王家彪，趙建世，沈子寅，王 浩，，雷曉輝

（1.清華大學(xué) 水沙科學(xué)與水利水電工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084；2.美國ACT工程咨詢公司 美國 洛杉磯；3.中國水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038）

1 研究背景

2014年我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)了《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）》（以下簡稱《指南》），并將低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)落實(shí)在了年降雨總量控制［1］。與美國EPA（美國環(huán)保署，USEPA）提出的城市LID控制模式不同［2］，《指南》中采用降雨總量控制模式以實(shí)現(xiàn)徑流總量控制目標(biāo)。這種方式引起了一定的爭議。以車伍為代表的《指南》主要編制專家認(rèn)為按降雨總量控制和按降雨場(chǎng)次控制都能實(shí)現(xiàn)徑流總量控制而無原則上區(qū)別，兩者具有對(duì)應(yīng)關(guān)系，但應(yīng)與對(duì)初期雨水的控制有所區(qū)別［3］；而王虹等［4］則認(rèn)為控制降雨場(chǎng)次和控制初期降雨的理念是一致的，我國《指南》中提出的計(jì)算方法既不同于美國的徑流總量計(jì)算法，也不同于降雨場(chǎng)次百分點(diǎn)控制方法；張建云等［5］認(rèn)為海綿城市中徑流控制效果與場(chǎng)次暴雨總量和時(shí)程分布有直接關(guān)系，根據(jù)地域降雨特征來設(shè)置徑流控制指標(biāo)更加合理。另外，張鵾等［6］認(rèn)為我國徑流總量控制目標(biāo)包含了徑流污染控制內(nèi)容，但《指南》只是將徑流污染作為了兼顧指標(biāo)。還有學(xué)者認(rèn)為降雨總量控制與徑流總量控制之間對(duì)應(yīng)關(guān)系因徑流系數(shù)的差異而有所差別［7］，并且探討了多場(chǎng)次降雨下的平均徑流系數(shù)與總量控制之間的關(guān)系。此外，有些學(xué)者針對(duì)我國徑流污染控制及其設(shè)計(jì)降雨量的問題，提出按控制年90%降雨事件所產(chǎn)生的徑流來確定徑流污染控制下雨量設(shè)計(jì)值［8］。王文亮等［9］還考慮了降雨總量控制模式下極端暴雨對(duì)控制目標(biāo)的影響，建議“統(tǒng)計(jì)過程中可扣除少數(shù)極端暴雨，如按雨量大小排序，扣除頻率小于0.5%的暴雨”［9］。

依據(jù)LID建設(shè)要求，城市開發(fā)前后應(yīng)盡可能保持各水文特征量不變［1-2，10］。在實(shí)踐中，這一開發(fā)要求常通過控制徑流量或產(chǎn)流雨量來實(shí)現(xiàn)，例如，我國《指南》中所規(guī)劃的控制目標(biāo)實(shí)則為降雨總量控制目標(biāo)，而美國EPA導(dǎo)則［2］則是以降雨場(chǎng)次控制為目標(biāo)。本文從“《指南》中是否該采用降雨總量控制為目標(biāo)”這一問題出發(fā)，開展了關(guān)于海綿城市建設(shè)中兩種降雨控制模式的討論。論文首先分析了低影響開發(fā)下“年降雨總量控制”和“年降雨場(chǎng)次控制”兩種模式的不等價(jià)問題。然后以北京、武漢、廣州為代表城市，推求了兩種控制模式下我國部分城市的設(shè)計(jì)降雨量，并與《指南》中同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比分析。在此基礎(chǔ)上，著重比較了兩種不同控制模式對(duì)海綿城市各建設(shè)目標(biāo)的影響，研究以期為我國城市低影響開發(fā)下雨水控制提供指導(dǎo)和借鑒。

