论文导读:：近年来暴雨积涝造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的不便已引起了政府、媒体与公众的普遍关注，城市雨洪管理的重要性日益凸显，而雨洪水的调蓄利用也逐渐成为雨洪管理中的新热点。概述了最佳管理措施、低影响开发理念、水敏感性城市设计和可持续性排水系统等国际主流城市雨洪管理策略，发掘其在雨洪调蓄利用方面的内容，并对近年来世界各国城市雨洪管理过程中成功的调蓄利用实践进行了详细介绍；同时结合中国的研究现状，提出了“因地制宜、蓄排结合，保障安全，综合利用”新型雨洪调蓄利用思路，为我国进一步深入有效地推进城市雨洪管理事业提供参考。
近年来，伴随着全球化、城市化进程的加速，城市人口不断攀升，建筑密度逐步上升，不透水性地面比例持续增加，汇流面积也日益增大，导致城市雨水径流量增大，汇流时间极大缩减，洪峰流量大幅增加，同时水质污染程度更加严重，显著增加城市排水负荷，给受纳水体乃至城市安全带来巨大隐患。与此同时，我国北京、上海、南京、重庆、广州、济南等许多大城市在最近几年中相继遭受暴雨袭击，并且发生了严重的暴雨积涝，造成城市基本机能的瘫痪和市民生活的极大不便，已引起政府、媒体与公众的普遍关注。
传统的雨洪管理思路是基于防灾为目的“防”与“排”，力求将雨水在最短的时间内从城区输送至受纳水体[1]。但是，随着城市化进程的发展，“以排为主、单纯排放”的管理理念已经无法满足现代城市的雨洪管理需求；而另一方面，受到历史、经济、社会等诸多客观条件的限制，绝大多数城市短时间内很难对现有排水管道进行彻底的升级改造。在此背景下，从20世纪90年代开始，越来越多的国家和学者开始认识到雨水调蓄和综合利用在雨洪管理中的重要作用和意义，开始探索和应用新的雨洪管理理念进行雨水的统筹管理调度和资源化利用，并通过灵活多样的工艺措施储蓄、处理和利用雨水，缓解现有雨水管道的压力，同时减轻对城市地表和地下水体的污染。
1、国外城市雨洪管理理念
1.1美国的最佳管理措施和低影响开发理念
诞生于1972年的雨洪最佳管理措施(Best Management Practices：BMPs)最初主要应用于控制非点源污染，经过一段时间的发展，它开始推广采用减少不透水区域的面积、增加渗透和径流储蓄、开发低影响景观等综合措施来增强集水区域内雨水的调蓄能力。它强调对于较小的降雨事件如2.54cm以下的降雨实施有效控制，可以覆盖当地年降雨事件和径流量的90%，并在对洪涝、峰值流量和水质的控制之外增添了对地下水回灌与受纳水体的安全保护标准[2-3]。
低影响开发策略(Low Impact Development: LID)则是在20世纪90年代由美国马里兰州最先提出，它力求雨水循环按照自然的规律进行，通过充分发掘集水区域内地表储蓄、渗透和蒸发的潜力，增加雨水渗漏和滞留，减少不渗透性地面低影响开发，延长径流路径和汇流时间，在源头上减少径流的雨量，从而保证微小规模的集水区域内雨水存蓄、渗透、地下水回补以及雨水径流的数量和频率等各方面状况在开发前后基本不变。除此之外，LID还注重采用多层次、性价比高的开发模式来保留开发前的水力学特征，避免径流量的大幅提升，并有效的将当地的绿色空间、土地规划、自然水文功能与形式多样的技术手段有机结合，保持集水区滞纳、含蓄雨水的能力，通过蓄水和排水的综合调度来减轻暴雨的危害，从而使土地开发的影响降到最低，并保障环境和公众健康[3-4]。
由此可见，无论是BMPs还是LID，均极力拓展 “雨水调蓄”的空间和容量，尽可能在集水区内部吸纳相当数量的雨水，以期达到削减雨水径流量和洪峰的目的，同时减轻排水系统的负荷，降低对地表受纳水体的污染。
1.2澳大利亚的水敏感性城市设计理念
