为缓解城市内涝、控制径流污染，我国于2014 年发布了《海绵城市建设技术指南(试行)》，并于2015年开始连续开展了两批海绵城市试点建设工作，旨在通过对规划、设计、建设、运营与管理的全过程管控，转变传统“快排+末端治理”的排水方式，建立“源头减排、过程控制、系统治理”的多层级管控理念，统筹“水质与水量、分散与集中、绿色与灰色”等多因素关系，并协同城市规划、园林景观、道路交通、水利等相关专业和领域，共同促进城市水生态、水环境、水安全、水资源等总体目标的实现和全面提升。
试点工作实施以来，我国海绵城市建设取得了丰硕成果。但是，在特定区域海绵城市建设途径、PPP项目绩效考核体系、典型设施对径流的控制效能、监测评估方法等方面还有待于进一步研究探讨。针对上述问题，我们特邀北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室主任李俊奇教授作为专栏主编，面向全社会征集海绵城市建设的理论探讨和实践应用成果，并精心选择17篇征集到的文章供决策者、研究者、实践者参考。
雨水管理体系理念及方法
01
海绵城市PPP项目绩效考核体系的优化与提升
徐享1,2，李俊奇1,3，冯珂4，孟莹莹5，关鹏祥1,2
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京建筑大学 国家级水环境实验教学示范中心
3.北京未来城市设计高精尖创新中心
4.北京建筑大学 经济与管理工程学院
5.北控水务(中国)投资有限公司
摘要：海绵城市建设与PPP相结合是城市规划建设与管理的一种创新模式，但海绵城市建设项目往往由于边界不清等因素导致其绩效考核难度加大。2019年，第1批海绵城市试点城市正式进入运营阶段，许多海绵城市PPP项目也将陆续进入绩效考核阶段。为制定科学有效的海绵城市PPP项目绩效考核办法，在辨析PPP项目绩效评价与绩效考核异同的基础上，构建了以政府实施机构为主，第三方机构为辅，竣工验收考核、可用性绩效考核、运营绩效考核相结合的三级绩效考核体系，明确考核内容及方法，针对含有多责任主体的绩效考核单元，提出了以径流水量和污染物总量为核心的责任分担方法。以期为我国今后应用PPP模式建设海绵城市提供思路，为项目绩效考核办法制定提供参考。
关键词：海绵城市；城市雨水管理；PPP项目；绩效考核；责任分担
02
建设气候适应性低影响开发设施的方法
胡蓓蓓1,2，张质明1,2，李俊奇2
1.北京建筑大学 北京应对气候变化研究和人才培养基地
2.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
摘要：气候变化对降雨产生的影响会干扰低影响开发设施的运行效果。为了建设气候适应性低影响开发设施从而实现海绵城市可持续性发展，引入气候模式模拟及预测成果来辅助规划低影响开发设施的规模。通过总结概括CMIP5在雨水控制设施应用方面的主要研究成果，提出根据模拟能力筛选CMIP5最优耦合模式，利用多模式集成降尺度法修正模式预估降雨日尺度数据，并结合历史实测站点数据共同作为建设气候适应性低影响开发设施的研究基础数据，对长序列降雨数据截选与分组，统计分析同一年径流总量控制率下的设计降雨量标准差及差值作为划分气候敏感区域的依据，并针对不同敏感区提出建设意见，可为我国城市雨水系统应对未来气候变化提供参考。
关键词：气候变化；海绵城市；低影响开发；CMIP5；降尺度；气候适应性
03
老（旧）城区海绵城市改造探索与实践
董良海1，高子泰2
1.中冶京诚工程技术有限公司
2.承德市规划设计研究院
摘要：以老（旧）城市水问题为导向，结合城市未来发展建设更新需求，坚持“系统构建、分区治理”的建设思路，通过优化调整现有排水分区，布置源头减排工程（建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目）、过程转输控制工程（排水管网、调蓄池）和末端调蓄治理（泵站）等系统工程设施来构建海绵城市，综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效，为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。
关键词：老（旧）城区；海绵城市；问题导向；系统构建
04
西北干旱地区海绵城市建设途径探讨
赵梦圆1，王建龙1,2，苏选军3，仝贺1，王明宇1
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京建筑大学 北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心
3.中国市政工程华北设计研究院西安分院