2 兩種不同降雨控制模式的內(nèi)涵解析

根據(jù)《指南》，海綿城市LID建設(shè)目標(biāo)包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等，其中作為最終落實(shí)目標(biāo)的徑流總量控制其實(shí)質(zhì)是通過控制住80%～85% 的年降雨總量來實(shí)現(xiàn)。而美國環(huán)保署（USEPA）根據(jù)美國《能源獨(dú)立與安全法》中的第438章為聯(lián)邦政府項(xiàng)目編制了《實(shí)施暴雨徑流控制導(dǎo)則》，該導(dǎo)則中應(yīng)用降雨場(chǎng)次百分點(diǎn)法來確定徑流控制指標(biāo)，并確定95%作為控制百分點(diǎn)，盡管大部分州選擇80%～90%之間的控制指標(biāo)［2］。很明顯，這兩份導(dǎo)則文件在設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩種不同的降雨控制模式：降雨總量控制和降雨場(chǎng)次控制。

2.1 徑流控制和降雨控制我國《指南》定義年徑流總量控制率為： 根據(jù)多年日降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，通過自然和人工強(qiáng)化的滲透、儲(chǔ)存、蒸發(fā)（騰）等方式，場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)全年得到控制（不外排）的雨量占全年總降雨量的百分比。雖然《指南》中統(tǒng)計(jì)的都是產(chǎn)生徑流的降雨，并將小于2 mm的日降雨進(jìn)行了剔除。但其定義的實(shí)際上是年降雨總量控制率，屬降雨控制范疇，從概念上應(yīng)與徑流控制有所區(qū)別。

首先，從水文上來說，徑流除地表外排部分外，還存在壤中流和地下徑流，《指南》中定義未涵蓋所有徑流。其次，降雨總量控制率與徑流總量控制率并不相等，降雨-徑流之間存在明顯的非線性關(guān)系［11］。車伍等［12］指出年徑流總量控制率與年降雨總量控制率兩者間相差一個(gè)徑流系數(shù)的換算。王虹等［4］也指出《指南》中的降雨量沒有乘以徑流系數(shù)而轉(zhuǎn)變?yōu)閺搅髁?。而且，徑流系?shù)并不是一個(gè)固定常數(shù)，而是隨下墊面和降雨量變化的系數(shù)。下圖1是根據(jù)美國SCS產(chǎn)流模型推出的降雨-徑流關(guān)系［13］，圖1中僅對(duì)于完全不透水的地塊（CN值為100），降雨量與徑流量是線性對(duì)應(yīng)的，即徑流系數(shù)始終為1，而對(duì)于一般的地塊（以CN值70為例），降雨量與徑流量之間呈非線性關(guān)系。當(dāng)然，不同的降雨產(chǎn)流模型有不同的公式，但可以肯定的是，降雨量與徑流量之間的關(guān)系是非線性的。所以控制了年降雨總量的80%～85%不等于控制了年徑流總量的80%～85%。

圖1 SCS產(chǎn)流模型計(jì)算降雨-徑流關(guān)系曲線

盡管如此，若按美國EPA導(dǎo)則中降雨場(chǎng)次百分點(diǎn)法來確定控制目標(biāo)，則徑流控制和降雨控制是等效的，因?yàn)榻涤陥?chǎng)次控制率等于徑流場(chǎng)次控制率而不受降雨-徑流關(guān)系影響。類似于降雨總量控制率定義，降雨場(chǎng)次控制率應(yīng)具有如下概念：根據(jù)多年日降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，通過自然和人工強(qiáng)化的滲透、儲(chǔ)存、蒸發(fā)（騰）等方式，場(chǎng)地內(nèi)累計(jì)全年得到控制（不外排）的降雨場(chǎng)次占全年總降雨場(chǎng)次的百分比。降雨場(chǎng)次控制率確定時(shí)同樣將不產(chǎn)流的降雨（小于2 mm的日降雨）進(jìn)行剔除。

綜合上述，徑流控制和降雨控制應(yīng)從概念上有所區(qū)別。徑流控制目標(biāo)和降雨控制目標(biāo)不具有完全等價(jià)關(guān)系，雖然徑流場(chǎng)次控制率等于降雨場(chǎng)次控制率，但徑流總量控制率并不等于降雨總量控制率。

