雨水调节和滞蓄设施的运行模式及规模设计

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1、雨水调节和滞蓄设施的运行模式及规模设计秦祎，李俊奇，王亚婧（北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室，北京100044）摘要：雨水调节和滞蓄是城市雨水管理体系中非常重要的两类技术，但目前对这两类技术的内涵及其概念有时存在误用、滥用的情况，针对这一问题，笔者对调节和滞蓄的内涵进行了梳理，以调节池和滞蓄池为例，分别对其不同控制目的和出水方式运行模式进行了分析，并给出了基于入流、出流过程线简化模型的设施规模设计方法，以供参考。关键字：调节；滞蓄；运行模式；规模中图分类号：TU992.1文献标志码：B文章编号：1009-7767（2014）03-0000-00TheOperatio

2、nModeandSizingofStormwaterDetentionandRetentionFacilitiesQinYi，LiJunqi，WangYajing1雨水调节和滞蓄的概念剖析雨水调蓄设施按功能、原理可分为储存（Storage）设施、调节（Detention）设施和滞蓄（Retention）设施3类。顾名思义，雨水储存设施是指在降雨期间储存未经处理的雨水的设施，一般用于雨水收集利用系统。而雨水调节和滞蓄却往往被混为一谈，甚至被误用、滥用，使得现如今国内文献中对调节、滞蓄的阐述出现了一定程度的混乱，因此有必要对调节、滞蓄两个概念进行比较和梳理。国内对雨水调节的概念了解和应用得较多

3、，但对滞蓄尚无系统的定义，关于滞蓄的概念多见于国外的雨水管理手册。为便于系统地了解这两类技术的内涵，选择具有代表性的定义进行对比分析。如美国北卡罗莱纳州将调节定义为在雨水径流排入受纳水体之前对雨水的减缓和收集[1]；密歇根州环境质量部将滞蓄定义为收集雨水并使其缓慢渗入土壤[2]。纽约州雨洪管理设计手册（2001年版）将雨洪调节描述为收集部分雨水径流暂时储存，随后完全排放（控制排放速率），一般两场降雨之间设施内不会有常水位；将滞蓄描述为收集部分雨水径流并长期储存，设施有明显的常水位[3]。该手册经修订后（2010年版）对调节、滞蓄重新进行了定义：调节是将雨水径流暂时性的储存在雨洪管理设施中，

4、以达到控制峰值流量和使污染物重力沉降的目的；滞蓄是将降雨就地“保持”，不以径流的方式外排[4]。此外，许多学者也对调节、滞蓄进行了定义。HarlanKelly等[5]认为调节是对雨水径流的“延迟”，滞蓄则是对雨水径流体积的削减。JohnArgue[6]将调节定义为短时间储存雨水以削减峰值流量，然后将雨水以一定速率缓慢排入自然或人工建造的河道，使之进入水文循环，这个过程中地表径流量相对不变；滞蓄则定义为长时间储存雨水，且雨水不直接排入河道，而是通过过滤、渗透、蒸散等方式在设施内完成水文循环。BenUrbonas等[7]在1993年建立了雨水调节池和滞蓄池的简易模型（见图1），他们认为两者的主

5、要区别是调节池底部有出水口，故雨水最终会被排空；而滞蓄池的出水口处设有阀门，只在对设施进行维护时才将雨水排空。车伍等[8]在此基础上从控制目标角度对调节、滞蓄设施进行了分类，认为雨水调节设施通常是对重现期较大暴雨事件的峰值流量进行调节、削减；雨水滞蓄设施主要是对径流雨水进行储存、蓄渗以达到削减径流排放量、控制水质、收集或补充地下水等综合利用雨水资源的目的，主要针对重现期较小的降雨事件，并改进了BenUrbonas等的简易模型，为滞蓄池加入了下渗和蒸发过程。a）调节池b）滞蓄池图1BenUrbonas等建立的雨水调节池与滞蓄池简易模型图从这些定义可以看出，不同年代人们对调节、滞蓄的认识不同，

6、从不同角度分析也会有不同的阐述，最普遍的观点主要是从以下3个方面对调节、滞蓄设施进行辨析的。1）雨水径流在设施内的停留时间：一般认为调节设施是暂时性的储存雨水，滞蓄设施则是长期的储存雨水。2）对雨水径流的控制效能：一般调节设施以削减峰值流量为主要目的，滞蓄设施则兼具削减峰值流量、削减径流体积和改善水质等功能。3）对水文条件的影响：相较于调节设施，滞蓄设施增加了雨水的下渗和蒸发过程，定性的讲，滞蓄设施使雨水的水文循环更接近自然状态。在研究不同地区政策性文件中的定义及部分学者的观点的基础上，以阐明调节、滞蓄各自的特点为宗旨，笔者对调节、滞蓄的内涵总结如下：调节是指在降雨期间暂时储存一定量的雨水

7、，以削减向下游排放的雨水峰值流量、延长排放时间，一般不减少排放的总量；滞蓄是指在降雨期间滞留和蓄存部分雨水以增加雨水的入渗、蒸散和收集回用。2我国在雨水调节和滞蓄认识及应用上存在的问题近年来我国建设了一批雨水调节池，从控制效果来看，偏重于削减峰值流量、防治内涝，对城市面源污染控制的贡献不大，更缺失了调节池的社会效益和生态效益。究其原因是对雨水调节和滞蓄缺乏足够的认识和重视。实际上，雨水调节和滞蓄设施在国外应用非常广泛，美