摘要：海绵城市建设已成为未来城市发展的一种重要方式，但如何因地制宜地推进海绵城市建设是西北黄土地区城市建设所面临的问题之一。以西北某城市新区为例，探讨了在西北干旱地区且存在大面积土地填挖方条件下进行海绵城市建设的设计方法，提出了针对土壤地质特点的海绵城市建设目标与指标，并借助Mike Urban数学模型评估了海绵城市建设效果，以期为我国西北地区及填挖方区域的海绵城市建设提供借鉴。
关键词：海绵城市；湿陷性黄土；填挖方；雨水利用
05
基于运动波计算模型的北京城市土壤渗透性对雨量径流系数的影响分析
王思思1,2，王榕1，宫永伟1,2，苏毅2,3，孙喆2,3
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
3.北京建筑大学 建筑与城市规划学院
摘要：土壤的物理性质作为影响降雨与径流关系的重要因素，直接关系到雨量径流系数的取值。采用运动波计算模型推导出的无量纲体积比值公式算法，针对北京城市典型砂质土的土质特征，在城市透水区域雨水入渗的动态过程中，分层计算不同重现期和降雨历时下的雨量径流系数。结果表明：在相同降雨条件下，不透水区域比例增大，径流系数从0开始线性增加，土壤的入渗量是决定径流系数大小的重要因素。此外，土壤厚度和孔隙率也对其径流系数具有制约关系。研究结果可为北京地区雨量径流系数的修正，以及海绵城市雨水系统规划设计提供理论参考。
关键词：雨量径流系数；土壤渗透系数；降雨入渗；北京
06
植草沟专用堰的设计与率定研究
冯玉启1，王文海1，李俊奇1，冯萃敏1，蔡志文2，郐彬1
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.深圳市城市规划设计研究院有限公司
摘要：植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施，但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量，因而提出利用薄壁三角堰，并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量，使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量，还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式，实验率定了堰上水头与流量之间的曲线，并与既有公式进行对比。结果表明：相同堰上水头条件下，直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值，且相对差值较大，实验范围内最大差值达25.9%，因此既有计算公式不能直接用于流量计算，而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右，计量精度能满足工程要求。
关键词：植草沟；流量计量；三角堰
径流水质控制
07
天津中心城区典型下垫面降雨径流污染冲刷特征分析
赵晓佳1，王少坡1,2，于贺1，邱春生1,2，孙力平1,2，王晨晨1,2，赵乐军3，宋现财3
1.天津城建大学 环境与市政工程学院
2.天津市水质科学与技术重点实验室
3.天津市市政工程设计研究院
摘要：为研究城市降雨冲刷过程中污染物变化特征，选取天津市中心城区3类典型下垫面，针对2018年6—8月期间5场降雨事件，分析降雨初期冲刷效应和径流污染特征。结果表明：SS和COD是降雨径流中的主要污染物，降雨径流污染程度从大到小依次为小区路面>平屋面>斜屋面。SS 与COD、浊度以及TP存在一定相关性，是降雨径流中污染物的主要载体。典型场次降雨事件中斜屋面前30%的径流量输送SS、COD污染物总量的比例分别为73.33%、57.78%，平屋面为61.11%、56.67%。各下垫面径流污染均存在一定程度的初期冲刷效应，其中屋面径流冲刷与Sartor-Boyd模型拟合相关性较好。
关键词：降雨径流；下垫面；初期冲刷效应；冲刷系数
设施效能
08
海绵城市透水砖铺装雨水入渗模型及产流分析
孙召东1,2，宋洪庆1，张海龙3，祝庆辉3，邢奕4，李再兴5，宛勇4
1.北京科技大学 土木与资源工程学院
2.河北科技大学 建筑工程学院
3.庄河市海绵城市建设办公室
4.北京科技大学 能源与环境工程学院
5.河北科技大学 环境科学与工程学院
摘要：透水砖铺装系统的入渗特征是海绵城市建设中产流控制的重要影响因素。以海绵城市试点庄河市为例，通过渗流试验，构建不同地基层土水特征曲线，建立适用于透水砖铺装系统各层的入渗模型，揭示系统雨水入渗规律，阐明结构层厚度和地基层土壤特性对产流控制的影响。研究表明：土壤粒径对产流控制影响程度最大；特大暴雨时，粗砂土壤作为地基层相比细砂土壤和粉质黏土作为地基层，可以延长产流时间，但随着雨强继续增大，产流时间延长作用逐渐减弱；以粉质黏土作为地基层，基层与垫层厚度比约为3:2，以砂质土壤作为地基层时，基层与垫层厚度比约为4:1时，透水砖铺装系统产流控制效果最好。