雖然，徑流控制和降雨控制有所區(qū)別，但不可否認(rèn)，降雨是產(chǎn)流的直接來源，徑流控制可通過降雨控制來實(shí)現(xiàn)。考慮到我國《指南》與美國EPA導(dǎo)則以及國內(nèi)外相關(guān)研究最終都是以降雨控制來實(shí)現(xiàn)LID建設(shè)目標(biāo)，因此本文將著重討論兩種不同降雨控制模式及其對(duì)海綿城市建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的影響。

2.2 降雨總量控制和降雨場(chǎng)次控制界定《指南》中通過按降雨總量控制模式實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地內(nèi)一定比例的累計(jì)全年雨量得到控制而不外排。而美國EPA導(dǎo)則采用的降雨場(chǎng)次控制模式則要求全年中一定百分比內(nèi)的降雨事件得到完全控制。總的來說，總量控制和場(chǎng)次控制概念并不一樣，兩者本質(zhì)區(qū)別在于是統(tǒng)計(jì)降雨量還是降雨次數(shù)：前者是量的統(tǒng)計(jì)，關(guān)注控制部分雨量占總雨量的比例，后者是頻率的統(tǒng)計(jì)，關(guān)注多少頻率的事件會(huì)被控制住。下圖2中可進(jìn)一步看出兩種模式的區(qū)別，圖中將統(tǒng)計(jì)年所有逐日降雨按從小到大的順序進(jìn)行排序，以柱狀圖高度示意每天降雨量。

圖2 80%控制率下雨量控制示意圖

從圖2中可看出，兩種模式控制效果具有較大差異：（a）中按總量控制的模式需確定特定降雨量值，使小于該值的年累計(jì)雨量（柱狀圖累計(jì)陰影面積）占總雨量的比例為控制百分比；（b）中按場(chǎng)次控制則是直接根據(jù)降雨次數(shù)（柱狀圖條形塊數(shù)）乘以控制百分比后確定某一順序位對(duì)應(yīng)雨量值，使其左端部分的雨量得到完全控制。很顯然，降雨場(chǎng)次控制關(guān)注的是該場(chǎng)次降雨是否得到完全控制，因此控制線右端不能完全控制的降雨不直接參與計(jì)算，這也可避免年內(nèi)一些特大暴雨對(duì)雨量設(shè)計(jì)的過于影響［8-9］。

僅從量上來看，降雨場(chǎng)次控制率和降雨總量控制率最終都是對(duì)應(yīng)于特定的設(shè)計(jì)降雨量，其設(shè)計(jì)值之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。車伍等［12］提到：一般而言， 90%～95%年降雨場(chǎng)次控制率大致對(duì)應(yīng)80%～85%的年徑流總量控制率，兩者對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量的精確關(guān)系與各地具體降雨特征有關(guān)。為驗(yàn)證這一說法，本文以北京為例，比較分析了1951—2015年以來兩種控制模式下不同雨量值（10 mm至80 mm每5 mm取一個(gè)點(diǎn)）和不同控制率（25%至95%每5%取一個(gè)點(diǎn)）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如下圖3所示，圖中可看出兩者具有較好的線性關(guān)系。

雖然降雨場(chǎng)次控制率和降雨總量控制率在一定條件下可建立數(shù)值上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但這并不意味著可將兩種降雨模式進(jìn)行等價(jià)［3，9，14］。因?yàn)?，降?徑流之間具有很強(qiáng)的非線性關(guān)系［11］（圖1），即使降雨總量控制率和降雨場(chǎng)次控制率之間存在固定的線性關(guān)系，也很難保證同標(biāo)準(zhǔn)下兩種控制模式具有等效的LID設(shè)計(jì)效果。Guo在文獻(xiàn)［15］中對(duì)比分析了年降雨總量控制率與年降雨場(chǎng)次控制率，其研究指出，年徑流場(chǎng)次控制率比年徑流總量控制率更有實(shí)用意義，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)LID時(shí)，目標(biāo)是提高進(jìn)入自然水體的水質(zhì)，而不是削減洪澇。潘國慶［8］也指出，對(duì)于一個(gè)按設(shè)計(jì)降雨量建設(shè)的控制設(shè)施或系統(tǒng)，小于設(shè)計(jì)降雨量的降雨會(huì)全部經(jīng)過處理；大于設(shè)計(jì)降雨量的降雨，超過的部分得不到有效處理而溢流排放。例如，如果某個(gè)LID是按照30 mm降雨量設(shè)計(jì)的，那么一場(chǎng)50 mm的日降雨量，就有20 mm溢流排放，可以肯定的是前面30 mm的污染負(fù)荷比后面20 mm的污染負(fù)荷要高，但是因?yàn)?0 mm的溢流，30 mm部分的污染負(fù)荷沒有來得及處理，因?yàn)榛旌稀⒁缌?，而被帶入自然水體。

