1.2年径流总量控制率年径流总量控制率

1.2年径流总量控制率年径流总量控制率
图文版
8月12日上海城规院链接:
0.1海绵城市百家争鸣
0.2 海绵城市是个筐?
1.1专项规划指标管控
1.2年后径流总量控制率?
国务院75号文件要求2021年是20%以上，2030年要80%以上的建成区，达到70%的雨水就地消纳，能做到吗？
对年径流产出总量控制率的指标争论太多了，这是“Sponge Club
海绵城市和流域群”，是美国的郭祺忠淘宝教授建立的微信群，这个
连通分支里面争论最剧烈。

程晓陶是中国水科院副总工，他@车伍，对年径流总量控制率感觉“困惑”，有人他意思就是有人不懂基本的水文基础知识，搞市政排
水的不懂水文。

然后他就讲到“小雨留住，大雨快排”，是理念出了
问题，70%的小雨留住，就可能意味着90%以上的时间，河道没有汇流。

讨论很激烈，7月22日的凌晨5点半，这么早起来讨论，美国时
间是晚上，因为正好差12个小时，是傍晚的时间。

关于小雨没人留住是不是问题？我学水利出身，后来搞水务，而
且跟城市规划紧密合作，了解水相关专业及关系；我来回答程总的问题：
其实小雨留住没问题，小海绵留住小雨，你说留住的雨水到哪里
去了？只不过大部分下渗了，下渗就增加了生态基流，怎么会90%以上的不明确时间无生态基流呢？
第二留住小雨会增加蒸发，我下面会用一张图来表示，下雨又回归大地。

第三小雨留住后，哪怕用了，那你用了的雨水又到哪里试著了试图呢？用了你不是又排出来了吗？水没有减少，因为物质不灭。

我当时对着他说，防洪工程有些水利工程如迪雷省留住小雨，那才大大减少自然环境基流。

这是另外一个问题了，包括和现在对三峡和南水北调的争论，今天不在这儿说。

大雨全部快排倒行吗？我反过来提问题。

武汉今年严重内涝是什么原因？
提及中规院王家王家卓所长的部分观点，短短武汉内涝首先是因为连续强雨，
其中6月30到7月6日，1周内武汉降雨累计576毫米，超过98大洪水的539毫米：
第二是因洪致涝，因为长江水位抬高了，
长江汉口水位比武汉的地面高出5~6米，
武汉的水排不必出来，只有靠泵站排。

第三个原因是武汉大量填湖，造成滞蓄捉襟见肘，
第九个原因是排水不力。

2013年正式发布的武汉纲要排水三年行动计划，投资130亿，但到2021年底只完成40亿，武汉的规划增加泵站大部分没建，
六月份长江中下游剧烈城市严重内涝，与“98”大洪水比较，最大一周的降雨强度是已经超过98大洪水，但一个月的降雨量总量还没有98洪水大。

为什么今年赣江长江中下游水位超过98大洪水同期水位？天灾还是人祸？
人祸大于天灾。

98洪水后，长江上游水土保持还是有明显成
效的，所以主因是“水泥地太多”，沿长江的城镇”水往高处强排”，把整个扬子江中下游杨开第水位抬高了。

这是整个长江流域的结构性
问题，所以要建设长江全流域海绵。

8月4日《南方周末》“千篇一绿”专栏：
我引用“一锅粥”这篇文章的内容：
“连最基本的参数--年径流总量控制率都争论不休”，程总的意
见是：海绵城市留住一二十毫米取悦小雨，只是小尺度地逐步解决
“小雨不积水”，但对于“大雨不内涝”与“水体不黑臭”不仅不能
解决，因此阻拦了城市河道基流，导致河道干涸。

各家观点摘录如下:
车伍教授怎么说？
车客座教授有一点不屑一顾，他写道两年了还纠结这个？我们在
会上、会下，当面不知道跟他们说了多少次了，有一点傲慢，其实也
没说清楚，否则不必争论到现在。

