宮永偉¹，劉超¹，李俊奇¹，柴宏祥²，任心欣³，車伍¹，陳世杰¹，王琦¹

(1.北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044；2.重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，重慶 400045；3.深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東深圳 518028)

摘要：驗(yàn)收考核是海綿城市建設(shè)工作的重要環(huán)節(jié)，針對海綿城市建設(shè)的兩個(gè)主要目標(biāo)（年徑流總量控制率和水環(huán)境質(zhì)量）提出了相應(yīng)的考核辦法建議，主要包括踏勘驗(yàn)證法、監(jiān)測法、監(jiān)測與模擬聯(lián)合法。具體介紹了各考核方法的工作步驟，對比分析了各考核辦法的優(yōu)缺點(diǎn)。

目前，我國各地海綿城市建設(shè)試點(diǎn)工作正在有序推進(jìn)。低影響開發(fā)設(shè)施作為海綿城市建設(shè)中一類重要的基礎(chǔ)設(shè)施，將在試點(diǎn)區(qū)域中占有較大比例，其對區(qū)域水文的貢獻(xiàn)不容忽視。然而，低影響開發(fā)設(shè)施多為生態(tài)型設(shè)施，受施工等因素的影響，對徑流體積、徑流污染等目標(biāo)的控制能力存在著不確定性和隨機(jī)性，其與傳統(tǒng)市政雨水管渠、大排水系統(tǒng)的耦合，能否實(shí)現(xiàn)海綿城市建設(shè)的目標(biāo)，需要考核工作的監(jiān)督與驗(yàn)證。單純依靠施工圖紙中的規(guī)模進(jìn)行工程考量，未必能夠真正驗(yàn)證預(yù)期的控制效果。合理地對建設(shè)試點(diǎn)區(qū)域的“海綿”效果進(jìn)行考核將是海綿城市建設(shè)成功與否的必要程序，是國家財(cái)政資金績效考核的重要內(nèi)容。

根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》和《海綿城市建設(shè)績效評(píng)價(jià)與考核辦法（試行）》（建辦城函［2015］635號(hào)）對區(qū)域控制目標(biāo)及考核指標(biāo)的要求，考核指標(biāo)從水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全四方面給出了基本指標(biāo)體系，其主要由年徑流總量控制率、水環(huán)境質(zhì)量、城市面源污染控制、污水再生利用率、雨水資源回用率等構(gòu)成，該指標(biāo)體系宏觀、全面、系統(tǒng)地對各個(gè)試點(diǎn)城市提出了考核要求。然而海綿城市建設(shè)實(shí)現(xiàn)的控制效果需要長時(shí)間的運(yùn)行方能見效，部分城市很難在近期完全實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)的考核目標(biāo)，特別是在水環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)的考核方面，實(shí)現(xiàn)建設(shè)區(qū)域內(nèi)河湖水系水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)對于部分城市應(yīng)是循序漸進(jìn)的實(shí)踐過程。因此，為保障考核辦法的有效性、合理性，能夠因地制宜地對建設(shè)區(qū)域進(jìn)行考核，筆者建議采用污染物負(fù)荷削減率作為部分城市的水質(zhì)考核指標(biāo)。以下主要探討兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的考核辦法，即年徑流總量控制率與污染物負(fù)荷削減率。

1 海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)域考核模式

1.1 “分—總”考核模式

海綿城市試點(diǎn)區(qū)域低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建往往因各個(gè)子分區(qū)（如舊改區(qū)、待建區(qū)）的開發(fā)強(qiáng)度、綠地率、水文地質(zhì)等特點(diǎn)的不同，使得各子分區(qū)設(shè)定的控制目標(biāo)不同。因此，可首先分別對各子分區(qū)進(jìn)行單獨(dú)考核，然后再對試點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行整體考核。該考核模式不僅避免了末端設(shè)施在試點(diǎn)區(qū)域中的集中建設(shè)，保障了低影響開發(fā)設(shè)施“源頭—中途—末端”不同控制功能系統(tǒng)之間的分散建設(shè)與合理銜接，更為“綠色與灰色”及“低影響開發(fā)雨水控制系統(tǒng)-傳統(tǒng)市政雨水管渠-大排水系統(tǒng)”之間聯(lián)動(dòng)功能的發(fā)揮起到了監(jiān)管作用。