圖3 北京兩種降雨控制模式對(duì)比

2.3 降雨場(chǎng)次的劃分為更明確地討論降雨場(chǎng)次控制模式，需對(duì)降雨場(chǎng)次進(jìn)行劃分。通常降雨場(chǎng)次劃分有兩種方式，一是按日降雨量劃分，即每天8點(diǎn)到次日8點(diǎn)之間的降雨作為一場(chǎng)降雨；二是實(shí)際降雨場(chǎng)次劃分。實(shí)際降雨場(chǎng)次根據(jù)間隔時(shí)間來確定是否為不同的降雨場(chǎng)次，間隔時(shí)間根據(jù)應(yīng)用情況設(shè)定，比如設(shè)為6 h或者12 h。按日降雨量劃分的優(yōu)點(diǎn)是簡單且時(shí)間固定，而按實(shí)際降雨場(chǎng)次劃分則更能體現(xiàn)出降雨的實(shí)際情況，計(jì)算徑流量更準(zhǔn)確。Guo等［15］在文獻(xiàn)中采用按實(shí)際降雨場(chǎng)次的劃分方式，王虹等［4］也提到美國的徑流總量計(jì)算方法有采用實(shí)際降雨場(chǎng)次劃分的。盡管如此，美國EPA技術(shù)導(dǎo)則與中國海綿城市《指南》采用的降雨場(chǎng)次都是按日降雨量來劃分的。因此，本文研究的降雨場(chǎng)次也采用日降雨量劃分的方式，一是便于設(shè)計(jì)降雨量的比較，二是便于今后在實(shí)際應(yīng)用中研究成果的推廣。

3 兩種降雨控制模式下設(shè)計(jì)降雨量推求

美國EPA導(dǎo)則中采用長系列多年平均的方法推求了代表城市95%場(chǎng)次控制率下的設(shè)計(jì)降雨量作為LID設(shè)計(jì)指標(biāo)。而《指南》中則采用80%～85%總量控制率所對(duì)應(yīng)的雨量設(shè)計(jì)值作為控制指標(biāo)：根據(jù)中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)中國地面國際交換站氣候數(shù)據(jù)，選取至少近30年日降雨資料，扣除小于等于2 mm的日降雨量，將降雨量日值按雨量由小到大進(jìn)行排序，統(tǒng)計(jì)小于某一雨量值的降雨總量在總降雨量中的比率（小于該降雨量的按真實(shí)雨量計(jì)算出降雨總量，大于該降雨量的按該降雨量計(jì)算出降雨總量，兩者累計(jì)總和圖2），此比率對(duì)應(yīng)的降雨量即為設(shè)計(jì)降雨量。

3.1 設(shè)計(jì)方法和代表城市設(shè)計(jì)雨量推求現(xiàn)以北京、武漢、廣州為例，分別選取1951—2015年（其中廣州缺1951年資料，《指南》中選取的是1983—2012年，本文為使數(shù)據(jù)更具代表性而將系列延長）逐日降雨量值，按《指南》中設(shè)計(jì)方法分析降雨總量控制和降雨場(chǎng)次控制這兩種模式下的雨量設(shè)計(jì)問題。

