雨水花园对暴雨径流量的消减研究

李赢杰 1 ，张童 2

2:南华大学 松霖建筑与设计艺术学院，湖南 衡阳 421001

摘要：雨水花园作为典型的海绵设施，可以有效的消减洪峰值与暴雨径流。根据深圳市的雨水花园径流系数差值和平均日降雨量，通过暴雨强度与重现期的计算，得出深圳市2018年总暴雨量为1361.56mm，可改造绿化面积107.77km²，年削减量为925.77mm/km²；暴雨时期的年削减量为478.79mm/km²。

关键词：海绵设施；雨水花园；暴雨径流；消减量

0 引言

城市化的不断发展，地表不透水面积的增加，导致一系列城市水环境问题的出现^[1]，如”城市内涝、城市看海”。众多研究表明，海绵设施在消减城市地表径流方面具有明显效果^[2]，雨水花园是目前应用最为广泛的海绵设施，对雨水花园进行径流消减量化研究，是评估海绵城市建设效益的关键^[3]。

1研究区概括

片区总面积1713.8km²，总汇水面积819.41km²，其中绿地与汇水面积之比大于1：5的，占总片区面积的36.75%，占总汇水面积的76.87%，合计汇水面积为629.91km²，绿地面积为211.44km²。绿地与汇水面积之比大于1：10的占总片区面积的32.98%，占总汇水面积的68.98%，合计汇水面积565.20km²，绿地面积为206.60km²。

2 计算思路

绿地面积、汇水范围较大，形状较为不规则，绿化植被复杂多样，对应的硬化地表类型较多，难以分类进行准确的估算。武春生、任鹏飞、郭大炜等^[4]人在2020年对某一海绵改造小区的雨水花园单体设施的建设效果进行了综合评估。认为当雨水花园建设规模与汇水面积的比例在1：5到1：10之间，蓄水深度在25到30cm时，其雨水调蓄及污染物净化能力可比现状提高约10%到15%。缪遇虹、张质明、张胜雷等^[5]人参考北京市《城市雨水利用工程技术规程》（DB11/T 685——2009）中的规定，认为雨水花园宜设置在面积大于100m2的块状绿地内，且面积越大、设施深度越深，则储水体积越大，对径流的削减能力越强。

将片区分为两个部分进行计算：第一部分为绿化、汇水面积之比大于等于1：10的，认为该片区的绿地能够对整个片区的地表径流，产生径流削减效益。第二部分则为绿化、汇水面积小于1：10的，认为该片区的绿地仅能对自身面积九倍大的区域产生的地表径流，具有消减效益。

3 深圳市雨水花园对地表径流量的消减

根据深圳市的雨水花园排涝能力的评估所述，深圳市雨水花园相对于传统绿地径流系数的削减差值如表1所示^[6]。参照深圳市的城市设计暴雨雨型，深圳市短历时暴雨雨型为2小时，长历时暴雨雨型为24小时^[7]。将收集到的日平均降雨量进行对照，全部采用24小时长历时暴雨雨型对每日的降雨强度进行计算，最后换算成重现期。即当降雨量≥181.81mm时，重现期设为2；当181.81mm≤降雨量≤219.17mm时，重现期设为3；当219.17mm≤降雨量≤268.15mm时，重现期设为5。

表1 不同降雨重现期下深圳市传统绿地与雨水花园的径流系数及其差值

径流系数	降雨重现期P/a
	P=2	P=3	P=5	P=10	P=20	P=30	P=50
传统绿地	0.86	0.88	0.89	0.91	0.92	0.93	0.94
雨水花园	0.54	0.55	0.57	0.58	0.62	0.64	0.68
削减差值	0.32	0.33	0.32	0.33	0.30	0.29	0.26

在2018年深圳市平均日降雨数据中，仅1月7日达到了224.18mm，设定重现期为5，其他日的24小时降雨量均小于181.81mm，重现期均设定为2。根据表1不同重现期下的径流系数削减差值，计算得到每个降雨日的削减量，及每个暴雨日（根据中国气象局的暴雨定义，24小时降雨量为50毫米或以上的雨称为“暴雨”）的削减量

^[8]。将上述每日的降雨削减量相加，求得深圳市2018年的年总降雨量为2673.64mm，年总暴雨量为1361.56mm。可改造绿化面积107.77km²，若都进行绿化后，得到每平方米绿化年削减量为925.77mm，暴雨时期的每平方米绿化年削减量为478.79mm。

参考文献：

1. 赵斐,谭献强,胡青芳,黄丽娟.海绵城市建设评估要点分析与研究[J].智能建筑与智慧 城市,2022(01):133-135.2022.01.040.

2. 贾沛霖.海绵城市建设问题与对策探析[J].智能建筑与智慧城市，2021（12）：188-189. 2021.12.078.

3. 池凌靖.雨水花园在城市居住区景观中的运用分析[J].建材发展导向，2021，19（20）： 88-89.2021.0317.

4. 武春生,任鹏飞,郭大炜,张孟强,苏晋国,田海鹏.雨水花园建设效果评估与设计参数优化 [J].科学技术创新,2020(29):121-122.

5. 缪遇虹,张质明,张胜雷.基于GIS的雨水花园建设适宜性评价方法研究[J].中国给水排 水,2020,36(03):102-108.1000-4602.2020.03.018.

6. 尚晓琪,刘玲玉,石龙宇,陈丁楷.雨水花园在线监测与评估系统设计[J].给水排水， 2022,58(02):116-121+127.2021.04.02.0005.

7. 梁志华,许铭宇,徐宇,黄晓东,卢艺菲.深圳市海绵城市建设工程案例研究[J].安徽农学 通报,2020,26(13):63-67.2020.13.027.

8. 孙奎永. 雨水花园在规划设计中的应用研究[D].河北工业大学,2014.

作者简介：李赢杰（1997-），女，汉族，湖南邵阳人，研究生，专业城乡规划学。