北京市集雨池措施在实践中存在问题及建议

王 兵,刘慧博

(1.北京沃尔德防灾绿化技术有限公司，北京 100048;2.中国水利水电科学研究院，北京 100048)

北京市地处华北平原北端，水资源匮乏的海河流域，多年平均年降水量为595mm，人均水资源不足300m3，属于严重缺水地区。因此，合理利用雨水资源，是缓解和解决缺水问题的一项重要措施。随着海绵城市理念的提出，通过“渗、滞、蓄、净、用、排”[1- 2]的方式对雨水进行综合利用的技术逐渐在城市建设过程中被应用。

目前北京市针对屋面雨水收集利用主要通过集雨池、透水铺装、下凹式绿地3种措施来进行。根据刘娜等人在《北京市房地产类建设项目水土保持防治指标落实情况研究》[3]一文中的研究，受多种因素影响下凹式绿地落实并不好，不能有效发挥雨水利用功能，而透水铺装透水率不高，仅能在下渗极少部分雨水，对于北京地区雨季强降雨的利用有限。北京地区3种雨水利用措施中落实最好的是集雨池措施，近年来北京市新建项目集雨池的配备率能够达到90%以上，但经过实地考察，北京地区集雨池大多数能够实现调蓄雨洪的功能，在雨水利用方面表现较差，本文通过调查研究，分析集雨池措施在设计、落实和后期使用等方面存在的问题，并根据分析结果提出针对性的改进建议。

1 研究区概况

北京的气候为暖温带半湿润半干旱季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。全年无霜期180～200d，西部山区较短。降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月，7、8月有大雨。降雨时间的分布不均，导致了雨水利用难度大，效率低下。

在DB 11/685—2013《雨水控制与利用工程设计规范》[4]中规定新建工程硬化面积达2000m2及以上的项目，应配建雨水调蓄设施，具体配建标准为：每km2硬化面积配建调蓄容积不小于30m3的雨水调蓄设施，并将其纳入主体设计。根据刘娜等[3]，北京市集雨池达标率2014年达标率为80%，2015年达标率为80%，2016年达标率为100%，建设单位落实度较高。

目前北京市集雨池的结构主要为混凝土和PP模块2种为主，具体如图1—2所示，其中混凝土又可分为整体水泥浇筑和预制模块2种。2种形式的集雨池在建筑成本、施工难度和后期管护等各有利弊，结合实际调查，PP模块成为近年来集雨池的主要形式，约占新建集雨池数量的70%左右。

图1 混凝土模块组装集雨池

图2 PP模块组装集雨池

2 研究内容与方法

2.1 研究内容

从2018—2020年北京沃尔德防灾绿化技术有限公司负责已完工的开发建设项目中，每年随机抽取10个案例，共计30个案例，研究每个项目集雨池措施在设计、实际实施及后期使用过程中存在的问题。

2.2 调查方法

采用资料收集、现场踏勘、走访及洽谈等调查方法：

(1)资料收集法

主要收集项目水土保持方案或水影响评价报告，项目集雨池主体设计资料，项目水土保持设施验收报告，项目集雨池质量评定和结算资料，以及后期使用及管护资料等，为后期归纳分析提供依据。

(2)现场踏勘

针对有条件现场踏勘的项目分雨季和非雨季进行2～3次现场踏勘，主要对集雨池的容积、分布状况、蓄水状况、使用情况和维护情况等进行调查，并根据现场调查情况做好数据记录及整理工作。

(3)走访及洽谈

在有条件的项目，分别对建设单位、施工单位、监理单位和管护单位等进行走访调查，部分项目采取座谈会洽谈的方式，充分了解各个单位对于集雨池措施的认识与看法，从不同角度全面了解集雨池措施在设计、施工和使用过程中存在的问题。