1.2 分階段定周期考核模式

海綿城市建設(shè)的目的是通過低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)使城市能夠?qū)崿F(xiàn)長久的自然滲透、自然積存、自然排放的海綿功能。因此，試點(diǎn)區(qū)域的考核辦法可分階段定周期考核，在建設(shè)過程中、建設(shè)完成后等階段定周期地對不同城市進(jìn)行抽查，以監(jiān)督海綿城市運(yùn)行效果的可持續(xù)性，從而提升我國低影響開發(fā)設(shè)施的運(yùn)行與維護(hù)能力，推進(jìn)低影響開發(fā)設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息平臺(tái)建設(shè)的進(jìn)程。

2 海綿城市建設(shè)主要目標(biāo)備選的考核辦法

2.1 年徑流總量控制率考核辦法

2.1.1 踏勘驗(yàn)證法

踏勘驗(yàn)證法是指針對各個(gè)城市提交的試點(diǎn)區(qū)域施工圖紙，對低影響開發(fā)設(shè)施的布局、規(guī)模等參數(shù)進(jìn)行初步判斷；然后對各類設(shè)施所在的匯水分區(qū)進(jìn)行設(shè)施可有效控制徑流體積的核算；最后根據(jù)區(qū)域內(nèi)所有設(shè)施控制的徑流體積推算累積控制的雨水徑流體積，據(jù)此分析控制的雨水徑流體積對應(yīng)的年徑流總量控制率。在依據(jù)施工圖紙核算的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場踏勘，驗(yàn)證低影響開發(fā)建成設(shè)施的運(yùn)行是否能發(fā)揮預(yù)期的效果。

2.1.2 監(jiān)測法

監(jiān)測法是指基于設(shè)計(jì)降雨量，選擇有代表性的日降雨（要求“降雨量≥設(shè)計(jì)降雨量”），使用流量計(jì)監(jiān)測當(dāng)日的外排徑流體積，計(jì)算雨水控制體積和控制雨量，通過比較控制雨量與設(shè)計(jì)降雨量的大小關(guān)系來評(píng)估年徑流總量控制率是否達(dá)標(biāo)。其計(jì)算公式為：

將H_控與設(shè)計(jì)降雨量進(jìn)行比較，如果H_控都不小于設(shè)計(jì)降雨量，則年徑流總量控制率達(dá)標(biāo)。

2.1.3 監(jiān)測與模擬聯(lián)合法

監(jiān)測與模擬聯(lián)合法是指監(jiān)測與模型模擬聯(lián)合應(yīng)用的一種方法�？己说木唧w方法如下：

①選擇典型降雨場次，對試點(diǎn)區(qū)域的場次降雨徑流傳輸過程進(jìn)行監(jiān)測。

②結(jié)合實(shí)測的降雨數(shù)據(jù)，構(gòu)建試點(diǎn)區(qū)域雨水系統(tǒng)模型，將流量、水深、積水時(shí)間等監(jiān)測數(shù)據(jù)用于率定、驗(yàn)證模型參數(shù)。

③將全年所有場次的降雨輸入模型，利用率定得出的模型參數(shù)，模擬得出試點(diǎn)區(qū)域的外排體積總量和控制雨水徑流量，據(jù)此計(jì)算年徑流總量控制率。

2.2 污染物負(fù)荷削減率考核方法

2.2.1對比監(jiān)測法

對比監(jiān)測法是指通過選擇與試點(diǎn)區(qū)域具有相似條件的對比區(qū)域，包括面積、下墊面構(gòu)成和材質(zhì)、豎向等，對二者進(jìn)行同步監(jiān)測。監(jiān)測考核的具體方法如下：

① 同步監(jiān)測對比區(qū)域和試點(diǎn)區(qū)域的污染物濃度、流量。

② 計(jì)算試點(diǎn)區(qū)域和對比區(qū)域的污染物負(fù)荷。根據(jù)降雨徑流水質(zhì)和水量監(jiān)測數(shù)據(jù)，單場次降雨徑流的污染物平均濃度EMC可按式（2）計(jì)算，年降雨徑流的污染物平均濃度EMC_Total可按式（3）計(jì)算，試點(diǎn)區(qū)域和對比區(qū)域的年降雨徑流污染負(fù)荷M可按式（4）計(jì)算。