水敏感性城市设计理念(Water Sensitive Urban Design: WSUD)是澳大利亚对传统开发措施的改进。根据澳大利亚国家水管理委员会的界定，WSUD要确保城市水管理能够充分体现自然水文循环和生态循环，将城市规划与城市水圈的管理、保护和调蓄统筹考虑。一方面，它以水循环为核心，将城市水循环看作一个整体，把雨水、供水、污水(中水)等各个环节统筹考虑，有效协调水生生态系统的健康、雨洪管理、污染控制和经济发展之间的关系；另一方面，它鼓励利用储蓄和收集处理装置，减少对自然水循环的负面影响，增加径流的再利用，减少径流量和洪峰流量，削减径流污染，并通过将多功能绿地，景观美化和水循环有机结合以增强社会，文化和生态价值[5]。由此不难看出，WSUD本身便涵盖了统筹管理的思维，不仅将“蓄水”和“排水”综合考虑，而且将雨洪的调蓄利用纳入到整个城市的水循环中，调蓄的雨水不但可以补充地下水，在经过一定的处理后还可以成为市政用水、生活用水乃至饮用水的后备来源。
1.3英国的可持续性排水系统理念
可持续性排水系统(Sustainable Urban Drainage Systems：SUDS)是英国在1999年提出的新型雨洪管理策略，它摒弃了传统的以“排放”为核心的排水系统，致力于建立能够平衡经济发展和环境保护、维持良性水循环的可持续的排水体系。它要求将排水体制对环境和社会的长期影响纳入到决策中，在设计过程中全面评估径流的水质、水量、设施的景观潜力和生态价值；它并不局限于城市排水设施的局部优化，而是站在宏观角度对整个集水区域进行系统优化，并将雨水与城市污水和再生水通盘考虑，尽量就近调蓄和处置雨水，削减径流量和径流污染，从而改善城市整体水循环。此外，它还鼓励通过雨水的入渗、补充地下水等方式增强雨水调蓄能力，并利用预防和良好的家庭、社区等源头管理方法对径流和污染物进行控制[2,6]。
从上述发达国家的雨洪管理新理念中不难发现，近年来国际上对于雨洪水的“蓄”和“排”的辩证关系已经有了一些新的认识和理解，逐步摒弃了传统的将“蓄”与“排”完全割裂的管理方式，开始站在全局的角度进行宏观的统筹管理，而在保障防汛安全的前提下尽可能的开展雨洪水的调蓄利用也逐渐成为一种新的潮流。
2、国外城市雨洪调蓄利用的探索实践
城市雨洪管理措施基本可分为工程性（结构性）和管理性（非结构性）两类。其中能够实现雨洪调蓄利用的工程性措施近年来得到了广泛的重视和应用，主要包括生物滞纳池（bioretention）、绿色屋顶（green roof）、透水路面（permeablepavements）、地下储水池（cistern& storage tank）、蓄水隧道（storage tunnel）、低势绿地（grass swale & greenbelt）以及人工湿地（constructed wetland）等。雨洪水质和水力学模型则是管理性措施中的重要组成部分论文开题报告。早在19世纪70年代初，美国就提出了SWMM和STORM模型并在后期不断更新。此后，国际上又陆续涌现出DR3M-QUAL、HSPF、Hydroworks、Wallingford、MOUSE等雨洪水质和水力学模型 [7-8]。在这些模型中，集水区的渗透能力和调蓄能力逐步得到应有的关注和利用，雨水调蓄池、地下调蓄隧道等雨水调蓄设施也被纳入到雨水管网的综合模拟中，为更好地实施雨洪调蓄利用提供了新的考察评估手段。
2.1 美国
