暴雨條件下水土保持措施效益分析

隋旭紅 夏振飛 李楓 喻定芳 羅騰 張君玉 馬駿

摘要對(duì)已建和在建項(xiàng)目在“7·20”暴雨中的積水和排水情況、雨洪利用措施發(fā)揮的作用、水土保持臨時(shí)措施發(fā)揮的效果進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明，雨洪利用措施和水土保持臨時(shí)措施均發(fā)揮了保持水土的效益。布設(shè)雨洪利用措施的建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目區(qū)基本無(wú)積水，僅部分項(xiàng)目積水在下凹式綠地區(qū)域，積水深度2～3 cm；布設(shè)水土保持臨時(shí)措施的項(xiàng)目無(wú)積水或積水較淺。同時(shí)指出目前存在的問(wèn)題，呼吁設(shè)計(jì)、施工、管理等各單位共同努力，將水土保持臨時(shí)措施落實(shí)到位，使雨洪利用措施效益最大化。

關(guān)鍵詞現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查；水土保持臨時(shí)措施；雨洪利用措施

中圖分類(lèi)號(hào)S152.7+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）12-0180-04

AbstractThe drainage situation， the effect of rain flood utilization measures and the effect of temporary measures of soil and water conservation in “7·20” rainstorm by existing and under construction projects were investigated. The results showed that rain water storage and infiltration measures and temporary measures of soil and water conservation played the role of soil and water conservation. There was no water or having depth of 2-3 cm water in sunkenlawn to the project of rain water storage and infiltration measures， and no water or shallow water to the project of temporary of soil and water conservation. This paper pointed out the existing problems， appealed design， construction， management and other units work together to implement temporary measures of soil and water conservation and maximiz the benefits of rainwater utilization measures.

Key wordsField investigation；Temporary measures for soil and water conservation；Rainwater utilization measures

2016年7月19日01∶00至21日08∶00，北京突降暴雨，全市平均降雨212.6 mm，城區(qū)274.0 mm，超過(guò)2012年的“7·21”特大暴雨全市平均降雨量170.0 mm。其中房山區(qū)多地為暴雨和大暴雨，局部地區(qū)為特大暴雨。

2016年7月21日，通過(guò)對(duì)47個(gè)已建和在建房地產(chǎn)項(xiàng)目布設(shè)的雨洪利用措施和水土保持臨時(shí)措施在暴雨過(guò)程中發(fā)揮的作用情況進(jìn)行調(diào)查，分析已建項(xiàng)目所布設(shè)的雨洪利用措施是否與海綿城市理念和低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建相吻合，現(xiàn)有措施還需如何改進(jìn)以滿足海綿城市的主導(dǎo)思想，同時(shí)為在建和未建項(xiàng)目雨洪利用措施的布設(shè)提供參考。同時(shí)，通過(guò)分析在建項(xiàng)目水土保持臨時(shí)措施的效果，總結(jié)開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目在施工過(guò)程中存在的問(wèn)題并提出對(duì)策，為今后水影響評(píng)價(jià)報(bào)告的開(kāi)展及施工中水土保持措施的優(yōu)化提供借鑒與指導(dǎo)。

1降雨情況

根據(jù)房山區(qū)防汛抗旱指揮管理平臺(tái)統(tǒng)計(jì)資料，房山區(qū)2016年7月20日08∶00至21日08∶00，平均降雨量157.6 mm，其中平原區(qū)平均降雨量162.3 mm，山區(qū)平均降雨量152.9 mm。此次降雨與2012年7月21日相比，降雨持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，影響范圍更大，但降雨強(qiáng)度相對(duì)較小。