③年污染物負(fù)荷削減率可按式（5）進(jìn)行計(jì)算，如果該值不低于要求的年污染物負(fù)荷削減率，則達(dá)標(biāo)。當(dāng)對比區(qū)域和試點(diǎn)區(qū)域的面積略有差異時(shí)，可按比例對污染物負(fù)荷進(jìn)行折算。

2.2.2 監(jiān)測與模擬聯(lián)合法

在監(jiān)測傳統(tǒng)開發(fā)模式與低影響開發(fā)模式下污染物負(fù)荷的基礎(chǔ)上，通過模型模擬兩種開發(fā)方式下試點(diǎn)區(qū)域的降雨徑流污染物負(fù)荷，進(jìn)而針對兩種模式之間的數(shù)值差異，進(jìn)行污染物負(fù)荷實(shí)際削減率計(jì)算。考核的具體方法如下：

① 對傳統(tǒng)開發(fā)模式下的污染物負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。選取傳統(tǒng)模式建設(shè)區(qū)域，在典型降雨條件下，監(jiān)測其外排雨水徑流量和污染物濃度，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)率定模型參數(shù)；將模型參數(shù)推廣至試點(diǎn)區(qū)域，構(gòu)建雨水系統(tǒng)模型，假設(shè)試點(diǎn)區(qū)域按照傳統(tǒng)模式建設(shè)，將模擬得出的徑流污染物負(fù)荷作為傳統(tǒng)開發(fā)模式下的污染物負(fù)荷。

② 對試點(diǎn)區(qū)域外排污染物負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。選擇典型降雨場次，對試點(diǎn)區(qū)域場次降雨過程中的流量及徑流污染物濃度進(jìn)行監(jiān)測；結(jié)合實(shí)測的降雨數(shù)據(jù)，構(gòu)建試點(diǎn)區(qū)域雨水系統(tǒng)模型，將流量、濃度等監(jiān)測數(shù)據(jù)用于率定、驗(yàn)證模型參數(shù)；將全年所有降雨輸入模型，通過模擬得出試點(diǎn)區(qū)域的外排污染物負(fù)荷。

③ 年污染負(fù)荷削減率可按式（5）進(jìn)行計(jì)算。如果該值不低于要求的年污染物負(fù)荷削減率，則達(dá)標(biāo)。

3 各類考核辦法的優(yōu)缺點(diǎn)分析

踏勘驗(yàn)證法與其他方法相比，無需選擇實(shí)際降雨日期，不需要安裝監(jiān)測設(shè)備，避免了由于監(jiān)測日期選擇帶來的不確定性。然而該方法只是依據(jù)理論計(jì)算，如果低影響開發(fā)設(shè)施的施工質(zhì)量存在場地豎向與銜接等方面的問題，則會(huì)導(dǎo)致匯水面雨水徑流無法進(jìn)入設(shè)計(jì)的低影響開發(fā)設(shè)施，造成設(shè)施的實(shí)際控制效果大打折扣，因此低影響開發(fā)設(shè)施的實(shí)際控制效果與理論計(jì)算數(shù)值可能存在較大誤差。此外，該方法需要大量的現(xiàn)場調(diào)研，考核人員的判斷也存在一定的主觀性。

監(jiān)測法能夠直觀地反映在所選日期降雨事件下的試點(diǎn)區(qū)域降雨徑流外排體積情況，但需要在降雨前安裝監(jiān)測設(shè)備，跟蹤氣象預(yù)報(bào)。然而，試點(diǎn)區(qū)域常有數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)徑流流量的入水口和排放口，因此需要大量的監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備的選擇、安裝正確與否將決定著監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。不僅如此，使用該方法時(shí)需要合理地選擇降雨日期，存在人為的不確定性，且設(shè)計(jì)降雨量（日降雨量）在一天內(nèi)的分配情況具有極大的隨機(jī)性，即使在相似的日降雨量情況下進(jìn)行監(jiān)測，所得監(jiān)測結(jié)果也會(huì)有很大的差異。此外，對比監(jiān)測法往往在選擇對比區(qū)域方面存在較大困難。

