【分享】北京市《雨水控制与利用工程设计规范》市政工程部分解读

　　北京市雨水控制与利用从推广到大范围应用，历经近20年，形成了较为完善的体系。截止到2012年底，共建设雨水控制与利用项目808余项，年综合利用雨水量达到5706.3万m3，对节约用水、降低开发区域外排水量发挥了重要作用，但基本上以建筑与小区为主，市政工程范围内的雨水控制与利用相对较少。产生这样的原因，除部分政策、规划、标准规范相对滞后外，也受到市政工程范围内用地权属复杂、相关市政行业技术要求和行业利益限制等影响，致使市政工程范围内雨水控制与利用工程的推广困难。

　　为进一步在北京市推广雨水控制与利用，减轻城市内涝，实现雨水资源化管理，北京市规划委员会和北京市水务局联合组织编制了北京市地方标准《雨水控制与利用工程设计规范》（DB11/685-2013，以下简称“雨控规”），“雨控规”对近年来北京市雨水控制与利用工程的设计和实践经验进行了总结，在国内首次对市政工程内雨水控制与利用做了较为详细的规定。本文结合“雨控规”编制的体系框架和主要内容，详细介绍市政工程部分编制内容，并对重要条款进行解读，以便工程设计人员和相关审批人员在实际工程中准确把握。

　 　1“雨控规”体系框架
　　“雨控规”共分5章：1.总则；2.术语、符号；3.设计计算；4.建筑与小区；5.市政工程，编制条文总数148条，其中强制性条文9条（第1.0.3、1.0.7、4.1.11、4.4.2、4.6.1、4.8.9、5.4.4、5.6.4、5.6.5条），体系框架见下图。

　　设计计算部分（第三章）汇总了雨水计算常用的方法和相关参数，该部分内容适用于建筑与小区和市政工程相关计算。
　　建筑与小区（第四章）与市政工程（第五章）根据各自应用范围的特点，按照雨水控制与利用的形式进行编制。这两章节均结合北京市相关雨水控制与利用实施情况，特别对雨水控制与利用规划做了相应规定，主要考虑雨水控制与利用工程的建设应先从规划阶段进行控制，这样可保证从规划阶段与总体规划和其他相关专项规划协调，能够对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等进行综合分析、论证。此外，从北京市目前基建程序考虑，编制雨水控制与利用规划有利于工程建设和推广。

　 　2、市政工程部分与相关法规、规范标准的联系
　　2.1与《城镇排水与污水处理条例》的联系
　　《城镇排水与污水处理条例》（以下简称“条例”）经2013年9月18日国务院第24次常务会议通过，2013年10月2日中华人民共和国国务院令第641号公布，自2014年1月1日起施行，是我国城镇排水与污水处理领域第一部国家层面专门的法律法规，对推动实现城镇水系统的健康循环具有举足轻重的积极作用。
　　“条例”将“尊重自然”作为城镇排水与污水处理统领性原则，并在第一条、第四条、第六条、第八条、第十二条、第十三条、第十八条、第十九条对雨水控制与利用提出明确要求。综合分析以上条款，关于雨水控制与利用有如下特点：
　　（1）“条例”总结了近年来国内外研究和实践的先进经验，强调解决水的问题要从源头、过程、末端实行全过程控制，要求在城镇建设和改造过程中减少对环境的冲击，做到生态排水，提出了“蓄、滞、渗、用、排”相结合的雨水综合管理的理念，提倡构建与自然相适应的城镇排水系统，体现了行业发展的特点和技术进步。
　　（2）“条例”多次提到“削减雨水径流”、“雨水径流控制”等要求，并相应地提出有关措施，包括增加绿地、砂石地面、可渗透路面和自然地面对雨水的滞渗，利用建筑物、停车场、广场、道路等建设雨水收集利用设施，削减雨水径流等，体现了低影响开发理念和尊重自然的原则。
　　（3）“条例”从规划、设施建设及政策鼓励等方面制定了一系列促进雨水资源化利用的制度措施。同时，明确了初期雨水收集与处理的方式，对初期雨水的调控排放和污染防治提出了要求，这对于防止城市水环境污染，特别是合流制地区下游污水处理厂正常运行十分重要，也为雨水资源的综合利用创造了条件。
　　对比分析“条例”与“雨控规”，两者均体现了尊重自然、雨水综合利用的原则，强调规划建设中贯彻低影响开发理念和规划先行，同时特别提出初期雨水控制的重要性。