此次調(diào)查的建設(shè)項(xiàng)目分布在房山區(qū)長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)、拱辰和西潞街道、青龍湖鎮(zhèn)、閻村鎮(zhèn)、燕山和城關(guān)街道、竇店鎮(zhèn)和長(zhǎng)溝鎮(zhèn)7個(gè)區(qū)域。7個(gè)區(qū)域降雨均達(dá)到了大暴雨級(jí)別，日均降雨量167.2 mm，其中長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)的降雨量最大，達(dá)到243.0 mm，長(zhǎng)溝鎮(zhèn)的降雨量最小，為133.5 mm。調(diào)查項(xiàng)目所屬各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的降雨量數(shù)據(jù)如圖1所示。

1.1調(diào)查方法

此次調(diào)查以實(shí)地調(diào)查為主，內(nèi)業(yè)分析整理設(shè)計(jì)圖紙為輔，現(xiàn)場(chǎng)配備必要的工具設(shè)施，如卷尺、手持GPS、照相機(jī)、記錄夾等。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查圖片見(jiàn)圖2。

1.2調(diào)查內(nèi)容

此次調(diào)查已建和在建項(xiàng)目共47個(gè)，其中已建項(xiàng)目8個(gè)，在建項(xiàng)目39個(gè)（表1）。在建項(xiàng)目中包括基坑開(kāi)挖項(xiàng)目9個(gè)，室外工程項(xiàng)目13個(gè)，主體結(jié)構(gòu)和裝修工程的項(xiàng)目17個(gè)（圖3）。對(duì)于已建項(xiàng)目，調(diào)查內(nèi)容主要為項(xiàng)目區(qū)積水情況、雨洪利用措施在暴雨過(guò)程中發(fā)揮的作用；對(duì)于在建項(xiàng)目，主要調(diào)查項(xiàng)目區(qū)積水和排水情況、水土保持臨時(shí)措施發(fā)揮的效果以及存在的問(wèn)題等。

2水土保持措施情況

2.1雨洪利用措施

此次調(diào)查已建和在建項(xiàng)目中實(shí)施的雨洪利用措施主要為雨水收集池、洼地、旱溪、滲井、透水/嵌草磚鋪裝、下凹式綠地等，調(diào)查顯示，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)無(wú)積水，雨洪利用措施在暴雨期間均發(fā)揮了蓄水、滲水、凈水的功能，上述措施屬于海綿城市和低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)所倡導(dǎo)實(shí)施的措施。在建項(xiàng)目實(shí)施的水土保持臨時(shí)措施主要為臨時(shí)排水溝、沉砂池、覆蓋、攔擋、碎石鋪裝、洗車(chē)槽等，調(diào)查表明，水土保持臨時(shí)措施的布設(shè)，避免了暴雨期間雨水無(wú)序、散亂排放，能夠?qū)⒂晁行蝽樌嘏懦?，有效減少了項(xiàng)目區(qū)的積水。

2.1.1措施統(tǒng)計(jì)。

此次調(diào)查的建設(shè)項(xiàng)目，實(shí)施的雨洪利用措施包括滲井、透水/嵌草磚鋪裝、下凹式綠地、雨水收集池、洼地、旱溪等。設(shè)計(jì)滲井的項(xiàng)目1個(gè)，設(shè)置滲井9座；布設(shè)透水磚、嵌草磚鋪裝的項(xiàng)目18個(gè)；設(shè)計(jì)下凹式綠地的項(xiàng)目7個(gè)，下凹式綠地率60%～90%；建設(shè)雨水收集池的項(xiàng)目15個(gè)；設(shè)計(jì)洼地的建設(shè)項(xiàng)目2個(gè)；設(shè)計(jì)旱溪的項(xiàng)目2個(gè)（表2）。

2.1.2雨水蓄積情況統(tǒng)計(jì)。

總體分析，此次調(diào)查的已建項(xiàng)目雨水收集池設(shè)計(jì)容積共計(jì)9 075 m3，此次暴雨實(shí)際蓄積總量7 260 m3，雨水收集池蓄積率為80%。以長(zhǎng)陽(yáng)鎮(zhèn)某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為例（圖4），主體設(shè)計(jì)雨水收集池有效容積500 m3（長(zhǎng)16.4 m，寬8.2 m，深4.0 m），根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際量測(cè)，暴雨后池內(nèi)水深距池內(nèi)頂約1.0 m，蓄集雨水量約400 m3，雨水收集池蓄積率為80%。

