1.4　城市绿色雨洪控制系统规划建设

面对当今频频出现的城市洪水和内涝问题，“使雨水尽快远离城市”的传统“防水”理念已经无法满足现代城市的雨洪管理要求，建设城市绿色雨洪控制系统是我国城市基础设施建设的长期任务。

1.4.1　建设城市绿色雨洪控制系统的原则

我国在雨洪控制方面的研究起步较晚，因此，须总结并借鉴发达国家城市雨洪控制管理的经验。

美国是最早开始雨洪调蓄研究的国家之一，关注雨水的收集、储存和净化，以提高天然入渗能力为宗旨，注重与植物、绿地、水体等自然景观结合的生态设计。从20世纪80年代起，美国就对所有新开发区强制实行“就地滞洪蓄水”，改建或新建项目的雨水径流不能超过开发前的水平。从最佳管理实践（best management practice， BMP）发展到低影响开发（low impact development， LID），雨洪调蓄的焦点从大流域转向小流域，借助场地中的景观要素，通过渗透、过滤、蓄存、挥发和滞留等天然的水文控制措施，将径流控制在源头，减少了暴雨径流集中管理的需要，且成本更低、具有更好的景观效应。如今在美国很多地区，如俄勒冈州、华盛顿州、马萨诸塞州、弗吉尼亚州、马里兰州的一些城市都有雨洪调蓄的景观工程，包括雨水塘、雨水湿地、绿色屋顶、雨水花园、街道浅沟等。

德国在20世纪80年代开始逐步建立和完善雨洪调蓄技术、行业标准与管理条例。各州法规都规定除特定情况外降水不能直接排放到公共管网中，城市开发要实现“排放量零增长”。

澳大利亚的水敏性城市设计（WSUD）是在应对长期干旱的情况下提出的对传统开发措施的改进，强调通过城市规划设计的整体分析来减少对自然水循环的负面影响，并保护水生生态系统的健康，强调将暴雨径流和天然河道作为资源进行利用，而不是在暴雨时尽快将雨水排出。主要思想包括：保护城市中的天然水系，并使其充分发挥作用；在控制暴雨径流的同时考虑景观效应，将城市中的雨水管理、生物栖息、公共休闲和视觉景观等不同功能用地进行整合；通过天然的洼地蓄水和减小不透水地表比例降低城市的雨水径流量和高峰径流量；最小化排水基础设施建设的费用。

依据国外发达国家的经验，绿色雨水控制工程规划设计的原则可以归纳为：源头减排、收集渗透、安全输送、调蓄利用、控制排放。

我国的雨洪调蓄研究和实践还处于起步阶段，多限于城市小区尺度，以工程设施的探讨为主，相对缺乏以雨洪管理、水质保护和景观综合效应为目的宏观尺度雨洪管理规划。因此，实施雨水的科学管理及建设城市绿色雨洪控制系统需要总结发达国家城市雨洪控制管理的经验原则。雨水管理既要控制雨水的水量，也要控制雨水的水质，从而削减污染，减少洪涝灾害。

在河流与城市组成的区域系统，须建立雨洪控制总体系统，统筹考虑河水、雨水的洪涝防治、污染控制与水资源利用。在城市雨水控制系统中，源头兴建LID设施，减少径流量，削减污染，中游建立完善的下水道系统，下游设置调节池和雨水泵站，处理或控制雨水合理排放。在河流系统中，上游建设水库蓄洪和调节水资源，中游设置滞洪和导洪设施，减少河道洪水量。河流下游出口设计要考虑特大暴雨洪涝情况下，支流排入干流、河流排入大水体前[特别是平原地区的入海（江湖）口]的泄洪和强制排放措施。图1-4为河流和城市区域雨洪控制系统概念图。

1.4.2　城市雨水减排、控污与防洪排涝策略

城市雨水减排、控污与防洪排涝须多种策略共同运用，总体而言，须在源头兴建低影响开发设施，渗蓄滞留雨水、调节水量、减少径流量、削减污染；中游须建立完善的下水道系统；下游须设置调节池和雨水泵站，调蓄利用雨水或控制雨水合理排放。城市雨洪综合管理系统示意图见图1-5。

1.4.3　城市雨洪控制系统规划的任务和内容

城市雨洪控制系统规划的主要任务包括径流总量控制、径流峰值控制和径流污染控制。

径流总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量为标准。实践中，各地在确定年径流总量控制率时，需要综合考虑多方面因素。一方面，开发建设前的径流排放量与地表类型、土壤性质、地形地貌、植被覆盖率等因素有关，应通过分析综合确定开发前的径流排放量，并据此确定适宜的年径流总量控制率。另一方面，要考虑当地水资源禀赋情况、降雨规律、开发强度、低影响开发设施的利用效率以及经济发展水平等因素；具体到某个地块或建设项目的开发，要结合本区域建筑密度、绿地率及土地利用布局等因素确定。

径流峰值流量控制是城市雨洪控制规划的主要任务之一。海绵城市建设低影响开发设施受降雨频率与雨型、设施建设与维护管理条件等因素的影响，一般对中、小降雨事件的峰值削减效果较好，对特大暴雨事件，虽仍可起到一定的错峰、延峰作用，但其峰值削减幅度往往较低。因此，为保障城市安全，在低影响开发设施的建设区域，城市雨水管渠和泵站的设计重现期、径流系数等设计参数仍然应当按照《室外排水设计规范》（GB 50014）中的相关标准执行。低影响开发设施是城市雨洪控制系统的源头控制系统，应与城市雨水管渠系统（也称为小排水系统）及防洪排涝系统（包括城市防洪及内涝综合防治系统，也称为大排水系统）相衔接，建立从源头到末端的全过程雨水控制与管理体系，共同达到雨洪综合控制、内涝防治要求。城市内涝防治设计重现期应按《室外排水设计规范》（GB 50014）中内涝防治设计重现期的标准执行。

