雨水调蓄

        雨水调蓄池是雨水收集的设备，一般情况下，将雨水调蓄池分为三类：地下封闭式调蓄池、地上封闭式调蓄池、地上开敞式调蓄池。三种雨水调蓄池在雨水收集中的作用不一，因此，需要依据建筑或者工程的特定情况来选择。

　　 雨水调蓄池的位置一般设置在雨水干管（渠）或有大流量交汇处，或靠近用水量较大的地方，尽量使整个系统布局合理，减少管（渠）系的工程量。可以是单体建筑单独设置，也可是建筑群或区域集中设置。设计地表调蓄池时尽量利用天然洼地或池塘，减少土方，减少对原地貌的破坏，并应与景观设计相结合。
 
　　（1）地下封闭式调蓄池
 
　　目前地下调蓄池一般采用钢筋混凝土或砖石结构，其优点是节省占地；便于雨水重力收集；避免阳光的直接照射，保持较低的水温和良好的水质，藻类不易生长，防止蚊蝇滋生；安全。由于该调蓄池增加了封闭设施，具有防冻、防蒸发功效，可常年蓄水，也可季节性蓄水，适应性强。可以用于地面用地紧张、对水质要求较高的场合。但施工难度大，费用较高。
 
　　设计时应根据当地建筑材料情况选用结构形式。图6.2是钢筋混凝土地下调蓄池示意。国外也有用组装箱拼装式结构，孔隙率可达到90%,施工快速、简单。
 
　　（2）地上封闭式调蓄池
 
　　地上封闭式调蓄池一般用于单体建筑屋面雨水集蓄利用系统中，常用玻璃钢、金属或塑料制作。其优点是安装简便，施工难度小；维护管理方便；但需要占地面空间，水质不易保障。该方式调蓄池一般不具备防冻功效，季节性较强。
 
　　（3）地上开敞式调蓄池
 
　　地上开敞式调蓄池属于一种地表水体，其调蓄容积一般较大，费用较低，但占地较大，蒸发量也较大；地表水体分为天然水体和人工水体。一般地表敞开式调蓄池体应结合景观设计和小区整体规划以及现场条件进行综合设计。设计时往往要将建筑、园林、水景、雨水的调蓄利用等以独到的审美意识和技艺手法有机地结合在一起，达到完美的效果。作为一种人工调蓄水池，一般不具备防冻和减
 
　　少蒸发的功能。对数十座城市二百多个住宅小区景观水池的调研表明，渗漏率超过50%,因此，在结构选择、设计和维护中注意采取有效的防渗漏措施十分重要。一旦出现渗漏，修复将是非常困难和昂贵的工作，尤其对较大型的调蓄池。
 
　　在拟建区域内有池塘、洼地、湖泊、河道等天然水体时应优先考虑利用它们来调蓄雨水。

       近年来，涝灾已成为困扰着中国各大城市的新城市病，北京、西安、武汉、长沙、广州等诸多大城市都陷入了雨季逢雨必涝、内陆“看海”的无奈境地，造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便；而另一方面，城市缺水问题同样突出，中国被联合国认定为“水资源紧缺国家”，全国有400余座城市供水不足，其中110个严重缺水。造成这种两难局面的原因，一方面是由于传统的城市开发方式建设了大面积的不透水地面，导致地表径流增加，聚集时间缩短，给雨洪调蓄带来了巨大压力[1]；另一方面，绝大部分城市应对暴雨的指导思想都是以排为主，要求雨水短时间内通过市政管网排入受纳水体，导致雨水管道和雨水泵站等排水设施不堪重负的同时，雨水资源也得不到合理利用，造成水资源的大量流失[2]。

   “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，国内很多学者开始倡导雨洪资源化管理的思路[3-6]。与洪水为友，将雨水视为资源进行调蓄利用，对于城市防洪减灾、缓解水资源危机、净化水质和补偿生态环境等方面都具有着重大意义。然而，目前雨水利用尚未纳入城市规划的正式体系，雨洪调蓄设施的规划建设得不到保障，往往滞后于城市发展；因此，本文希望在总结国内外先进雨洪管理理念的基础上，从城市规划前期开始介入，针对北京市亦庄经济技术开发区南拓片区的开发规划，将雨洪调蓄系统与城市生态基础设施进行整合，将工程技术与景观生态设计相结合，以绿地水系等自然要素构建城市“绿色海绵”，探索适应我国大城市雨洪管理要求的雨水资源化景观途径。

1.国内外雨洪调蓄理念与实践

       雨洪调蓄是雨水调节和雨水储存的总称[7]。从20世纪80年代开始，越来越多的国家和学者开始认识到雨洪调蓄的作用和重要意义，开始探索和应用新的雨洪管理理念对雨水进行统筹管理调度和资源化利用。

