目前房地产项目雨水径流的研究

北京市房地产项目雨水径流特征

(1)以宅旁绿地、公共绿地为代表的渗水性良好的下垫面,称为绿地;(2)以建筑物占地形成的混凝土、钢材等不透水屋顶,称为不透水建筑物屋顶;(3)以混凝土、沥青路面等为代表的不具有渗水能力的下垫面,称为硬化地面;(4)以透水砖铺装、碎石路面等具有一定渗水能力的下垫面,称为透水型地面。1993年中华人民共和国建设部颁布的5城市绿化规划建设指标的规定6,明确指出单位附属绿地面积占单位总用地面积比率不低于30%,其中工业企业;交通枢纽,仓储、商业中心等绿地率不低于20%。从调查全国120个居住小区实例分析,有40%以上的小区不符合标准要求[4]。同时结合北京市房地产项目建设的实际情况,绿地率确定为25%。不透水建筑物屋顶的面积相当于建筑物的占地面积,主要依靠建筑密度来确定。建筑密度是指居住区内,各类建筑基底总面积与居住区用地面积的比率。住宅建筑净密度是指住宅建筑基底面积与住宅用地面积的比率。住宅用地面积占居住用地面积(项目总占地面积)的比率由居住用地平衡控制指标确定。考虑到房地产项目中公建用地中建筑物面积较小,将房地产项目中的建筑密度用两者相乘来表示。根据5城市居住区规划设计规范6(GB50180293(2002年版)),居住区用地平衡控制指标和住宅建筑净密度控制指标,应符合表2、表3的规定。因此计算的房地产项目的建筑密度为10%~25.5%,考虑到目前北京市房地产项目建设的实际情况,建筑密度取值为24%,即不透水建筑物屋顶面积占建设用地总面积的24%。根据2009年2月份北京市水务局印发的5北京市房地产建设项目水土保持方案技术导则6,房地产项目中硬化地面控制率在平原区应不大于30%。硬化地面控制率是指项目区内不透水材料硬化地面面积与外环境总面积的百分比。不透水硬化地面主要包括硬化不透水的沥青、混凝土路面、停车场、广场等,外环境总面积指项目区内除建筑设施占地以外的区域面积。房地产项目建设中将硬化地面控制率确定为30%,因此硬化地面占总建设用地面积的比率为2218%。透水型地面主要包括以透水砖、碎石等铺装的停车场、人行步道,具有一定的渗水能力,根据绿地、不透水建筑物屋顶、硬化地面占总建设用地面积的比率确定透水型地面面积占项目建设总面积的比率为28.2%。2006年到2011年6年间北京市房地产建设面积为13460hm2,以此为基础可以计算出这6年间每年房地产项目建设形成的不同下垫面的面积。具体见表4。根据绿地、不透水建筑物屋顶、硬化地面和透水地面面积,查其径流系数,再根据表5中所列的2006年-2011年北京市月降水量分别进行计算,得出2006年-2011年不同下垫面总的雨水径流量。需注意的是:要考虑到多场雨中,降雨量较小的降雨不会形成地面径流,尤其是非雨季降水,根据北京地区的降雨特点,仅计算3月-10月份,共计8个月的雨水径流量。根据北京建筑工程学院的车武、李俊奇[5]对城市雨水回收利用的多年来的研究,雨水径流量按下式计算:V(径)=U@H@A@A@B式中:V(径)-雨水径流量;U-径流系数;H-降雨量;A-径流面积(m2);A-季节折减系数,取0.85;B-初期雨水弃流系数,取0.87[6]。建筑给水排水设计规范6(GB5001522003)规定,得出基本结论:不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地的径流系数分别为0.95、0.90、0.45、0.15。利用上文中所提到的计算方法对2006年-2011北京房地产建设项目的雨水径流量进行计算,结果见表6、表7。(1)北京房地产项目建设中形成的4种下垫面分别为:不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地。单位房地产建设面积中各自的占地比例分别为0.24、0.228、0.282、0125,4种下垫面各自径流系数分别为0.95、0.90、0.45、0115,加权平均得出北京市房地产项目建设形成的下垫面的总的径流系数为。(2)北京房地产建设项目形成的4种不同下垫面,在相同的降雨条件下,不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地形成的雨水径流量依次减小,其中不透水建筑物屋顶形成的雨水径流占总雨水径流量的38.2%,在房地产项目建设中,不透水建筑物屋顶即建筑物的面积在4种不同下垫面中所占比重较大,同时由于普通建筑物屋顶均采用混凝土、钢材等防雨材料,径流系数较大,因此不透水建筑物屋顶形成的雨水径流最大。(3)由表7可以看出,2006年-2011年北京房地产建设项目形成的雨水径流总量分别为2965521m3、8074087m3、16520010m3、14388535m3、22526106m3、40698358m3,总体趋势依次增大。这是由于随着北京市的发展,城市化进程加快,房地产项目的建设面积不断累加形成的。其中2009年雨水径流总量比2008年雨水径流总量低,这是由于2009年降雨量减少造成的。(4)由表7可以看出:2006年-2011年北京房地产建设项目形成的雨水径流量在每年的7月、8月达到最大值,约占全年雨水径流总量的53.12%。这是由于北方地区在雨季降雨较为集中造成的。(5)目前北京市一般房地产项目建设面积约为5hm2,其中不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地的面积分别为:1.2hm2,1.18hm2,1.41hm2,1.25hm2。北京市1年一遇24h最大雨量为47.3mm[7],根据上述方法计算,北京市一般房地产项目一场降雨形成的雨水径流量约为1058m3,其中不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地4种下垫面产生的雨水径流量分别为399m3、371m3、222m3、66m3。