實(shí)際調(diào)查中，針對(duì)部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)的蓄水洼地也進(jìn)行了測(cè)算。調(diào)查項(xiàng)目設(shè)計(jì)洼地容積350 m3，根據(jù)暴雨痕跡和現(xiàn)場(chǎng)人員提供的資料，暴雨時(shí)均蓄滿，24 h后蓄水量約245 m3，蓄積雨水量70%；設(shè)計(jì)旱溪容積1 040 m3，暴雨時(shí)均蓄滿，24 h后蓄水量約624 m3，蓄積雨水量60%。洼地及旱溪在降雨時(shí)蓄積雨水，減小了對(duì)周邊市政管網(wǎng)產(chǎn)生的排水壓力。同時(shí)洼地和旱溪底部和四周均為滲透性強(qiáng)的砂石和卵石，增加雨水入滲率，補(bǔ)給地下水。

2.1.3結(jié)果分析。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，布設(shè)雨洪利用措施的建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目區(qū)基本無(wú)積水，僅部分項(xiàng)目積水在下凹式綠地區(qū)域，積水深度2～3 cm。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，透水鋪裝增加雨水入滲率，減少了雨水排放量，延長(zhǎng)了產(chǎn)生徑流的時(shí)間，同時(shí)補(bǔ)充了地下水資源。雨水收集池、洼地、旱溪、滲井、下凹式綠地均充分發(fā)揮了調(diào)蓄雨水的功能，使項(xiàng)目區(qū)的雨水暫時(shí)滯留在調(diào)蓄設(shè)施內(nèi)，然后逐漸排放到下游管道，有效地減輕了下游管道的排水壓力。雨〖CM（25〗洪利用措施充分發(fā)揮了調(diào)節(jié)、滯留、消減雨水洪峰流量的功能，符合海綿城市中在確保城市排水防澇的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，通過(guò)對(duì)雨水的滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等功能有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染，符合低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)的思想。調(diào)查表明，這些措施在后期其他的房地產(chǎn)項(xiàng)目中值得繼續(xù)應(yīng)用。

2.2水土保持臨時(shí)措施

調(diào)查項(xiàng)目布設(shè)的水土保持臨時(shí)措施主要為臨時(shí)排水溝、臨時(shí)沉砂池、臨時(shí)覆蓋、碎石鋪裝、洗車(chē)槽等。在建39個(gè)項(xiàng)目中，布設(shè)臨時(shí)排水溝的項(xiàng)目22個(gè)，布設(shè)碎石鋪裝措施的建設(shè)項(xiàng)目23個(gè)，布設(shè)臨時(shí)覆蓋的項(xiàng)目38個(gè)，臨時(shí)堆土坡腳進(jìn)行土袋攔擋的建設(shè)項(xiàng)目15個(gè)。

排水溝為土質(zhì)或磚砌，經(jīng)調(diào)查，布設(shè)排水溝的項(xiàng)目場(chǎng)地積水深度為3～5 cm，未布設(shè)排水溝的項(xiàng)目積水深度10～15 cm。排水溝充分發(fā)揮了將項(xiàng)目區(qū)雨水及時(shí)有序排除的功能，減輕了積水和水土流失的產(chǎn)生。

碎石鋪裝主要分布在建筑物周邊、施工臨建區(qū)和進(jìn)出口道路區(qū)域，碎石鋪裝能夠增加雨水入滲率，減少水土流失。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采取碎石鋪裝的區(qū)域基本無(wú)積水或積水較淺，僅2～3 cm。

