此，下凹式绿　地对雨量较大的降雨，蓄渗能力较弱，设计时需结合其他排水设施的建设，提高区域的综合排水能力。　表１不同设计条件下的绿地蓄渗率　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｈｏｌｌｏｗ　ｇｒａｓｓｌａｎｄ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　注：绿地面积比＝４０％，６０％，△ｈ＝０．２ｍ，ｒ，＝１ｈ。　Ｎｏｔｅ：Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｇｒｅｅｎ—ｌａｎｄ　ａｒｅａ＝４０％，６０％，Ａｈ＝０．２ｍ，ｒ，＝１ｈ．　３．２充分利用景观水体　３．２．１　城市绿地中的水体根据２００２年《城市绿地分类标准》（ＣＪＪ／Ｔ８５—２００２），景观中的水体、洼地是否属　于绿地系统尚缺公认说法。园林绿地中一般有诸如溪流、河道、人工湖等水景，充分利用这些水体，配以适当的　引水设施，能很好地蓄存雨水径流　。《城市排水工程规划规范》中规定“应充分利用城市中的洼地、池塘和湖　泊调节雨水径流，必要时可建人工调节池”＿６　。　３．２．２上海某公园景观水体调蓄效应分析河道、湖泊的调蓄作用的大小与其可调蓄容量紧密相关。通过概　算典型重现期暴雨雨型条件下该公园的降雨产流量，与该区域内水体的可调蓄容量作比较，若产流量不超过可　调蓄容量，则认为景观水体对公园内的雨水径流有调蓄效应。公园下垫面类型组成见表２。　表２某公园下垫面类型组成　Ｔａｂｌｅ　２　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ　ｓｕｒｆａｃｅ　根据当地雨水系统专业规划和排水规划规定，并考虑不利因素影响和极端不利情况，设计暴雨重现期为　１，３，５年。增加１０年暴雨重现期以突出该公园自然调蓄的极限能力。根据降雨产流量计算公式对公园在不　同降雨强度下的降雨静态产流量进行了概算，并与该水体的可调蓄容量（以最低水位为２．Ｏｍ，最高水位为　３．Ｏｍ计算）比较见表３。比较结果表明，设计重现期为１～１０年的ｌｈ降雨情况下，产流量明显小于可调蓄容　量。由大量软性、透水下垫面类型组成的公园区域内，靠其景观水体自身的天然调蓄作用可以调蓄公园内的自　维普资讯 http://www.cqvip.com

・６３４・　沈　阳农业　大　学　学报　第３７卷　设计重现期／ａ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｐｅｒｉｏｄ　降雨强度／ｒａｍ　Ｒａｉｎｆａｌｌ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　产流量／ｍ　Ｒｕｎｏｆｆ　ｙｉｅｌｄ　可调蓄容量／ｍ　Ｓｔｏｒａｇｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　产流量／可调蓄容量　Ｒｕｎｏｆｆ　ｙｉｅｌｄ／Ｓｔｏｒａｇｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　４　结　语　在城市用水紧张的当今，雨水资源的开发利用无疑是开辟新水源的一个有效途径。在城市建设中采用下　凹式绿地，或者利用公园、景观中的水面蓄积雨水，均为调节城市雨水径流的有效方法。可以借鉴发达国家雨　水利用的管理经验和实用技术，结合我国各地实际情况，探求雨水利用与绿地建设的多种途径，充分发挥城市　绿地系统对雨水径流的调蓄效用。另外，及时补充完善现行规范标准，加强雨水资源化技术的研发和推广，制　定相应的鼓励，通过各种市场管理手段促进雨水利用向产业化发展，实现环境效益与经济效益双赢。　参考文献：　［１］中华人民共和国建设部．国家园林城市标准（２００５版）［Ｍ］．北京：中国城市出版社，２００５．　［２］中华人民共和国建设部．国家生态园林城市标准［Ｍ］．北京：中国城市出版社，２００５．　［３］中国人民共和国建设部，中国城市规划设计研究院．城市道路绿化与设计规范（ＣＪＪ７５—９７）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　社，１９９８．　［４］叶水根，刘红，孟光辉．设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果［Ｊ］．中国农业大学学报，２００１，６（６）：５３—５８．　［５］王沛永．北京地区园林绿地的雨水利用探析［Ｊ］．中国园林，２００４，（１１）：７１—７４．　［６］中华人民共和国建设部，国家质量技术监督局．城市排水工程规划规范（ＧＢ５０３１８—２０００）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，　２００１．　［７］李树平，黄廷林．城市化对城市降雨径流的影响及城市雨洪控制［Ｊ］．中国市政工程，２００２，（３）：３５—３７．　［８］丁跃元．德国的雨水利用技术［Ｊ］．北京水利，２００２，（６）：３８—４０．　［９］赵廷红，牛争鸣．实现城市雨水资源化的基本途径［Ｊ］．中国给水排水，２００１，１７（１０）：５６—５８．　［１０］中华人民共和国建设部．城市居住区规划设计规范（ＧＢ５０１８０—９３）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００２．　［责任编辑亓国］