关键词：透水砖铺装；土水特征曲线；入渗模型；产流；海绵城市
09
海绵城市理念下道路植草沟植物的选择：以西咸新区为例
范钦栋，季晋皛
华北水利水电大学 建筑学院
摘要：植草沟作为海绵城市建设的一种工程措施被广泛应用于道路绿化中，但目前植草沟的植物选择多为感性的主观判断，缺乏量化的选取标准。以西安西咸新区海绵城市建设中道路植草沟的植物选择为例，采用层次分析法等，从生态适应性、功能特性、景观特性、经济效益4个方面构建了道路植草沟植物选择综合评价体系，筛选出18种道路植草沟优良品种，以及14种较优品种，为我国的道路植草沟植物的选择提供理论依据与案例参考。
关键词：植草沟；海绵城市；植物选择；AHP；综合评价
10
基于模型评估的生物滞留带效能及参数评价
田妍，张倩文，李达，刘国宏，黄琳琳，李洪浩，伍凯，李超，冯玉杰
哈尔滨工业大学 环境学院 城市水环境与水资源国家重点实验室
摘要：基于低影响开发（LID）理念建设，选取南宁市某一生物滞留设施，采用水文模型法评价了该生物滞留设施对径流的消纳效果及影响因素，并分析了相关参数的敏感程度，以及单因素、多因素条件下参数变化与径流控制率的关系。结果表明：水文模型可以较为客观地评价海绵设施径流消纳效果，生物滞留设施对于较小降雨量具有较好的控制效果，但随着降雨强度增加，径流的控制效果下降迅速。同时明确了不同参数条件对该海绵设施效果的影响，模型法在海绵设施建设评价和设计中具有重要作用。
关键词：生物滞留措施；径流消纳效果；参数分析；模型评价
11
峰值流量和径流污染联合控制的延时调节设施设计方法探析
李俊奇1,2，张哲1,3，李晓晨4，周国华5
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
3.北京建筑大学 国家级水环境实验教学示范中心
4.山东农业大学 水土学院
5.天津生态城市政景观有限公司
摘要：延时调节技术可同时对城市雨水径流峰值流量和径流污染进行有效控制，但其设计方法尚不完善。分析了延时调节设施的峰值流量和径流污染控制目标及标准的确定方法，对延时调节设施的类型、功能和适用条件等进行分析。以延时调节塘为例，对设施各组成部分的构造和设计参数进行剖析，提出延时调节设施的设计方法和程序，为海绵城市建设中延时调节设施的设计与应用提供参考。
关键词：城市雨水管理；峰值流量；径流污染；延时调节；设计程序
12
简单式绿色屋顶对径流水量水质调控能力研究
印定坤 1,2，宫永伟1，王文海2，师洪洪2，余春松1，张兴宇1
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
摘要：通过长历时天然降雨监测以及人工模拟降雨实验研究了不同基质层及排水层材料对简单式绿色屋顶径流滞留、峰值削减、污染物浓度及负荷削减能力的影响及规律。结果表明：使用改良土作为绿色屋顶基质层材料时径流滞留能力与峰值削减能力均优于超轻量基质，而使用陶粒作为绿色屋顶排水层材料时仅会降低其峰值削减能力。3类装置对悬浮物（SS）的污染物浓度削减能力相似，但改良土装置的SS负荷削减能力更高；径流中COD负荷均高于雨水，故认为本研究中绿色屋顶是COD的源。
关键词：简单式绿色屋顶；径流滞留；峰值削减；水质影响
13
基于Visual MODFLOW的景观湖防渗方式评估及优化设计
王思思1,2，任朝阳1，苏毅2,3
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
3.北京建筑大学 建筑与城市规划学院
摘要：为探究景观湖生态设计方法，基于Visual MODFLOW模型，对景观湖4种防渗方式进行模拟分析，从水资源、水生态和成本方面进行定量评估，提出了优化复合防渗方式，并探究不防渗景观湖的影响因素和设计条件。研究发现：湖底土工膜和岸坡黏土压实防渗方式能够减少59.89%的渗漏，降低9.82%的成本，复合方式较之单一方式更能兼顾生态环境、防渗效果和经济成本；当景观湖不采取防渗时，在湖体水位、湖体面积和区域水文条件因素中，湖体水位变化面积变化对景观湖渗漏量影响更大，湖体面积变化则对周边潜水水位的影响更加明显，而区域水文条件的改变则会影响地下水对景观湖的补充。
关键词：Visual MODFLOW模型；景观湖；地下水环境；生态影响
14
构造优化二级驳岸湿地对雨水径流中磷的强化去除
杜晓丽1,2，陈梦瑶1，高参3，尹子杰1
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