(4)其他方法

部分项目存在特殊性，可通过电话、匿名调查、暗访等方式，采取灵活多变的方式进行补充调查研究。

3 结果与分析

3.1 措施落实方面

2018—2020年的30个项目的集雨池设计及落实情况，见表1。从表中可以看出，所调查项目集雨池的蓄水容积基本都按照设计蓄水容积进行落实，2018年和2019年案例中各有一个未达到设计蓄水容积，但蓄水容积减少不大。数据说明，北京市开发建设项目在集雨池措施落实方面基本能够达到北京市开发建设项目的相关要求，基本能够实现集雨池的雨洪调蓄功能。但通过对施工图和现场调查发现，项目集雨池虽然能够蓄积雨水，但实际建设配套减少永久灌溉管线或接入绿化灌溉管线的比例2018年为10%，2019年为20%，2020年为10%，多数集雨池的雨水利用是通过临时水泵抽水，造成这种情况的原因是管线建设成本和使用率的不匹配。

表1 集雨池措施实施情况调查表

3.2 实际使用方面

由于2019年和2020年的研究项目刚建成，不具有较好的代表性，不纳入雨水利用情况的统计，本文重点对2018年建成的10个项目集雨池的利用情况进行了调查研究，具体数据如图3所示。

图3 2018年建成项目集雨式使用频次调查图

从图3可以看出，2019年1次未利用集雨池雨水的项目有3个，1～5次的有6个，5～10次的有1个，10次以上的为0个；2020年度1次未利用的项目增加到6个，1～5次的有4个，5～10次的有0个，10次以上的为0个，相较于2019年度下降明显。2019年1次未利用的占比为30%，而到了2020年这一数据高达60%，去除降水因素影响，也能看出雨水利用情况呈下降趋势。同时，通过实地调查发现，目前北京市集雨池利用的主要方式为临时架设抽水泵进行局部灌溉绿地，雨水利用局限性较高。从整体来看，北京市目前集雨池的雨水利用率不高，通过实地调查分析，造成北京市集雨池雨水利用效率原因也较为复杂，主要表现为气候因素，集雨池的设计不合理，集雨池的配套利用设施不完善，雨水利用成本高难度大，后续管理措施不到位等等。

4 存在问题与讨论

4.1 气候因素导致雨水利用难度大

北京的气候为典型的北温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短促。降水季节分配很不均匀，全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月。降雨的季节性分布不均匀，造成了两方面的问题：

(1)在非雨季，集雨池内无水可用，已建成集雨池雨水利用配套设施的项目，设备闲置，容易造成劳损，且在无法保障稳定持续供水的条件下，铺设利用集雨池灌溉的管线及设备在经济上不可行。从而造成建设方建设意愿不高，维护使用方使用困难，维护成本高，造成弃用。

(2)而在雨季，受行洪压力，集雨池内的雨水又需要及时放空外排，造成了雨水资源的浪费。

4.2 集雨池在设计阶段缺乏标准和规范

目前，在北京市DB 11/685—2013[4]中要求“每km2硬化面积配建调蓄容积不小于30m3的雨水调蓄设施”，该规范只对项目区内雨水调蓄总容积有明确要求，但对于雨水调蓄实施的单个容积、布局、后期雨水利用方式等没有较为明确的标准和规范，从而导致蓄积的雨水后期无法高效利用。结合实地调查，笔者发现在设计阶段存在的主要问题表现为以下几个方面：

(1)集雨池布局不合理

某住宅类房地产项目，项目占地3.9hm2，区内仅在西南部布设一座200m3集雨池，如图4所示。从而导致项目区雨水在收集阶段就难以集中到集雨池内，后期利用的时候灌溉范围又难以覆盖项目大部分绿地，从而导致项目虽然设置了集雨池，在雨水利用率偏低；某商业写字楼项目，如图5所示。集雨池则布设在主体建筑物下方，项目区中部的雨水无法汇集到集雨池内，同时由于距离项目区绿地较远，采用临时管道灌溉费时费力，单独为其布设固定灌溉管线经济上又不可行，且由于集雨池在主体建筑物下方，也有一定的安全隐患，后期维护也较为不便。

图4 A项目集雨池措施布局图

图5 B项目集雨池措施布局图

(2)集雨池单个容积不够规范

从表1中，可以看出目前北京市集雨池单个容积多种多样，虽然以200m3容积左右为主，但也有个别超过600m3，集雨池容积的设计较为随机，仅要求总量满足雨水利用规范要求即可，这种较为随机的设计方式，结合布局方面存在缺陷，会导致后期雨水利用需求大的区域集雨池蓄水量不足，而雨水利用需求小的区域需水量偏多，造成蓄水和用水的错配，最终导致项目整体雨水利用率不足。

