关于实施雨洪利用后防洪费减免办法的探讨（张书函,丁跃元,陈建刚,王美荣）

1 雨洪利用的基本模式

城市雨洪利用技术是一项寓资源利用于灾害防范之中的系统工程, 它针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场及绿地等不同下垫面所产生的降雨径流, 采取相应的措施, 或收集利用、或渗入地下或调控排放, 以达到充分利用雨水资源、提高环境自净能力、改善园区生态环境、减少外排流量、减轻区域防洪压力的目的。

雨洪利用的基本原则是, 通过工程或非工程性的措施,将建设项目所在区域内降水径流系数控制在建设前水平,严格控制入河排水量和洪峰流量的增加。因此, 城市雨洪利用的形式可以多种多样。一方面可通过城市建设格局的调控, 采取大面积均匀分布、低于硬化地面一定深度的城市绿地的形式, 在整个规划区范围内将各种硬化面的降雨径流分散接纳、渗入地下, 减少或避免雨水径流外排, 使雨水环境化。另一方面, 可将屋顶、道路、庭院、广场的雨水径流用管道收集, 经处理后储存到蓄水池, 用于浇灌绿地、冲洗厕所、洗车、消防、市政杂用等。或者采用滞蓄和调控设施将雨水径流的洪峰流量削减后排入河道, 减轻排水河道的行洪压力。

通常可采用的雨洪利用的基本模式主要包括以下3种。

1.1 收集利用模式

雨洪的收集利用模式是将不同下垫面的雨水径流用管道收集, 经去除初雨等处理后存储到蓄水池中, 供灌溉绿地、冲厕、洗车、道路喷洒降尘、空调冷却补水及景观补水。可收集的下垫面主要有屋顶、不透水硬化地面、透水铺装地面、绿地等。蓄水池容积可按照一定的降雨标准设计, 超过标准降雨所产生的雨水径流溢流排入景观水体或者市政雨水管道。

1.2 入渗地下模式

雨洪利用的入渗模式是将不同下垫面的雨水径流渗入土壤, 从而减少地表径流量, 并能一定程度回补地下水。依据渗水设施的分布可分为集中入渗和分散入渗两种类型。集中入渗是将屋顶或铺装地面的雨水径流收集后, 经过适当处理和调蓄, 用专门的渗水设施渗人地下;分散入渗模式是将屋顶或铺装地面的雨水分散收集、输送到就近的绿地, 渗入绿地土壤。如果土壤渗透能力不够, 可在绿地内建设增加入渗能力的设施。如果地质条件允许, 采用较高的设计降雨标准, 可将5年一遇降雨的建筑物屋顶或铺装地面雨水径流, 经除去初期径流等处理后全部渗入地下,不产生地面积水, 也无径流外排。这样可以省去与市政管道连接的雨水管。

1.3 调控排放模式

调控排放模式是将不同下垫面的雨水径流收集后进入调控设施, 使排水流量控制在一定的范围内, 按照较均匀的流量直接排入市政管网或者水体, 从而达到削减洪峰流量的目的。在调控实施的末端建造流量控制井, 安装控制闸, 通过闸的开启程度, 调控出口流量。流量控制井内设有溢流堰, 当降雨超过设计标准时, 雨水经过溢流堰进入下游市政管道。该方案所需蓄水池较小, 具有削减洪峰流量效果明显和投资少的特点。

实际实施过程中可以根据工程建设区域的地形、地质、土地利用状况、外部市政条件等因素具体选择使用, 或进行适当组合。

2 防洪费减免的指导思想和原则

若开发建设者实施了雨洪利用工程, 使排入河道的径流总量和洪峰流量没有增加, 则河道的防洪负担也不会增加, 因此, 可以免去相应的防洪费, 弥补其雨洪利用设施投入的费用。所以, 防洪费减免的指导思想为通过政策和经济手段补偿建设工程因实施雨洪利用而增加的投资,以减少政府扩充河道行洪能力的投资, 从而维护水生态的平衡和水资源的可持续利用。减免防洪费的原则以不增加河道行洪压力为最终目标, 依据削减的比例进行减免或返还。