方法具體推求步驟如下：

（1）獲取設(shè)計(jì)城市1951—2015年的日降雨數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理。數(shù)據(jù)從中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)下載，將降雪等非降雨數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)（特殊標(biāo)記的如缺測(cè)等）剔除后再扣除累計(jì)小于等于2 mm的日降雨，按從小到大進(jìn)行排序。

（2）依次統(tǒng)計(jì)長系列中每一降雨段的降雨場(chǎng)次（降雨天數(shù)）、年均雨量和累計(jì)雨量比例等，如下表1所示。

表1 北京1951—2015年降雨統(tǒng)計(jì)［8，16］

（3）根據(jù)表1得到設(shè)計(jì)降雨量及對(duì)應(yīng)百分比后繪制雨量設(shè)計(jì)曲線（設(shè)計(jì)降雨量與百分比關(guān)系曲線），其中北京雨量設(shè)計(jì)曲線如下圖4所示。（4）得到雨量設(shè)計(jì)曲線后，可直接根據(jù)設(shè)計(jì)曲線確定不同控制率下的設(shè)計(jì)降雨量。

3.2 最優(yōu)控制率分析《指南》中通過年平均產(chǎn)流比例（產(chǎn)流系數(shù)）來體現(xiàn)海綿城市建設(shè)前后水文過程的等效關(guān)系，其合理性有待商榷。為比較兩種模式的控制潛力和分析LID設(shè)計(jì)的合理控制率，先不考慮與天然產(chǎn)流過程的等效關(guān)系，參照《指南》中控制率的說明及文獻(xiàn)方法［7，12］推求出最優(yōu)控制率：控制百分比的增長與設(shè)計(jì)雨量的增長比例相當(dāng)時(shí)對(duì)應(yīng)于最優(yōu)控制率（此時(shí)隨著控制率增長所能控制的雨水和徑流污染都會(huì)大幅度減?。Ｒ员本?、武漢和廣州為代表城市，比較兩種模式下對(duì)應(yīng)的最優(yōu)控制率，如下圖5和表2所示。圖5中，由于橫縱坐標(biāo)物理量的不統(tǒng)一，需將代表設(shè)計(jì)雨量的橫坐標(biāo)需進(jìn)行歸一化，為此參考文獻(xiàn)［17］以控制率99.5%所對(duì)應(yīng)的降雨量作為最大降雨量。重受強(qiáng)降雨影響，而后者則完全著眼于中小量級(jí)降雨，不受強(qiáng)降雨過程的影響。

圖4 北京不同控制模式下雨量設(shè)計(jì)曲線

圖5和表2中可看出，兩種控制模式都在控制率為85%左右時(shí)達(dá)到最優(yōu)的控制效果，兩者最優(yōu)控制率相差很小，但對(duì)應(yīng)降雨量最優(yōu)設(shè)計(jì)值卻差異很大。一方面，《指南》推薦的80%～85%控制率除了與經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的綠地徑流系數(shù)（0.15～0.2）對(duì)應(yīng)外，也能與城市多年降雨水平下的最優(yōu)控制效果對(duì)應(yīng)。另一方面，兩種控制模式下最優(yōu)設(shè)計(jì)值差異顯著，一種模式下按最優(yōu)控制率進(jìn)行設(shè)計(jì)很難保證在另一種模式下也最優(yōu)。這一現(xiàn)象與兩種模式具有不同的物理含義有關(guān)，降雨總量控制能代表城市平均產(chǎn)流（徑流外排）水平，而降雨場(chǎng)次控制則反映了城市對(duì)場(chǎng)次降雨的消納能力，前者有很大比

圖5 北京不同控制模式下最優(yōu)控制率

表2 不同控制模式下最優(yōu)控制率

4 與《指南》中設(shè)計(jì)降雨量對(duì)比

根據(jù)表1中設(shè)計(jì)成果和《指南》中附表F2-1，推算出不同控制模式下的設(shè)計(jì)降雨量與《指南》中設(shè)計(jì)降雨量對(duì)比如下表3所示。