(3)设计阶段雨水利用方式和配套设施考虑不足

结合实际调查及表1中数据，目前北京市集雨池中实际布设雨水利用配套设施的连续3年低于20%，大部分集雨池在设计阶段就没设计相应的雨水利用配套措施，目前采用的主要方式，采用临时灌溉设备进行雨水利用。在后续具体的调研方面发现，存在这方面设计缺陷的主要原因是没有相关规范的制约，再加上由于北京市气候特点，雨水利用难度本身就较大，要配套相应的设施经济上不合理，从而导致集雨池在设计时就选择性的放弃设计相应的雨水利用配套设施，仅保障其雨水调蓄功能。

4.3 后续使用和管护难度大

4.3.1后续使用难度大

目前集雨池后续使用难度大主要有以下几个原因：首先，北京降雨的季节性导致集雨池蓄积雨水在时间存在错配，雨季灌溉需水量不大蓄积雨水无法利用，旱季蓄积的雨水又不能满足绿化灌溉的需求；其次，目前集雨池收集的雨水大多通过小市政管线进入集雨池内，一同进入的还包括屋顶、地面硬化铺装、柏油路、绿化区等区域的雨水，雨水杂质较多，一同收集在集雨池内造成了水质下降，后期利用存在一定局限；最后，目前北京市大多数开发建设项目都配备了绿化灌溉管线，利用集雨池进行绿化灌溉与传统中水管线灌溉相比不具备便捷性和经济性，后期慢慢被弃用。

4.3.2管护难度大

由于目前大多数集雨池都采用地埋式，考虑到地下环境复杂多变，进行后期清淤和维护需要较为专业的人员进行，存在一定的安全性，且费用较高，加之其使用性不高，管护单位进行管护的意愿不高。

4.4 相应监管措施不足

目前北京市对于集雨池监管主要集中在项目水土保持设施验收阶段，对于后期运行期的监管措施相对不足，一方面是监管机制有待加强，另一方面集雨池相对于林草措施监管难度大，原因在于林草措施可以通过遥感等方式实时监管，而集雨池位于地下，要对其进行监管必须采用现场调查的方式，而现场调查的方式对于人力有限的监管部门来说工作量过大；此外，由于集雨池后期雨水利用存在一定的随机性，即使到了现场调查，也只能通过询问管护单位来了解相关的运行和管护情况，集雨池真实的使用和维护情况无法准确获得。

5 结论与建议

综上所述，目前北京市集雨池措施在措施落实上基本能够满足水影响评价批复的要求，但其功能主要体现在雨水调蓄上，在雨水利用方面普遍存在不足。结合调查研究，笔者认为北京地区气候因素是造成雨水利用困难的主要原因，与此同时，在集雨池的设计、配套、后期管护和监管方面也存在诸多不足，这些原因共同造成了集雨池雨水弃用率高的结果。为了更好的节约和合理利用雨水资源，充分发挥集雨池的雨水利用功能，本文结合调研分析，提出以下几条建议：

(1)监管部门应制定更为详细的规范和标准，对集雨池设施的设计、施工和运行阶段进行规范，并出台相应的奖惩制度，对于能够高效利用雨水资源的项目参与方给予奖励，对于不合理利用集雨池设施的参与方给予一定的惩戒。

(2)集雨池在计阶段应根据开发建设项目下垫面的特点，统筹考虑项目雨水汇集的空间和时间特性，结合项目后期可行的雨水利用形式，因地制宜的对集雨池的结构、容积、布局和雨水利用方式等进行具体设计；

(3)集雨池在设计阶段可考虑安装一定的智能化监控设备，为有关部门的后续监管提供强有力的工具，减轻监管的工作量，提高监管效率；

(4)集雨池应加装小型智能化雨水利用系统，依靠太阳能驱动，实现自动操作，减少后期人力物力的投入。