美国在雨洪调蓄利用方面一直走在世界各国的前列。在BMPs和LID中，他们致力于减轻城市化和城市发展对受纳水体的影响，通过在集水区内增加雨水储存设施，延缓雨水进入受纳水体，用透水表面替代不透水表面以增加地面渗透等途径，取得了显著的效果。例如，有学者研究通过外观检查，渗透率测试和实际过水测试三步来评价雨水花园的运行和维护状况，为评估和增强雨水花园的雨水调蓄能力提供了参考[9]。有学者对雨水蓄水隧道进水阶段从自由表面流到压力流的流态转化机理进行了一系列的研究[10-11]，并建立了基于圣维-南德方程组的数学模型，模型与试验观察吻合度较高[12]，这些研究为雨水蓄水隧道的进一步推广应用奠定了基础。
此外，还有学者提出在不影响正常交通的情况下，可以充分利用街道路面的临时蓄水能力，既可避免重新改造地下管道的大量成本，又可延缓下游洪峰的形成[13]，这种方法可以应用在非交通拥挤和非要害地区低影响开发，对于较小型城市的空旷街区调蓄洪水有一定的借鉴意义。
2.2 澳大利亚
在雨水调蓄和资源化利用方面，澳大利亚南部的索尔兹伯里市发展了一个典型的城市雨水系统（the Parafield System），采用“Pump-to-Fill”的方式，将雨水收集起来利用泵站提升储存在大坝里面，并通过一定的技术手段除去杂质后作为城市工业和市政用水水源，成效显著[14]，极大的增强了当地的雨水调蓄能力和雨洪管理水平。
澳大利亚学者Pavelic等[15]将含有大量悬浮颗粒物的城市雨水回灌于一个地下的石灰石蓄水层，在只接受被动的预处理和未杀菌的情况下，经过5年即能获得60%的回收率，成为可用的灌溉水来源；而在对雨水回用设施的水力学评价中，Brodie [16]研究发现多个蓄水池联用比单个蓄水池挥发损耗更低，而且对藻类爆发的抗性更强。
2.3 加拿大
2003年3月加拿大安大略州颁布了《雨水管理规划设计指南》，强调综合的处理理念，主要通过增强集水区内部的调蓄，降低汇流水平，并通过传输控制，最终进行管道控制。在2004年及随后的更新版本中，又引入水平衡目标和入流损失控制[17]，加强对雨水的调蓄利用。加拿大学者研究还发现，可以通过包含全部气象条件的闭合数学解析公式来评价雨水储蓄设施的长期表现[18]，为城市雨洪管理规划提供了有效参考。此外，加拿大还开发了结合当地气候特征，应用数学分析公式确定雨水蓄水池所需体积的方法，为雨水调蓄池的设计和应用提供了理论依据[19]。
2.4 德国
德国从20世纪70年代末就开始推广应用屋顶绿化，有效地推动了现代屋顶绿化的发展，并形成了相应的技术导则。1989年德国出台了《雨水利用设施标准(DIN1989)》，本标准主要面向住宅、商业和工业领域的雨水利用设施，针对这些设施的设计、施工和运行管理，过滤，储存以及控制与监测等方面提出了较为详细的要求。在1992年和2002年德国又先后发展了“第二代”和“第三代”雨水利用技术，从理念阶段逐步进入制度化和设备的集成化阶段[20]。此外，还有研究者采用底层渗滤+紫外线消毒的方法储存和处理高密度居民区和道路表面的雨水，出水可以替代70%冲厕水的需求，同时降低了排水管道的压力和负荷[21]，也是雨水调蓄利用的一种有效形式。
2.5日本
从20世纪70年代起，在多功能调蓄设施的研发方面，日本先后经历了准备期，发展期和飞跃期，使多功能调蓄设施得到了广泛的推广应用[22]，对于雨水的调蓄效果十分明显。不仅如此，从20世纪80年代期日本建设省就开始推行雨水储留渗透计划，通过滞纳、调蓄雨水来补充涵养地下水、复活泉水、恢复河川基流等，达到削减洪峰流量，减少洪涝灾害的效果[22]。长时间的努力和积累使得日本在雨洪管理和雨水调蓄方面取得了丰硕成果，部分雨水调蓄技术和调蓄设施已处于世界领先水平。
2.6其他国家和地区