径流污染控制同样是城市雨洪控制规划的主要任务之一，既要控制分流制径流污染物总量，也要控制合流制溢流的频次或污染物总量。各地应结合城市水环境质量要求、径流污染特征等确定径流污染综合控制目标和污染物指标，污染物指标可采用悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、总氮（TN）、总磷（TP）等。考虑到径流污染物变化的随机性和复杂性，径流污染控制目标一般也通过径流总量控制来实现，并结合径流雨水中污染物的平均浓度和低影响开发设施的污染物去除率确定。

城市绿色雨洪控制规划主要包括以下内容。

（1）源头削减LID措施

通过绿色屋顶、渗透地面、下凹湿地、植草沟、滞留池等低影响开发措施，削减进入雨水径流量和污染物量。

（2）街道雨水排水设施

合理布置街道雨水口，对街道集水和排水能力进行核算，明确不同设计重现期下的街道边建筑的涉水水位。有条件的城市在纵向规划上，应设计若干条具有较大排水能力的街道，作为应对超大暴雨的城市排水通道，提高城市防洪能力。

（3）雨水管渠系统

按远期规划设计雨水管渠和雨水泵站，在人口密集、内涝已发生且经济条件较好的地区，应尽可能采用较高的设计标准。雨水管渠系统不仅要有较高的排水能力，还应考虑超大暴雨时的调蓄能力。雨水管渠系统设计应与城市防洪系统相协调。

（4）雨水污染控制与城市水体生态环境保护

对排入水体的雨水管渠出水，采取高效的净化处理措施，控制雨水特别是初期雨水和合流制管道溢流对水体的污染，评估雨水对水体生态环境的影响。进行滨水岸带生态功能建设，修复水体生态系统，提升水体环境质量。

（5）城市水资源与雨水利用系统

利用雨水花园、蓄水池等设施，收集雨水并采取适当的净化措施，将雨水变成再生水，用于生活杂用或绿化用水。建设各种渗透设施，促使雨水补充地下水或暂存于地下含水设施中，需要时再抽提利用。

（6）城市防洪排涝系统

通过城市水文和水力模拟，利用数学模型，预测评估不同强度、不同重现期的雨洪内涝风险，包括极端状态下的雨洪风险评估。规划设计可应对不同雨洪内涝风险的城市排洪体系，包括源头减量设施、排水管渠、调蓄设施、雨水泵站、城市排洪沟渠、河道、承洪涝水体。城市排洪系统不仅应安全排除设计重现期范围内的雨水，也要为极端状态下的超标雨洪规划出路和预警应急方案；不仅要规划雨洪防控工程措施，也要规划非工程措施。

（7）城市水体公共安全、卫生

规划设计中要考虑到暴雨对城市水体安全的影响，特别平时对公众开放的亲水区域的安全潜在风险，设置工程和非工程措施，以减少洪涝对公众安全的危害。控制雨水径流污染，维持景观娱乐城市水体的卫生条件。

（8）城市基础设施和公众财产保护

暴雨尤其是特大暴雨会造成严重的城市内涝，规划设计中须充分考虑暴雨对城市重要基础设施及水体岸边、临街建筑的潜在威胁，评估特大暴雨对城市基础设施和公众财产带来的安全风险。

（9）城市和社区水体景观娱乐功能改善

利用净化的雨水补充景观水体，并设置水力循环或生态净化措施，节约新鲜用水，改善城市和社区景观水体娱乐功能。

（10）雨洪控制工程的可行性和公众的接受性评估

评估雨水规划设计方案的技术经济可行性，规划设计方案应做到理念先进、经济可行、可持续实施。规划设计方案应广泛征求公众的意见，开展多形式宣传教育，提高公众对绿色雨水控制工程的认识程度，对各种雨洪控制工程设施安全运行的了解程度，以及极端暴雨情况下对个人风险应急安全保护措施的了解程度。

现阶段，我国在雨洪控制规划设计建设中亟待解决的问题包括管理层面和技术层面两方面的问题。

管理层面须解决的问题有：现代雨洪控制设计理论及模型软件的研究；国家或地方雨洪控制设计规范、技术指南的出台与执行；将依靠经验、粗放型的设计改变为严谨、精细、科学的设计。

技术层面须解决的问题有：积极推广低影响开发技术，加强雨水利用，提倡源头减排，建设海绵城市；重视雨水口排水能力的理论计算分析，如雨水口服务面积、位置、间隔、数量、雨水口附近的积水的数值分析等；另外，目前我国还没有针对各种雨水口的飞溅速度的数学模型。为应对大雨洪，要设计核算、明确街道的排水能力，在特殊情况下，利用街道排除大雨水；重视城市排洪沟（河）的设计建设，核算城市特大雨洪的排水能力，并制订相应的预案对策；重视雨水管道的维护管理，如加强地面清扫、垃圾集中堆放与及时清运、定期疏通管道等，可使雨水污染物的排放明显削减，并减少积水外溢。