3.中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司
摘要：通过导管强化有机磷转化、基质改良强化无机磷吸附构建优化构造的二级驳岸湿地，并考察其对雨水径流中磷元素的去除。结果表明：降雨重现期越小，构造优化的二级驳岸湿地除磷效果越好。当模拟降雨重现期为1年一遇时，第1级湿地引入空气导管可显著提高对有机磷的去除，场次去除率达32%，比传统构造湿地提高29%；第2级湿地采用铁锰复合氧化物改良填料可显著提高对无机磷的去除，场次去除率达77%，比传统构造湿地提高52%；优化构造的二级驳岸湿地对雨水径流中磷的去除率明显升高，对总磷、无机磷和有机磷的场次去除率分别可达66%、80%和42%，比传统构造的二级湿地分别提高了40%、55%和13%。通过模型预测得出，优化构造驳岸湿地的使用寿命比传统构造驳岸湿地提高了11年，大大减小了基建投资成本。
关键词：驳岸湿地；雨水径流；有机磷；无机磷
监测与评估
15
城市道路低影响开发雨水系统监测与评估
李晗1，王建龙1,2，许怀奥1，蔡志文1，冯萃敏1
1.北京建筑大学 北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
摘要：以某城市道路低影响开发雨水系统为例，研究了低影响开发系统的水量和水质控制效果。采用了同场次降雨对比分析方法，分别选取低影响开发道路A、B两监测点和传统道路C监测点进行对比监测。比较7场典型降雨下A、B、C监测点的数据表明：A、B监测点出流总量和出流污染负荷得到有效削减。平均径流出流总量削减率分别为64.37%、54.79%；平均径流出流污染物负荷（以SS计）削减率分别为90.23%、70.94%。因此，城市道路低影响开发雨水系统在雨水径流水量和水质控制方面效果显著。
关键词：城市道路；雨水径流；低影响开发；效果评估
16
薄壁堰式智能流量监测装置的设计及其应用
贾高峰1，王文海1,2，李俊奇1,2，刘为宗1
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
摘要：在海绵城市建设中，雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点，使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题，设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置，该装置基于三角形薄壁堰测流原理，结合1种水位实时监测模块，实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理，通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度，再通过三角堰流量率定公式，计算得到被测流量。通过物联网技术，将数据实时发送到网站，实现在线监测。对设计的三角堰进行率定，流量为0.5871~6.4741 L/s，率定实验结果表明，所建立的拟合公式R2=0.9983，相对误差<4.7%，具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试，能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数，并且满足精准度的要求，在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。
关键词：海绵城市；雨水径流；流量监测；薄壁堰
17
博大大厦停车场生物滞留系统重金属累积污染风险评价
杜晓丽1,2，梁卉1，朱英杰1，李俊奇1,2，王文亮1,2
1.北京建筑大学 城市雨水系统与水环境教育部重点实验室
2.北京未来城市设计高精尖创新中心
摘要：采集北京经济技术开发区博大大厦停车场生物滞留系统表层和10 cm深度处介质，考察该生物滞留系统运行5年后重金属累积量，探讨pH值、有机质含量与重金属累积量之间的关系，并对其进行污染风险评价。结果表明：博大大厦停车场生物滞留系统单位介质中重金属含量顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Cd，且10 cm深度处介质中重金属累积量大于表层介质；采用内梅罗综合指数法和地质累积指数法评价得到各重金属污染风险从大到小依次为Pb＞Cd＞Cu＞Zn，其中Pb是该生物滞留系统中主要的重金属污染风险源。
关键词：生物滞留系统；重金属；累积；风险评价
原标题：李俊奇教授：实现城市水生态全面提升 | 《环境工程》7期专题海绵城市建设理论与实践