房地产项目雨水径流收集与利用主要措施

根据房地产项目特点及其雨水径流特征分析,在相同量级别的降雨情况下,由于不透水面积增加,径流系数增大,产流量也相应增加,洪峰时间提前,巨大的雨水径流直接排入市政雨水管网,给下游的防洪排涝带来很大负担,而且很可能导致局部地区排雨不畅,出现积水现象,给人们的生活带来很大不便。因此,房地产项目建设过程中必须采取相应的雨水收集与利用措施,确保项目区范围内的雨水充分利用,对外零排放。透水铺装是采用大孔隙的多孔介质材料代替水泥等不透水材料铺装地面,目前已经被广泛地应用于城区各类停车场和人行步道。透水铺装代替硬化地面,能有效削弱城市雨水径流总量,使大量雨水人渗地下,并减少对城市水体的污染。随着科技的发展,新型材料不断涌现,透水铺装的强度逐渐加大,在房地产项目建设过程中应尽可能加大透水铺装的比例,消除不透水铺装给城市带来的危害。同时,城市规划部门应该采取适当的经济手段,促使建设单位根据经济-效益分析,按照费用最小化原则,自觉主动增加透水铺装[8]。为进一步加强北京市新建建设工程雨水控制与利用工作,减少雨水径流,充分利用雨水资源,提高城市防洪能力,改善生态环境,北京市规划委员会组织相关单位,对现行国家和北京市相关技术标准及规范性文件进行了梳理。在此基础上编制了5新建建设工程雨水控制与利用技术要点(暂行)6。明确要求新建建设工程硬化面积达10000m2以上(含)的项目,应配建雨水调蓄设施,具体配建标准为:每万平米硬化面积配建不小于500m3的雨水调蓄设施。集雨池作为城市雨水调蓄设施最为常见的一种措施,是利用预先埋设的管网,将房顶、绿地、道路的雨水/自流0进集雨池。施工建设过程中将收集的雨水在用作施工用水和施工现场防尘用水;施工结束后收集的雨水可用于日常生活,如洗衣洗车、冲洗厕所、浇灌绿地、冲洗马路、消防灭火等多个方面,不仅能有效缓解城市供水压力,同时还能够减少污水处理的费用。此外将集雨池与市政雨水管道连接,能够缓解市政雨水管道排水压力,有利于城市防洪。房地产项目建设形成的不透水建筑物屋顶产生的雨水径流占总雨水径流的38.2%,是房地产项目中产生径流最大的下垫面。屋顶绿化是针对不透水建筑物屋顶最好的减少雨水径流的方法,既可以应用在新建建筑上,也可以应用已建建筑物屋顶。屋顶绿化补偿了建筑占据的自然植被,绿化屋面既可以通过植物的茎叶对雨水的截流作用和种植基质的吸水把大量的降水储存起来,又可以降低雨水的流速。研究表明,仅仅是简式屋顶草坪绿化就可以截留和储存50%以上的雨水,可以控制暴雨雨水流量的70%~100%[9]。布了5种植屋面防水施工技术规程6以及2007年国家住房和城乡建设部也了行业标准5种植屋面工程技术规范6,说明城市屋顶绿化已经有了的技术保证。今后城市房地产项目建设中,在城市各类建筑上广泛建设屋顶花园,就可以大大缓解城市雨水径流大的问题,同时可以改善城市的水环境。绿地是一种天然的渗透系统,绿地系统对雨水径流有渗透、蓄积、利用及削减污染4重效用[10]。下凹式绿地之所以能起到减少城市洪水总量的作用得益于两方面:一方面是利用自身下凹空间储存功能,另一方面是其良好的下渗功能[11]。绿地为下凹式时能够汇集周围不透水铺装区的径流,雨水下渗效果最好。有研究表明,在北京地区当草地比地面低10cm时,在有一倍汇水面积是的情况下,10年一遇暴雨其拦蓄率为87.15%,5年一遇暴雨其拦蓄率为100%[5]。

(1)北京房地产项目建设主要形成不透水建筑物屋顶、硬化地面、透水型地面和绿地4种下垫面,各自占总面积地比例分别为0.24、0.228、0.282、0.25,各自的径流系数分别为0.95、0.90、0.45、0.15,北京市房地产项目建设形成的下垫面的总的径流系数为0.60。(2)北京房地产项目建设形成的4种下垫面雨水径流量大小顺序为:不透水建筑物屋顶>硬化地面>透水型地面>绿地。(3)北京房地产建设项目形成的雨水径流量在每年的7月、8月达到最大值,占全年径流总量一半以上。北京市一般房地产项目建设完成后,一场降雨形成的雨水径流总量约为1058m3,增加了市政雨水管道排水压力。(4)房地产项目建设过程中,应注重透水铺装、集雨池、屋顶绿化和下凹式绿地的建设,增加雨水的入渗与利用。

本文作者：王国王冬梅孟岩郭晶晶工作单位：北京林业大学水土保持学院