臨時(shí)覆蓋主要是對(duì)現(xiàn)狀堆土進(jìn)行覆蓋，堆土臨時(shí)覆蓋可防止雨滴濺落對(duì)土壤顆粒的沖擊，減少濺蝕引起的水土流失。但堆土坡腳不進(jìn)行土袋攔擋，堆土產(chǎn)生的泥水隨意排放，增加項(xiàng)目區(qū)產(chǎn)生的水土流失量。

3存在的問(wèn)題

3.1雨洪利用措施的單一化

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，建設(shè)單位實(shí)施的雨洪利用措施較單一，現(xiàn)場(chǎng)雨洪利用措施不能有機(jī)的結(jié)合在一起?；镜挠旰槔眯问接腥霛B措施和攔蓄利用措施。

入滲措施主要是增加可下滲面積、增強(qiáng)下滲能力的設(shè)施，包括下凹式綠地、雨水花園、高位花壇、透水性鋪裝（透水磚、植草磚、透水混凝土鋪裝）、增滲措施（滲溝、滲井、回灌井）等[1-2]。下凹式綠地、高位花壇、雨水花園既能存儲(chǔ)和入滲雨水，又能增加項(xiàng)目區(qū)的景觀效果，同時(shí)還可以通過(guò)沉淀、過(guò)濾及植被和土壤的吸收、降解對(duì)雨水水質(zhì)進(jìn)行控制[3]。透水性鋪裝和增滲設(shè)施通過(guò)引入透水性較強(qiáng)的粗砂和砂礫層，快速地將徑流滲入地下，補(bǔ)充地下水，改善水環(huán)境，減輕下游排水設(shè)施的負(fù)擔(dān)。

攔蓄利用措施是將屋頂、道路、庭院、廣場(chǎng)等的雨水進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)初期凈化處理后進(jìn)行收集，后期用于綠地澆灌、道路澆灑、景觀補(bǔ)水等，主要措施有雨水收集池、旱溪、洼地、景觀水池等。這些措施能夠減少雨水排放量，使雨水得到有價(jià)值的利用。

建設(shè)項(xiàng)目可根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，將上述雨洪措施有機(jī)地組合在一起，并盡量與自然景觀相結(jié)合，在減輕對(duì)環(huán)境影響的同時(shí)，可節(jié)省建設(shè)投資，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)雨水的收集，又可以利用儲(chǔ)存的雨水營(yíng)造怡人的景觀環(huán)境。

另外，結(jié)合海綿城市的理念，可將綠色屋頂、生物滯留設(shè)施、滲透塘、濕塘、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施融入到項(xiàng)目建設(shè)中，充分發(fā)揮蓄水、滲水、凈水的功效，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、水資源涵養(yǎng)與保護(hù)、控制城市洪澇和水土流失、減小城市排水和處理系統(tǒng)負(fù)荷，同時(shí)使水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)良性水循環(huán)[4]，為海綿城市的實(shí)施提供有力保障。

3.2臨時(shí)措施落實(shí)不到位

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分建設(shè)項(xiàng)目未將設(shè)計(jì)的水土保持臨時(shí)措施落實(shí)，分析其原因有2個(gè)方面：一是建設(shè)單位根本未能按水土保持報(bào)告中提出的相關(guān)措施要求施工單位落實(shí)；二是部分監(jiān)理單位和施工單位缺乏布設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)水土保持措施的經(jīng)驗(yàn)，不清楚水土保持臨時(shí)措施對(duì)施工的指導(dǎo)意義或者部分施工單位憑借經(jīng)驗(yàn)布設(shè)一些臨時(shí)措施，但達(dá)不到防治水土流失的要求。