3 防洪费减免的办法

防洪费的减免数额或比例应当依据所实施的雨洪利用措施的效果确定, 衡量的标准可以采用径流系数、排水峰量和雨水利用率等参数。

3.1 径流系数核减法

依据《室外排水设计规范》, 雨水管道的设计流量计算公式为：

式中,Q为雨水设计流量,(L/s);q为设计暴雨强度,L/(s·hm2);ψ为径流系数;F为汇水面积,hm2。径流系数通常是依据计算区域内各种下垫面的比例, 与《规范》给定的参考径流系数进行加权平均计算所得的。如果能够通过实测或模拟计算得到径流量Q, 则可由(1)式反算得到径流系数ψ的值。

如开发建设区域之前为农田, 则其1-5年一遇降雨的径流系数在0.05-0.15之间, 暂且取0.15。通常的开发建设后综合径流系数在0.5-0.7之间, 故且取0.60。按照开发建设后的径流系数不大干开发建设前的标准进行核算,开发建设并实施雨洪利用后的径流系数也应当不大于0.15, 这样可以全部返还防洪费。实际减免的比例可依据下式计算。

式中,α为防洪费实际减免比例,%；ψ0、ψ1为开发建设前与开发建设后不采取雨洪利用措施的径流系数；ψa为采取雨洪利用措施后的径流系数。

3.2 排水峰量核减法

排水峰量是指在某一降雨条件下, 建设区域内雨水管道排入外部市政管道或河道的流量过程峰值。如果有多个排水口, 可将各排水口峰值流量之和作为总的排水峰量。为了有效控制开发建设区域的排水量, 可采用限定排水峰量的方法。在开发建设之前, 有关部门可对该建设工程周边地区更大范围的开发建设进行雨洪利用总体规划, 按照不增加河道行洪压力的原则, 确定不同于开发建设区域最大外排径流峰量(在一定的设计降雨标准条件下)。若实施雨洪利用工程后的实际排水峰量没有超过该限定值, 则可考虑全部减免防洪费用;如果超过了该值, 可依下式确定减免的比例。

式中,Q0为开发建设后洪峰流量的限制值;Q1为开发建设后不采取雨洪利用措施的洪峰流量;Qa为采取雨洪利用措施后的实际洪峰流量。

3.3 雨水利用率核减法

雨水利用率是开发建设区域内某一设计频率降雨条件下, 雨洪利用工程所收集利用的水量与降雨量的比值。对应于场次降雨、汛期降雨、年降雨等时段, 和多年平均、50%、75%等频率有相应的雨水利用率。在此选用多年平均(15年以上资料)年降雨的雨水利用率。通常随着雨水利用率的增加, 雨洪利用工程的投资也随之增加, 而且增加速率越来越快。图1显示了以收集利用为目的雨洪利用系统的雨水利用率与所需要的蓄水池容积的关系。

从图1中可见, 要把雨水利用率从0.85提高到0.9再提高到0.95,蓄水池的容积将分别增加450m3和650m3,显然投资将大量增加, 从经济角度讲这是不合理的。一般当雨水利用率达到0.85左右时, 雨洪利用工程总体上相对较经济。因此, 可根据开发建设区域的地理位置、开发目标、社会经济状况和河道排水能力等因素选定适宜的雨水利用率标谁。在此姑且选用0.85的雨水利用率作为控制标准, 当雨水利用率达到0.85时可以考虑全部减免防洪费,小于0.85时可按照下式计算减免的比例。

式中,ηm为雨水利用率的控制标准值;ηa为采取雨洪利用措施后的实际雨水利用率。

4 结语

开发建设区域的具体情况各不相同, 所采取的雨洪利用措施也各有特色, 因此核定防洪费减免的标准也不是唯一的。本文所提出的核算方法只是初步的思路, 还应当继续深入研究更科学更合理的方法, 并形成规范性文件或法规。实际工作中应成立专门的“雨洪利用防洪费减免审核办公室” ,在项目的立项和规划设计阶段对相关的文件、图纸进行审查,工程竣工验收时需到现场进行实地考察, 查看实施效果是否达到设计要求。然后再由建设单位根据实际实施结果申请减免防洪费, 由审核办公室组织专家审核, 确定减免的比例。

防洪费的减免是促进雨洪利用推广应用的一种有效手段, 为保证雨洪利用措施的落实, 开发建设项目的防洪费还应该在开工前全部上缴, 在工程竣工后再按照审核的减免比例以奖励或补偿的形式返还给开发商。

作者简介：张书函（1972-）, 男, 高级工程师, 博士。

来源：《北京水利》2005年第6期