此外，还有一些国家在雨洪调蓄利用方面的诸多举措也取得了一定的成果。英国学者Ashworth[23]发现，经过一系列的处理措施，绿色屋顶的收集雨水完全可以达到世界卫生组织的饮用水标准，成为可靠的饮用水资源。Andoh等[24]则提出了“源头控制，分散储存”的思路，被证实是一种性价比较高，实用性较强的可持续排水理念。此外，英国还对渗透性地面进行了应用性研究，并对其优点和性价比进行了详细的评述，为大规模的应用提供了参考依据[25]。
在瑞典马尔默地区，Villarreal等[26]采用包括屋顶绿化、明渠和滞留池等在内的一系列工程性优化措施对内城进行雨洪管理。结果发现屋顶绿化能有效减弱雨水径流，调蓄池则能够成功削减10年重现期的暴雨洪峰流量。在瑞典北部吕勒奥地区的研究则发现：渗水人行道、草沟/带、湿式储存池和过滤池是最适合寒冷地区的综合性雨洪调蓄设施；而干燥池、雨水渗透地面和雨水再利用则不太适合[27]。
在挪威将首都废弃的机场改为居住区的过程中，Astebola等[28]采用了下凹排水沟，过滤带，湿地和储水池作为雨水的收集、储存和处理系统，效果明显。而瑞士的巴塞尔市，法律要求新建的和翻新的建筑必须建造屋顶绿化，而大量研究也表明屋顶绿化对于雨水径流缩减和污染降低有显著作用[29]。另外，爱沙尼亚也有学者研究绿色屋顶对于洪水的调蓄效果，发现对于降雨量为2.1mm的小雨，绿色屋顶可以达到85.7%的滞纳率；而对于12.1mm的降雨，滞纳效果则并不理想[30]。
这些研究有效评估了雨水调蓄的不同工程技术手段及相应的调蓄能力，大大拓展了雨水调蓄设施的应用范围，为进一步推进城市雨洪管理事业奠定了重要的基础；同时也体现出近年来国际上雨洪管理的关注点已经从“以排为主、单纯排放”向“蓄排结合、综合利用”方向逐步转换。
3、中国城市雨洪调蓄利用的探索实践
近年来，我国在城市雨洪管理和雨水综合利用方面开展了大量的科研工作，城市雨洪资源利用已被列入水利部科技创新项目和“十一五”科技支撑计划项目[2]低影响开发，并在宏观政策、技术研发和工程示范等方面均取得了明显的进展。
宏观政策方面，早在2000和2001年，水利部就编制和发布了《全国雨水集蓄利用“十五”计划和2010年发展规划》和《雨水集蓄利用工程技术规范》，虽然2部规范更侧重于农业和农村雨水调蓄利用，但在一定程度上也促进了城市雨水调蓄设施的建设和应用。2006年，建设部又颁布了《建筑与小区雨水利用工程技术规范(GB 50400-2006)》，对住宅小区中的雨水利用系统的设置、雨水收集、雨水入渗、雨水储存与回用、水质处理、调蓄排放等方面进行了详细的规范和说明，推动了我国城市雨水调蓄利用事业的进一步发展。
技术研发方面，近年来，北京、上海、宁波、天津、成都、杭州、深圳、武汉、广州、福州等许多城市均先后开展了雨洪调蓄和雨水综合利用方面的研究和实践，通过借鉴国外的BMPs、LID等理念，采用雨水花园、绿色屋顶、透水路面、低势绿地等技术设施，成效显著。在此过程中，业界的专家学者们也逐渐意识到应该针对城市雨洪控制利用的不同目标合理设计调蓄设施，因地制宜的选择和应用雨洪调蓄设施[31]，而城市雨洪多功能调蓄技术由于能够有效地削减洪峰流量，缓解城市内涝，同时提高土地资源的利用效率，得到了进一步的推广运用[22]。
工程示范方面，北京建筑工程学院城市雨水与水环境研究团队与国内外建筑师、景观设计师、政府部门及开发商协作，在宁波、深圳、天津、杭州、北京、成都等地开展了大量的实践工作，完成了数十个示范区的建设[32]，起到了很好的宣传示范效应，带动了城市雨水的调蓄利用的潮流。此外，在奥运场馆和世博会场馆的建设中，雨水调蓄和综合利用的理念也得到了很好的体现和运用，无论是实际的雨洪调蓄利用效果还是工程示范效果，都值得肯定。