　　2.2与GB50014《室外排水设计规范》的联系
　　“雨控规”市政工程中关于雨水调蓄排放相关条款借鉴了《室外排水设计规范》（2011版）“4.14雨水调蓄池”中的内容，在此基础上将用于控制面源污染的调蓄设施容积计算，分为分流制排水区域和合流制排水区域。
　　2014年2月10日《室外排水设计规范》（2014版）颁布实施。本次修订的重点是调整和补充与内涝防治和雨水利用相关的技术内容，包括调整雨水排水管渠设计重现期、增加内涝防治系统设计重现期、补充雨水设计流量相关计算、增加雨水利用和内涝防治工程设施等。与2011版《室外排水设计规范》相比较，2014版规范的修订内容主要体现在提高排水标准、完善内涝防治措施方面，对更新我国排水系统设计理念、加快内涝防治技术研究和设施建设、促进我国城镇排水和内涝防治系统标准体系的建立，将起到重要作用。此外，特别强调了排水工程在城市发展建设和长期发展战略中的重要地位。
　　2014版《室外排水设计规范》进一步结合雨水控制与利用新理念和最新工程实践经验，补充完善了雨水调蓄、雨水渗透及雨水综合利用的相关规定。
　　对比分析2014版《室外排水设计规范》与“雨控规”相关内容，前者在相关设施（如雨水口）设置标准上有所提高，但总体上两者是协调统一的。

　 　2.3与《城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准》(DB11/T969-2013)的联系
　　北京市地标《城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准》（以下简称“雨径标”）于2013年7月1日实施，涉及雨水流量计算、暴雨强度公式、径流系数、重现期以及降雨雨型选取等内容。“雨控规”除径流系数外其他完全采纳了“雨径标”的内容。“雨控规”的径流系数借鉴了国标《建筑与小区雨水利用工程技术规范》的分类方法，将径流系数分为雨量径流系数和流量径流系数，一般流量径流系数大于雨量径流系数。在径流系数选取上，市政工程应选雨量径流系数，取值相当于“雨径标”的径流系数。

　　2.4与《下凹桥区雨水调蓄排放设计规范》（DB11/T1068－2014）的联系
　　北京市地标《下凹桥区雨水调蓄排放设计规范》（以下简称“桥蓄规”）自2014年6月1日起实施，主要对下凹桥区雨水调蓄排放形式、计算方法与标准、相关设施做出规定，旨在规范北京市下凹式立交桥区雨水排放系统的升级改造。“桥蓄规”借鉴了2014版《室外排水设计规范》关于特别重要地区雨水排放系统的校核标准（50年或以上），并结合了北京市正在进行编制的相关防洪排涝规划成果，是北京市内涝防治工程的重要成果之一。
　　对比分析“桥蓄规”与“雨控规”相关内容，两者在设计标准上是协调统一的，实际工程中，涉及到下凹桥区雨水调蓄排放系统设计时，应按“桥蓄规”标准执行。

　　3“雨控规”市政工程部分重要条文解读

　 　3.1一般规定
　　【条文5.1.1】市政工程雨水控制与利用范围：城市道路、郊区公路、城市广场、地下空间、公园绿地、市政场站等市政工程内的雨水控制与利用。
　　解读：市政工程属于城市基础设施，是指城市建设中的各种交通、给排水、燃气、动力、通讯、城市防洪、环境卫生及照明等基础设施，是城市赖以生存和发展的基础。
　　“雨控规”将郊区公路纳入市政雨水控制与利用范围，主要基于：①北京周边郊区公路网较密集，雨水控制与利用空间较大；②北京城乡一体化进程较快，郊区公路周边用地逐步发展为城市用地，郊区公路逐渐承担起城市道路的功能；③郊区公路多途经城市重要卫生防护区和水源地，雨天存在径流污染的可能；④部分郊区公路现况雨水系统不完善。
　　“雨控规”将地下空间纳入市政雨水控制与利用范围，主要基于：①城市地下空间是一个巨大且丰富的空间资源，据统计，2012年我国城市建设用地总面积为32.28万hm2，按照40%的可开发系数和30m的开发深度计算，可供合理开发的地下空间资源量就达到3873.6亿m3，若得到合理开发，将对扩大城市空间、实现城市集约化发展具有重要的意义；②地下空间设置的出地面孔、口往往会成为雨水倒灌的通道，在地下空间区域范围内或周边建设雨水控制与利用工程，可确保地面不出现大的积水或出现积水也不会倒灌入地下空间内。

　 　【条文5.1.2】市政工程雨水控制与利用的目的是以削减地表径流与控制面源污染为主、雨水收集利用为辅。
　　解读：“雨控规”从防灾减灾和保护城市水环境的角度出发，对市政工程雨水控制与利用的目的做了规定。“雨控规”基于：①市政工程范围内不透水下垫面占大多数，径流系数较大，由降雨径流冲刷引起的面源污染严重地影响了城市水环境；②极端降雨事件引起的水患对城市公共安全造成较大的威胁；③北京雨季时间较短，降水量多集中在6~8月（约占年雨量的75%），雨水收集利用的工程效益不明显。