我请求车教授后面讲的“海绵能够蓄水、滞水和保水，回补地下水，为河湖提供贷款必要的基流”，这个说法是对的，但是他应当把
整个条件说清楚。

我用车老师的下面这张图毕竟，车老师从雨水收集利用到雨洪管理，搞了二三十年，确实资深。

这是车老师的非生物图，来自他的论文，自然排水、灰色排水与
LID水循环的比较：
传统城市化造成什么可能引发后果呢？一下雨55%的雨水排出来，而且排出来的是黑水，只有15%下渗，30%蒸发回到天空。

通过海绵城市LID改造以后，能够从55%的排出减少到20%，而且水质变好。

下渗从15%增加到35%；蒸发从30%增加到45%，增加率达50%。

不过海绵城市改造，不可能回到纯自然的水循环：
自然水循环是下雨后才，只有10%的雨水产生径流，40%下渗，50%蒸发回去又循环。

我讲来讲去，就是说水利和市政排水及城市规划，他们讲的都不是一个事情。

所以第一个问题是：海绵城市的具体方法有都没搞清楚？对象是大海绵、中海绵，还是小海绵？
其实市政排水因为公共专业知识限制，考虑的就是小海绵，最多到管网，把中海绵带进来。

水利是大海绵概念，是从河谷水循环考虑，其实水利澜沧江的流域也不是完整的流域，因为水利流域一般没有考虑到城市小海绵，还有雨水的入渗和蒸发，地上和地下甚至大气是一个平流层整体。

麻省理工学院有一位清华水利系博士畅想：控制和利用水蒸气水循环，设计一条水汽搬运“天路”，来代替"南水北调"和"西水东送"工程！
第七个问题是三个第十个专业的目标没搞清楚。

我们搞海绵城市也好，搞水利工程也好，我们的目的是什么？是水量？水质？还是生态？目标没搞清楚。

第三个问题，条件没搞清楚。

各家不是同一个边界条件：
第1个条件降雨，是小雨还是大雨？是点间暴雨还是面暴雨？是短历时还是长历时阴雨？都没说清楚。

第2个条件土壤，土壤的下渗怎么样？前期有没有饱和？其实海绵城市的关键在下边，雨水花园下面的土要换成，渗透率比原状土增加几十倍以上。

所以美国指示雨水水流花园中的积水必须要24小时下渗完成，所以雨水花园要换土。

第3个条件是竖向，海绵设计城市尤为最重要的是竖向设计。

上半节我引用过小光的话：“没有竖向专业深度参与的LID设计一定会失败”。

如果海绵城市的对象、目标和条件不说清楚，各家都不在一个客户端和频道一个频道上对话，鸡同鸭讲，所以吵成一锅粥。

要求用大数据虚拟现实，现在不是VR吗？完全可以靠大数据全然模型，把地表、地下和大气的循环系统整个水循环模拟出来，然后大家看模型计算的虚拟现实动画，就知道整个过程，就像我今天讲课一样，用图和数字说话。

我再用一张图来说话，这是地球的水循环图，陆地和海洋的呼吸作用：
陆地上的100毫米降雨，其中39毫米来自海洋，其余61毫米是陆地自己的蒸发，包括植物和土壤挥发、蒸腾，所以61%雨水是自我循环的。

当然回到海洋是39毫米，因为水是平衡的，其中38毫米通过径流入海，还有1毫米是通过地下水回归海洋，是这么一个水的空气冷却。

水循环资料来源：Gleick, P.H., 1996 ：水资源，天气气候百科全书，编辑S.H. Schneider ，哈佛大学出版社，纽约，第 2卷：
地球上只有3%的水是淡水，而河流、淡水湖和淡水沼泽等地表淡水，只占地球淡水的0.3%。

但是世界上20%的地表贝加尔湖淡水集中于鄂毕河，还有20%储存
于美国的大湖(休伦湖、密歇根湖和苏必利尔湖)。

江河只占有全世界淡水太湖总量的0.006%；由此看出地球上的生
命只依赖于地球总供水量的"沧海一栗"。

为什么只占全世界淡水0.006%的江河，能够养活全球几十亿人？
因为水在循环！
我们再从流域来看水循环，这是长江流域的整个汇水范围，
这是多年平均降雨在长江流域不同的分布，年降雨最大最老
的地方是四川盆地，平均年降雨1200~2000毫米(灰色、局部蓝色)；
太湖到上海长江口都是绿色，年降雨1000~1200毫米。

