海绵城市年径流总量控制目标取值和分解解剖.docx

海绵城市年径流总量控制目标取值和分解研究 2015-10-20?中国给水排水 康丹，叶青 (武汉市规划研究院，湖北武汉430014) 摘要：年径流总量控制率是海绵城市规划控制目标中的首要指标，径流总量控制目标取值和分解是海绵城市规划设计中的重点和难点。结合《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，在水生态、水安全、水环境和水资源等四个方面需求分析的基础上确定海绵城市径流总量控制目标，并开展目标值分解三级法的应用研究，以供规划和设计同行参考。 年径流总量控制率是海绵城市建设的首要目标，取值越高，环境保护和内涝防治的综合效益越好，但是工程投资和实施难度也越大，因此，年径流总量控制率目标对海绵城市规划设计方案影响较大。 海绵城市低影响开发建设在国内尚无大规模实践和系统设计经验，为指导和推进全国海绵城市低影响开发建设，2014年10月，住建部发布《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》（简称《指南》）。笔者在满足《指南》对年径流总量控制率要求的基础上，对年径流总量控制目标取值区间进行优化，并开展径流目标值系统分解思路研究，以期为海绵城市规划和设计提供参考。 1 海绵城市径流总量控制目标取值 1.1 年径流总量控制率分区及取值 《指南》将我国大陆地区年径流总量控制率分为5个区，并提出相应的取值范围。为保证《指南》的普适性，取值范围区间跨度较大，区间内高值和低值差距显著。以武汉和海口为例，分别位于径流控制分区的第Ⅳ区和第Ⅴ区，设计降雨量取值区间分别为（24.5~43.3）、（23.5~63.4） mm，高低限值之比分别达到1.8、2.7，取值跨度较大，给各地海绵城市年径流总量控制目标取值的确定带来困扰。 1.2 年径流总量控制目标取值区间优化 海绵城市建设包括水生态、水安全、水环境和水资源四方面的需求，以实现水生态循环达到开发前、水系水质达标、有效应对城市内涝和雨水资源化利用四大目标，通过研究确定实现各目标的最小年径流总量控制率，取其中最大值作为年径流总量控制目标取值区间的最小值，以优化取值区间。 建议以城市年径流总量控制率达到当地的天然径流总量控制率作为水生态目标实现的控制标准。天然径流控制率通过对实测的径流率进行还原计算而得。像武汉这样的多水地区，应按照陆地区域的天然径流总量控制率计算。 水环境水质目标与年径流总量控制率关联的建立相对复杂。首先根据城市水体水质管理目标和水质现状，计算城市水体最大环境容量，扣除点源和内源污染物等的排入量，推算城市降雨径流污染物最大可排入量，再根据径流污染物浓度与径流量的关系推算相应的年径流总量控制率。 水安全内涝目标与年径流总量控制率的关系难以直接计算，需在充分考虑城市管渠系统排放、内涝设施调蓄等因素的基础上采用模型模拟计算。 由于海绵城市中年径流总量控制率目标通过控制中、小降雨排放来实现，雨水资源化利用设施规模常按照2年一遇的降雨重现期设计，并不局限于中、小降雨，因此，两者取值关联不密切，不建议将雨水资源化利用目标作为确定海绵城市年径流总量控制目标的依据。 一般情况下，水生态目标对应的年径流总量控制率取值最高，在不具备条件的地区，可对以上方法进行简化，直接以天然径流控制率作为城市年径流总量控制目标取值区间的最小值。 2 海绵城市年径流总量控制目标分解方法 2.1 《指南》中年径流总量控制目标分解方法 《指南》第3章第4节中已提供年径流总量控制目标的详细分解方法，流程如图1所示。 在按照《指南》进行年径流总量控制目标分解的过程中，存在两个问题，导致分解难以执行。一是《指南》中年径流总量控制目标直接从地区分解到地块，两者用地规模差距过大，导致地区总控制目标对地块目标的指导性不强，两者难以衔接。在实际设计中，总体规划设计面积往往达数百乃至上千平方千米，而控制性详细规划控制的地块用地面积多为数十公顷甚至更小，地块加权后的年径流总量控制率与规划目标容易偏离，可能导致大量的调整和试算工作。二是部分规划和改建地块的综合雨量径流系数计算存在困难。《指南》表4-3中雨量径流系数的汇水面积种类为各类下垫面；下垫面参数在详规和设计阶段才能明确，在城市总规、专项规划和控规阶段，无法对地块下垫面面积分类进行统计。 2.2 年径流总量控制目标分解三级法 2.2.1 三级法思路 根据年径流总量控制目标分解中存在的问题，提出三级法。三级法思路主要包括两点： 一是分层控制，多级分解。通过增加目标控制的层数，缩小单级分解的跨度；层层核算，减少校核的工作量。分解和控制级数可根据需要确定，参照武汉汇水情况，采用三级分解比较适宜，对流域或地区、排水子系统、街区和道路、宗地和路段等四层不同规模用地的年径流总量控制率目标进行设计，见图2。 二是分类赋值。根据用地属性和建设分类，考虑可实施性和需求，将地块分类，并