　 　【条文5.1.3】雨水控制与利用工程的建设不应降低市政工程范围内的雨水排放系统设计降雨重现期标准。
　　解读：“雨控规”主要基于：①根据北京市历年降雨量资料统计，7月下旬~8月上旬多为降雨高峰期，降水不仅高度集中，还常以暴雨形式出现；②基于降雨事件的随机性，在连续性降雨、特大暴雨事件情况下，由于雨水控制与利用工程的建设而降低市政排水标准将对排水安全造成极大威胁；③当前我国工程建设普遍起点高，但后期管理薄弱，难以保证雨水控制与利用工程管理做到与市政排水系统的管理协调一致。

　　3.2雨水控制与利用规划
　　 【条文5.2.4】规划及新建污水处理厂处理水量应包括流域范围内初期雨水量。
　　解读：“雨控规”主要基于：①目前北京市已建成的污水处理厂很少考虑区域初期雨水量，新建污水处理厂从规划及建设阶段应考虑区域初期雨水量增加，有利于控制市政工程范围内的面源污染；②由北京市历年降雨情况、初期雨水收集量及水质分析，新建污水处理厂增加初期雨水量对处理工艺影响和投资影响不大。

　 　3.3雨水控制与利用形式
　 　【条文5.3.1】雨水控制与利用形式：入渗、调蓄排放、收集回用等形式及组合。
　　解读：目前北京市建筑小区的雨水控制与利用形式较多，而市政工程范围内雨水控制与利用进展缓慢，采用何种技术形式应与市政工程的具体特点相适应，并应经过技术经济比较确定。总结北京市目前已建成的市政雨水控制与利用工程，并结合国标《建筑与小区雨水利用工程技术规范》分类，分为雨水入渗、雨水调蓄排放、雨水收集回用3种主要形式，其中雨水入渗主要为绿地入渗和硬化地面入渗；调蓄排放主要为城市路段道路、下凹桥区、郊区公路、城市广场、地下空间；收集回用主要为雨水弃流、雨水存储、雨水处理。在实际工程建设中，这三种形式可灵活组合。

　 　3.4雨水入渗
　 　【条文5.4.5】渗透设施的日渗透能力不宜小于其汇水面上81mm的降雨量，渗透时间不应超过24小时。
　　解读：本条款参考国标《建筑与小区雨水利用工程技术规范》6.1.4条的相关规定确定。此外，北京市规划委员会《新建建设工程雨水控制与利用技术要点（暂行）》（市规发［2012］1316号文）也做出了相应规定。日降雨81mm相当于北京市2年一遇的日降雨总量，采用具体数值主要为了方便设计及审批人员使用。

　　【条文5.4.10】新建（含改、扩建）城市道路绿化隔离带可结合用地条件和绿化方案设置下凹式绿地。
　　解读：道路范围内设置下凹式绿地有利于控制面源污染，但道路隔离带内设置下凹式绿地需具备一定条件，通常受隔离带宽度、行道树布置、市政管线敷设、道路景观的影响，鉴于目前北京市道路工程绿化工程建设特点，下凹式绿地设置需结合道路景观要求和周边用地条件。

　 　【条文5.4.15】人行道、自行车道、步行街、城市广场、停车场等轻型荷载路面的透水铺装结构应满足小时降雨量45mm表面不产生径流的标准。
　　解读：根据《北京市透水人行道设计施工技术指南》3.1.3条和《透水砖路面技术规程》3.0.3条规定，考虑自行车道、步行街、城市广场、停车场均属于轻荷载硬化路面，一些属性与人行道类似，“雨控规”采用同一标准。小时降雨量45mm相当于北京市2年一遇持续1小时的降雨量。

　　3.5雨水调蓄排放
　　【条文5.5.5】调蓄设施的调蓄容积及调蓄控制需按区域降雨、地表径流系数、地形条件、周边雨水排放系统及用水情况综合考虑确定，有条件地区，调蓄设施设计宜采用数学模型法，计算需涵盖降雨重现期2、3、5、10、20、50年的降雨情况。
　　解读：城市雨水系统是由汇水街区、管线、沟渠、河道、泵站、检查井、雨水口、出水口、堰、孔口、调蓄设施及渗透设施等要素组成的一个拓扑结构复杂、规模庞大、变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统。运行中的雨水系统，其状态随降雨量的变化而变化，加之结构的复杂性，很多参数和状态变量是不确定的，整个系统表现出强烈的动态、随机性。到目前为止，数学模型法是展示雨水系统运行状态的最有效方法。因此，“雨控规”规定在有条件区域调蓄设施设计宜采用数学模型法，该方法能动态地反映出调蓄设施的运行工况，有利于工程设计和后期维护管理。
　　排水工程常用的数学模型一般由降雨模型、产流模型、汇流模型、管网水动力模型等系列模型组成，可以更加准确地反映地表径流的产生过程和径流流量。目前应用较为广泛的主要有美国环境保护署（EPA）开发的SWMM（StormWaterManagementModel，公用），英国Wallingford公司开发的InfoWorksCS/ICM（商用），丹麦水利研究所（DHI）的Mike-UrbanCS（商用）以及美国奔特力公司开发的CivilStorm（商用）等模型。