表3 我國部分城市不同降雨控制模式對(duì)應(yīng)日雨量設(shè)計(jì)值

根據(jù)表3分析不同降雨控制模式下雨量設(shè)計(jì)值與《指南》中設(shè)計(jì)值關(guān)系，可得出結(jié)論：（1）同一城市相同控制率時(shí)，按降雨總量控制模式推求的設(shè)計(jì)雨量要明顯高于按場(chǎng)次控制模式，并且兩種模式下設(shè)計(jì)雨量值的差異隨控制率的增加而增加。（2）不同城市相同控制率時(shí)，兩種模式下由北至南3個(gè)城市的設(shè)計(jì)降雨量都在增加。但按總量控制時(shí)武漢和廣州較為接近，而按場(chǎng)次控制時(shí)則是北京和武漢更為接近。其主要原因可能與不同城市的歷史降雨分布規(guī)律有關(guān)，這也可從圖6中看出。

本文按照總量控制模式得出的降雨設(shè)計(jì)值與《指南》中設(shè)計(jì)值較接近，因?yàn)橥茖?dǎo)方法是一樣的。但仍有一些差別，這可能是因?yàn)楸疚牟捎昧?951—2015年的降雨資料，延長了《指南》中的降雨系列長度。為此，同樣采用1983—2012年降雨系列按總量控制模式推求北京、武漢、廣州設(shè)計(jì)降雨量，然后將設(shè)計(jì)結(jié)果與《指南》中設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比如表4。

由表中4可看出，同樣降雨系列情況下，本文設(shè)計(jì)值與《指南》中設(shè)計(jì)值并無很大出入，可見表3中這種差別確實(shí)是源于降雨系列的差異。但考慮到長系列數(shù)據(jù)的代表性更強(qiáng)，因此本文采用了1951—2015年的降雨資料進(jìn)行分析，這也便于后續(xù)研究成果的深入。

圖6 不同城市歷史降雨分布規(guī)律

表4 1983—2012降雨系列下本文設(shè)計(jì)值與《指南》中設(shè)計(jì)值對(duì)比

5 兩種降雨控制模式對(duì)LID建設(shè)目標(biāo)影響

依據(jù)《指南》中海綿城市LID系統(tǒng)建設(shè)控制目標(biāo)，分別討論兩種不同降雨控制模式對(duì)徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制和雨水資源化利用的影響。

5.1 對(duì)徑流總量控制影響前文已分析，年徑流總量控制率和年降雨總量控制率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并不固定。同樣，雖然年徑流場(chǎng)次控制率等于年降雨場(chǎng)次控制率，但年徑流場(chǎng)次和徑流總量之間的關(guān)系也不固定，因此，年降雨場(chǎng)次控制率和年徑流總量控制率之間也無直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。但兩種降雨控制模式都能對(duì)徑流總量控制產(chǎn)生直接影響，主要有以下三點(diǎn)：（1）兩種降雨控制模式僅從設(shè)計(jì)值本身來看是具有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的（圖3），但降雨-徑流之間的非線性關(guān)系決定了兩者雨量設(shè)計(jì)效果并不等價(jià)。同一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的降雨場(chǎng)次控制率和降雨總量控制率經(jīng)降雨-徑流關(guān)系轉(zhuǎn)換后可能得到不同的徑流總量控制標(biāo)準(zhǔn)。（2）同一控制率下兩種控制模式所能控制的徑流總量不同，通常按降雨總量控制會(huì)高于按降雨場(chǎng)次控制（圖3、圖4）。主要原因是影響兩種控制模式設(shè)計(jì)值的降雨量級(jí)迥異：按降雨總量控制主要受強(qiáng)降雨影響，雨量越大，控制標(biāo)準(zhǔn)越高；而按降雨場(chǎng)次控制則主要受中小降雨場(chǎng)次影響，小降雨場(chǎng)次越多，控制標(biāo)準(zhǔn)越低。（3）采用降雨場(chǎng)次控制模式更容易等效天然產(chǎn)流過程。雖然從平均意義上來說，按降雨總量控制直接與產(chǎn)流量對(duì)應(yīng)，但對(duì)于單場(chǎng)次降雨來說卻不能真實(shí)反映出場(chǎng)次降雨的產(chǎn)流比例。天然產(chǎn)流過程中，降雨強(qiáng)度越大，產(chǎn)流能力也越大，而對(duì)于一些極端暴雨事件，其天然產(chǎn)流能力遠(yuǎn)大于《指南》中推薦系數(shù)0.15～0.20。當(dāng)大暴雨占總雨量比例很大時(shí)，總量控制模式所確定出的等效徑流系數(shù)會(huì)對(duì)小量級(jí)降雨控制過高，關(guān)于這一點(diǎn)有國內(nèi)專家已探討過并建議對(duì)一些極端暴雨進(jìn)行排除［9］。