      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[8]。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[9]。从最佳管理实践（BestManagementPractice,BMP）发展到低影响开发（LowImpactDevelopment,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[10]，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[11]。如今在美国很多地区，如俄勒冈州、华盛顿州、马塞诸塞州、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[9]。

      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。1989年《雨水利用设施标准》标志着第一代雨水利用技术的成熟。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”。技术措施方面主要是采用下凹绿地、植被渗沟等方式，也利用景观水体收集调蓄雨水[12]。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和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。其主要思想包括：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少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[13]。

      日本建设省于1980年就曾通过推广雨水贮留渗透计划来鼓励雨水资源的收集利用，致力于补充涵养地下水、复活泉水和恢复河川基流。该计划得到了民间的广泛支持，1988年成立的“日本雨水贮留渗透技术协会”，吸引了包括住友、大成、日产和三井等84家著名企业参加。1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分[14]。

       相较而言，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。[15]但仍有部分学者的研究开启了整体和多目标解决雨洪问题的尝试，如董淑秋等人对北京首钢工业改造区进行的雨水利用综合规划[16]，俞孔坚等人从生态景观视角对城市雨洪管理系统的研究[17]及城市湿地公园设计实践[18]等等。

 2.研究区概况

       北京是一个旱涝并存的典型城市，每年的供水缺口在10亿m3以上，但其降水总量少且年内分布不均，约85%的降水集中在汛期并常以暴雨形式出现，造成频繁而严重的城市内涝；同时大量雨水通过排水系统直接排放出境，得不到充分利用，每年约有66%的雨水资源白白流失[19]。本文研究区北京市亦庄经济技术开发区南拓片区位于北京市东南部大兴区境内，六环路与七环路之间，是待开发的城市新区。研究团队接受委托，对这一地区进行总体规划前期研究。场地面积约1822.5hm2，主要为分散的乡村地带，有大面积农田和数条河流沟渠分布。经过调研发现，该地区位于北京市的自然排水方向，地势低洼，易发洪涝灾害；同时，该区地下水可供给量又远小于需求，形成了大面积超采区。作为北京市亦庄经济技术开发区的扩展地带，未来对该地区进行城市开发后，大面积的乡村和自然基底向城市建成区转化所带来的水系统结构和下垫面的变化，将给雨洪调蓄带来更大压力；而城市化后人口和用水量的增加，又将增大对水资源的需求。因此，需要前瞻性地分析雨洪资源化调蓄利用的方向，通过雨洪利用和景观生态设计结合的手段综合解决场地的水危机问题。

       雨水调蓄即雨水调节和储存的总称。雨水调蓄属于雨水利用系统，一般在雨水利用系统中以调蓄池的形态存在，雨水调蓄不仅是储存雨水，在对雨水的收集上，也起到相应的作用。
 
　　传统意义上雨水调节的主要目的是削减洪峰流量。通常，利用管道本身的空隙容量调节流量是有限的。如果在城市雨水系统设计中利用一些天然洼地和池塘作为调蓄池，将雨水径流的高峰流量暂存其内，待流量下降后，再从调蓄池中将水慢慢地排出，则可降低下游雨水干管的尺寸，提高区域防洪能力，减少洪涝灾害。此外，当需要设置雨水泵站时，在泵站前设置调蓄池，可降低装机容量，减少泵站的造价。此类雨水调蓄池的常见方式有溢流堰式或底部流槽式等。
 
　　雨水利用系统中的雨水调蓄，是为满足雨水利用的要求而设置的雨水暂存空间，待雨停后将储存的雨水净化后再使用。通常，雨水调蓄兼有调节的作用。当雨水调蓄池中仍有部分雨水时，则下一场雨的调节容积仅为最大容积和未排空水体积的差值。
 
　　在雨水利用尤其是雨水的综合利用系统中，调节和储存往往密不可分，两个功能兼而有之，以下称之为雨水调蓄（池）。在雨水利用系统中还常常兼沉淀池之用；一些天然水体或合理设计的人造水体还具有良好的净化和生态功能。
 
　　为了充分体现“节水、节能、节地”和可持续发展的战略思想，有条件时可根据地形、地貌等条件，结合停车场、运动场，公园、绿地等建设集雨水调蓄、防洪、城市景观、休闲娱乐等于一体的多功能调蓄池。
 
　　在雨水利用系统中，雨水的调节和储存是必不可少的步骤，这便是雨水调蓄，由于雨水调蓄在雨水利用系统中的重要地位，所以，想要将雨水有效地收集利用起来，就需要将雨水调蓄设计完善。