　　 【条文5.5.7】在分流制排水区域，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：

　　解读：“雨控规”参考德国“ATVArbeitsblattA1281992”标准中的调蓄池计算方法，采用单位面积上削减的径流体积作为控制分流制区域的控制指标，结合北京市市政工程范围内初期雨水控制量（3～15mm）并考虑雨水产汇流过程的折减情况，确定单位面积上调蓄雨水量20～100m3/hm2。
　　本条款与2014版《室外排水设计规范》4.14.4A条所采用的方法本质上相同，排水规范中调蓄量取4~8mm主要针对我国一般情况，且计算时不计折减情况。

　 　【条文5.5.13】下凹桥区的排水形式应采用强排与调蓄相结合的方式。
　　解读：城市道路按照形态分布可分为路段道路和立体交叉道路，其中立体交叉道路又可分为上跨式和下穿式两种形式。常规情况下，上跨式立体交叉道路雨水通过重力排向下游，而下穿式立体交叉道路则有两种形式：①最低点高程较高，雨水通过重力流排除；②最低点高程较低，桥区雨水无法采用重力流排除，则需要设泵站提升排除。由低于周边地面的下穿式立体交叉道路形成的下凹桥区极易形成城市积滞水点，严重时可造成交通瘫痪，甚至人员伤亡。2012年“7.21”超标降雨，北京市多处下凹桥区发生严重积水，分析原因多为桥区排水标准偏低、大面积客水汇入及河道水位偏高引起的。“7.21”超标降雨后，北京市开始对雨水排除系统进行升级改造，市政府启动了《北京城区雨水泵站系统升级改造及雨洪控制利用三年工作计划》，计划分期、分批对中心城区84座下凹式立交桥区雨水泵站实施升级改造。改造内容主要包括雨水收集系统改造、水泵扩能、新建调蓄池和建设独立退水管线4部分内容，通过泵站升级改造、调蓄池建设、雨水控制利用等综合措施，实现城市环路、主干路、放射线等交通重要节点在10年一遇强度的降雨时道路通畅。
　　鉴于立体交叉道路雨水系统多为城市排水系统的一部分，立体交叉道路的雨水泵站排水标准提高并不能保证下游排水系统标准同步提高，因此，规范规定常规情况下下凹桥区排水形式采用强排与调蓄相结合的方式。目前，北京市改造完成的下凹桥区多采用雨水调蓄排放系统，其由雨水收集系统、调蓄系统、泵站提升系统和外排系统组成，具体见图2。

　　“桥蓄规”对下凹桥区的雨水排放形式、标准、相关要求做了相应规定，该规范特别提出下凹桥区雨水泵站设计标准应与调蓄、排放措施相结合，综合达到50年重现期校核标准。

　 　【条文5.5.18】城市广场的建设不应增加周边道路雨水径流总量，应自行消纳硬化后超标雨水量，并宜进行利用。
　　解读：“雨控规”基于：①无透水铺装的城市广场一般径流系数较高（0.6~0.9），规范从低影响开发（LID）的角度出发，规定城市广场超标雨水量自行消纳，以保证区域开发后径流零增长；②城市广场用地较为充裕，可采取多种雨水控制与利用措施，易于实现。

　　 3.6雨水收集回用
　　 【条文5.6.10】新建市政雨水排放口处应设置径流污染控制设施，以去除雨水中的污染物。可采用雨水沉淀池、生态塘、人工湿地等。
　　解读：实际工程中在雨水排放口处设置径流污染控制设施的排水系统能拦截大量的悬浮物和泥沙，便于后期的维护管理，有利于水环境的保护。目前北京市区内现状雨水排放口大部分位于河道处，用地较为紧张，已不具备增加径流污染控制措施。“雨控规”规定在新建市政雨水排放口处根据用地情况设置径流污染控制措施。

　　 4结语
　　（1）“雨控规”市政工程部分与国家和北京市近期颁布实施的法规、规范标准是协调一致的，实际应用中在标准的选取上应综合分析，原则上选用高值。
　　（2）“雨控规”市政工程部分特别强调了雨水控制与利用工程前期规划工作的重要性，市政工程范围内更加侧重削减地表径流与控制面源污染，同时在规划设计中要尊重自然和贯彻低影响开发理念。
　　（3）“雨控规”在相关计算方法上推荐采用数学模型法。