監(jiān)測與模擬聯(lián)合法是更科學(xué)、更省時(shí)、野外監(jiān)測工作量相對較少的一種方法，該方法已在發(fā)達(dá)國家得到了普遍應(yīng)用，技術(shù)已走向成熟。通過使用科學(xué)的指標(biāo)來評(píng)價(jià)模型參數(shù)的率定和驗(yàn)證效果，可保證模型模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。該方法在一定程度上減少了降雨隨機(jī)性帶來的誤差影響，但要求考核人員能夠熟練地使用相關(guān)模型。目前我國在雨水系統(tǒng)模型總體的應(yīng)用程度上顯得較弱，且模型所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一直是制約我國雨水系統(tǒng)模型技術(shù)推廣應(yīng)用的絆腳石，例如洼蓄量、低影響開發(fā)設(shè)施控制效果、高精度地形數(shù)據(jù)等。從雨水管理的發(fā)展趨勢及國外技術(shù)應(yīng)用情況來看，模型模擬將是未來考核辦法的主要方法，因此我國各城市亟需做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累工作。

試點(diǎn)區(qū)域考核結(jié)果與數(shù)據(jù)的選擇息息相關(guān)，其極大地影響考核結(jié)果的科學(xué)性和公正性。其中，降雨數(shù)據(jù)的選用至關(guān)重要，而降雨隨機(jī)性造成的影響也尤為重要。監(jiān)測法需要選用典型的日降雨數(shù)據(jù)，監(jiān)測與模擬聯(lián)合法需要選用典型的年降雨數(shù)據(jù)。然而，對于日降雨事件，在相同降雨總量情況下，24h內(nèi)的時(shí)程分配會(huì)有很大差異，有可能是短歷時(shí)強(qiáng)降雨，也可能是長歷時(shí)低強(qiáng)度降雨，不同的分配方式會(huì)導(dǎo)致試點(diǎn)區(qū)域徑流外排體積存在一定的差異，造成計(jì)算所得的徑流總量控制率在一定程度上不具代表性。對于典型的年降雨，究竟是選用豐水年、平水年還是枯水年，目前尚無選擇的依據(jù)要求及原則。一般情況下會(huì)選用平水年，但海綿城市建設(shè)及驗(yàn)收的幾年內(nèi)有可能并非平水年；即使是平水年，因降雨在年內(nèi)的時(shí)程分配及各日降雨的時(shí)程分配等因素上存在差異，導(dǎo)致徑流總量控制率的計(jì)算與考核結(jié)果具有較大影響。

4 結(jié)語

海綿城市試點(diǎn)區(qū)域的考核是一項(xiàng)必要而長期的工作。試點(diǎn)區(qū)域的考核模式不僅需要分階段的周期性考核，也需要“分—總”的考核模式。試點(diǎn)區(qū)域主要建設(shè)目標(biāo)的考核辦法涉及各試點(diǎn)城市的氣候特點(diǎn)、土壤滲透性能、監(jiān)測條件等因素，因此在選擇方法中應(yīng)根據(jù)各考核辦法的優(yōu)缺點(diǎn)，因地制宜，明確區(qū)域解決的主要問題，選擇合理的考核模式與考核方法。從解決考核方法的難點(diǎn)來看，可借鑒發(fā)達(dá)國家低影響開發(fā)設(shè)施與案例的考核辦法。從低影響開發(fā)設(shè)施運(yùn)行的長遠(yuǎn)角度來看，我國雖已發(fā)布海綿城市建設(shè)考核辦法文件，但尚無合理的解讀，部分指標(biāo)的科學(xué)性和合理性有待商榷，因此應(yīng)盡快發(fā)布低影響開發(fā)設(shè)施考核標(biāo)準(zhǔn)手冊，明確各個(gè)設(shè)施的考核要點(diǎn)與具體方法。其次，應(yīng)盡快建立我國低影響開發(fā)設(shè)施的水質(zhì)水量基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，及早開展模型模擬的準(zhǔn)備和應(yīng)用，為后續(xù)的研究與考核提供幫助。

（本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2015年第21期“城市雨水管理”欄目）

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