5.2 對(duì)徑流峰值控制影響無論是按降雨總量控制還是按降雨場(chǎng)次控制，兩種模式都是對(duì)小量級(jí)、初期雨水進(jìn)行控制，而對(duì)大量級(jí)降雨所產(chǎn)生的徑流峰值僅起到削減和延遲作用［1，14］。由于更受強(qiáng)降雨影響，在一同控制率下按總量控制對(duì)徑流峰值的削減作用要強(qiáng)于按降雨場(chǎng)次控制模式。

5.3 對(duì)徑流污染控制影響對(duì)于徑流污染控制來說，按降雨場(chǎng)次控制模式更為適合。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，降雨場(chǎng)次控制率=徑流場(chǎng)次控制率=徑流污染場(chǎng)次控制率，因此，控制一定場(chǎng)次降雨無徑流外排其直觀意義上就控制了一定比例降雨不產(chǎn)生徑流污染。

另一方面，由于污染物并非均勻?qū)?yīng)于降雨量，中小量級(jí)降雨尤其是初期降雨產(chǎn)生的徑流污染更為嚴(yán)重，而總量控制模式只控制總徑流體積而不能反映出污染的控制比例。

5.4 對(duì)雨水資源化利用影響對(duì)于雨水資源化利用目標(biāo)來說，按降雨總量控制模式更為合適，因?yàn)橛晁氖占寐逝c總量控制率是一致的。盡管如此，此處雨水的資源化利用應(yīng)包含雨水凈化后排入天然水體的途徑。因?yàn)?，LID設(shè)計(jì)時(shí)并非是完全對(duì)徑流量控制而不外排，通過LID建筑截流的雨水有部分會(huì)再排入天然水體，以符合海綿城市建設(shè)理念［10］。

6 結(jié)論與建議

本文探討了我國海綿城市建設(shè)中兩種不同的降雨控制模式，得出結(jié)論如下：（1）兩種降雨控制模式并不等價(jià)?？偭靠刂颇Ｊ较拢涤昕偭靠刂坡什坏扔趶搅骺偭靠刂坡?，降雨控制需將降雨轉(zhuǎn)換成徑流后才能與徑流控制對(duì)應(yīng)；而場(chǎng)次控制模式下，降雨場(chǎng)次控制率等于徑流場(chǎng)次控制率，降雨控制可直接與徑流控制對(duì)應(yīng)。（2）同一城市相同控制率時(shí)，按降雨總量控制推求的設(shè)計(jì)降雨量要高于按場(chǎng)次控制；同一城市不同控制率時(shí)，兩種模式下設(shè)計(jì)降雨量的差異隨控制率的增加而增加。（3）兩種降雨控制模式對(duì)《指南》中LID目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)存在不同的影響，其中按降雨總量控制模式反映了城市的平均產(chǎn)流水平，有利于雨水資源化利用目標(biāo)實(shí)現(xiàn)；而按降雨場(chǎng)次控制模式能考慮具體降雨場(chǎng)次特征，反映出城市對(duì)場(chǎng)次降雨的消納能力，有利于徑流污染控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。（4）在LID建設(shè)時(shí)，不同城市應(yīng)根據(jù)其主要控制目標(biāo)和降雨特點(diǎn)進(jìn)行降雨控制模式的選擇，例如對(duì)于年大暴雨集中或以控制徑流污染為主要目標(biāo)的城市建議按降雨場(chǎng)次控制的模式進(jìn)行雨量設(shè)計(jì)。

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