目前，項(xiàng)目工期安排緊張，追求施工進(jìn)度成為各參建單位的首要目標(biāo)，這在一定程度上造成了對(duì)施工過(guò)程中水土流失問(wèn)題的漠視及推脫。歸根結(jié)底是由于參建單位對(duì)保持水土和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)淡薄。有些建設(shè)單位只是將水土保持報(bào)告審批作為項(xiàng)目立項(xiàng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，未從主觀上認(rèn)識(shí)到防治水土流失是保障工程安全和項(xiàng)目建設(shè)的重要任務(wù)，未意識(shí)到開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目造成的水土流失對(duì)周邊環(huán)境造成的重大影響[5]。

4 解決方案

針對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中水土保持措施存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)成果研究，使水土保持措施切實(shí)可行并不斷優(yōu)化，參建單位提升保持水土的意識(shí)和落實(shí)度，監(jiān)督檢查單位加強(qiáng)管理，使雨洪利用措施和水土保持臨時(shí)措施最大化落實(shí)，充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內(nèi)澇、消減城市徑流污染負(fù)荷，為建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿城市提供重要保障[6]。

4.1設(shè)計(jì)方面

晉存田等[7]對(duì)透水磚和下凹式綠地對(duì)防洪和雨洪利用量的貢獻(xiàn)率進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明，下凹式綠地在降雨頻率較大的地區(qū)，雨洪利用效果較好；透水磚則在降雨頻率較小的地區(qū)，雨洪利用效果較好。李海燕等[8]對(duì)滲排植被淺溝對(duì)水質(zhì)凈化和徑流消減方面進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，滲排淺溝對(duì)小降雨事件能發(fā)揮較好的徑流消減效果。雨水花園通過(guò)土壤與植物的物理、化學(xué)及生物作用來(lái)處理雨水，羅紅梅等[9]對(duì)雨水花園的功能、分類(lèi)、植物選擇做了詳細(xì)介紹。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模型計(jì)算，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目透水性鋪裝、下凹式綠地、雨水花園、滲井、綠色屋頂、生物滯留設(shè)施、滲透塘、濕塘等相關(guān)雨洪利用措施和低影響開(kāi)發(fā)設(shè)施的組合模式、配置比例提出最合理建議是當(dāng)務(wù)之急。建議性的研究成果，既能最大化地收集利用雨水，又能根據(jù)項(xiàng)目平面合理布置水土保持相關(guān)措施，為水影響評(píng)價(jià)報(bào)告編制單位提供科學(xué)指導(dǎo)，增加報(bào)告編制的實(shí)用性，同時(shí)為后期水土保持驗(yàn)收單位提供便利。

4.2施工方面

建設(shè)單位建立健全水土保持制度體系，對(duì)施工、監(jiān)理等單位進(jìn)行水土保持宣傳和培訓(xùn)，強(qiáng)化水土保持臨時(shí)措施理念，并設(shè)置相應(yīng)考核制度。特別強(qiáng)調(diào)將水土保持臨時(shí)防護(hù)措施理念貫穿并落實(shí)到工程建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)中，讓參建單位充分意識(shí)到做好臨時(shí)防護(hù)措施對(duì)控制施工期引起的水土流失有重要意義，使參建單位從根本上重視臨時(shí)措施[5]。

4.3管理方面

首先，水行政主管部門(mén)可對(duì)建設(shè)單位定期組織水土保持培訓(xùn)活動(dòng)，說(shuō)明水土保持措施的重要性，加強(qiáng)宣傳教育力度。其次，水行政主管部門(mén)要加強(qiáng)監(jiān)管力度，對(duì)臨時(shí)措施實(shí)施不到位的項(xiàng)目責(zé)令整改，可在年度以評(píng)選水土保持措施最佳落實(shí)獎(jiǎng)等的形式對(duì)實(shí)施較好的項(xiàng)目進(jìn)行嘉獎(jiǎng)。最后，目前水土保持驗(yàn)收只針對(duì)項(xiàng)目建成后的水土保持工程、植物措施的落實(shí)情況，建議后期將水土保持臨時(shí)措施納入到水土保持驗(yàn)收中，提高水土保持臨時(shí)措施的地位。

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