当然，必须承认，在整体雨洪管理水平和具体的管理理念上，中国与世界主要发达国家之间仍然存在一定的差距。虽然部分城市已经认识到雨水调蓄和综合利用的重要性，开始进行城市雨水利用规划的编制和研究工作，并兴建了一系列的示范工程，但是国内目前尚未形成一套完整的、系统的、科学的雨水综合调蓄利用体系，相应的管理理念和思路也略显不足，需要进一步的充实和完善。
4、城市雨洪调蓄利用的理念探讨
结合世界主要发达国家城市雨洪管理策略和雨洪调蓄利用的成功实践以及中国近年来的探索研究，笔者认为，目前较适宜中国现状的雨洪调蓄利用理念可以概括为“因地制宜，蓄排结合，保障安全，综合利用”论文开题报告。
第一个层面是“因地制宜，蓄排结合”。由于中国幅员辽阔，南方和北方城市在气候、地形等自然因素上差异较大，即使同纬度的内陆和沿海城市，也存在着明显的差异。因此，必须因地制宜的开展雨洪调蓄利用。具体而言，北方城市，尤其是干旱半干旱地区，雨洪水一直被视为宝贵的水资源，在保障防汛安全的前提下，调蓄利用是第一位的。而对于南方城市，城市内河内湖水系发达、城市可用空地较多的，同样具有较大的调蓄潜能，也应当尽可能的调蓄和滞纳雨水，这样既可以削减洪峰，减轻排水管道的压力，又可以减少排入外江外河的污染。而对于南方河网水系并不发达、城市建筑紧密，可利用空间较少的城市，城市滞纳调蓄雨水的容量和能力有限，应当主要考虑雨洪的排除，避免城市内涝的发生。此类城市可待地下调蓄管涵等技术取得突破性进展之后再进一步探索雨水调蓄利用的可能。“因地制宜”的同时，“蓄排结合”也不能忽视：不能将“蓄”、“排”简单的割裂为两个相互对立的方面，认为非“蓄”即“排”或非“排”即“蓄”，而应该站在全局的角度统筹考虑，既“蓄”又“排”——既要充分挖掘“蓄”的潜力，拓展“蓄”的容量，又要充分发挥现有排水管道的效能，达到整体效益的最优化。
第二个层面是“保障安全，综合利用”。无论如何，城市的防汛安全仍然是摆在第一位的，只有在确保了城市安全的前提下低影响开发，雨洪的调蓄利用才有意义。在保障安全的前提下，对于不同雨量和雨型的降雨，相应的“蓄排结合”手段也不尽相同。对于雨量较小和持续时间较短的降雨，由于初期冲刷效应的存在，可能携带有大量的污染物，同时水量不大，可以考虑以蓄为主，在充分发挥调蓄设施的作用后再考虑排水, 以起到初期雨水的调蓄作用。同时在蓄之后还应考虑将蓄起的初期雨水排到污水处理系统，后续干净雨水则可排放到地表受纳水体。而对于雨量较大并且历时较长的降雨，由于地表调蓄很容易达到饱和，地下调蓄管涵的容积也不可能无限放大，则应当以排为主，适当调蓄。而在利用的过程中，必须坚持统筹管理，综合利用的思路，各城市应根据当地的自然条件，统筹兼顾，权衡利弊，科学规划，合理设计城市雨洪管理和雨水利用方案，既要考虑到全年降雨的不均匀性对雨水利用的不利影响，又要充分利用当地的雨水资源量[33]。而在雨水的利用途径上，目前主要有绿化、冲厕、洗车、冲洗地面、洗衣、消防和回补地下水等方式。在继续拓宽和探索雨水综合利用方式的同时，应该根据不同的雨水回用要求进行雨水的调蓄和收集。如果是回用作为饮用水或者其它对水质要求较高的用水，可以考虑将初期雨水弃流或截流到污水管道，再对后期污染较少的雨水进行处理回用。
5、结论与展望
随着人口的激增和城市化进程的飞速发展，城市雨洪管理面临巨大的挑战和机遇，而传统的“以排为主、单纯排放”的雨洪管理理念已经无法适应现代城市雨洪管理的需求。因此，本文简要介绍了世界主要发达国家的雨洪管理策略，并综述了世界各国在雨水调蓄和综合利用方面的成功实践，通过对中国雨洪调蓄利用现状和进展的分析，提出了“因地制宜，蓄排结合，保障安全，综合利用”的新思路。该思路对于推进我国城市雨洪管理事业，尤其是雨水调蓄和综合利用事业，具有一定的指导意义。
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