整个长江流域的整座平均年降水量是1067毫米，因为长江流域面
积是180万平方公里，所以总降雨的水量有1.92万亿方。

从上海港入东海的径流有多少呢？是9513亿方，占总降水量49%。

什么意思呢？按照雨水能够在流域内自我消纳不外排的算法，全长江
流域的年径流控制率就是51%吗？
这个51%跟车训导主任自然水循环图中，蒸发占50%的比例倒差不多，因为它是亚洲平均，查阅了很多水文气象资料，平均50%的雨水是又蒸发急著，因为物质是不灭的，水是不断地在循环当中。

再比如黄河流域，一年有一两个月断流，因为外排入海的水量很少，难道黄河的年后径流年初控制率达到90%多了吗？
所以年径流总量控制率指标，能适用于大海绵吗？
回到中小海绵的年径流控总量制率指标讨论。

2021年11月，在国外从事给排水的小光了一篇文章，引起大家的讨论，他认为蒸发量年
末径流控总量制率是误读，不用用懒得多年平均天然径流率，因为海
绵城市主要是对城市中小区块，
第二是评价指标的适应性：应该是水质控制指标，而并非水
量控制指标，但国内现在主要针对水量。

第三是技术指标的适用范围，主要适用于地块、建筑小区等，不
适用于含括水系的城市区域。

因为住建部的海绵城市指标体系没有界定清楚，所以各家各说。

比如上海怎么说？怎么应对年径流布齐总量控制率的达标风险问题？
上海苏州也出了一套海绵城市的指标体系，七家单位共同编制，
比九龙治水少两个龙，住建、规划、发改、水务、交通、环
保加园林绿化，一共七条龙共同治水。

上海的年径流总量控制率，如果控制75%对应22毫米，80%对应26.7毫米。

上海的指标体系有名词解释，把雨水滞蓄量算进去：
表述然后上海有个非常有意思的解释：因为根据要求，上海是达
不到80%的年径流总量控制率，为什么？
因为上海所谓“三高一低”：地下水位高，覆盖率高，开发强度高，而下渗率又低，所以你住建部有指标考核的政策，那我上海就有
对策。

南京用什么对策呢？用河道来托底：
如果上海的年径流控制率没有达标的话，那我通过内河农田
灌溉，甚至通过瑰丽调蓄，只要河道调蓄了而后就算。

我上次跟住建
部制定70%标准的人说，我说你们没说清楚，那没办法，你有政策我们上海就有对策。

争来争去，说明假设年后径流总量控制率定义不清，又不说知道
适用范围，更为不知道为了什么？反而造成误会，让水文专家使误解
海绵大城市使河流断流！其实国外不太关心水量弊端，主要关心水质，还有前面说到的水循环。

在《指南》里面，关于新溪洲年径流总量控制率有一个二区，
《指南》的附表F2-1中，全国的四个直辖市和省会城市八个平均，80%的径流控制率一一对应24.9毫米，也就是25毫米。

上海根据近百年上万场降雨的统计分析，每次控制住26.7毫米的降雨，就等于控制了80%的年后降雨径流总量。

再回到水循环图，这是全球的水循环图，前面说到的25毫米，后前几年跟国外的专家一直在讨论，他们一直说，国外的LID设计对降
雨径流结构设计及污染的控制，一般是20毫米到30毫米，平均值就
是25毫米一英寸，他们就管控一英寸降雨。

开始我听不懂，我说为什么就一英寸，不是两英寸，不是半英寸，他们说就压制这么多。

现在找到答案了，这是哈佛大学出版的自然百科的一篇文章里面
介绍的，关于大中华区的水循环，大家知道吗？地球的平流层大气当
中的水是多少？是12900立方公里，有12.9万亿吨雨水，就是大气其中的水气。

这些水气如果一次性地降雨落到地面，平摊在地球表面，整个地
球表面平均下多少雨呢？
25毫米，2.5厘米，一英寸！这就是自然规律，也就是道。

也就
是说我们空气当中的水气，全球日均就是一英寸25毫米，所以你看它在不断地循环，它的平均五次完整降雨，就是25毫米。

比如上海，因为相对湿润，比平均大一点，是26.7毫米，就对应80%的控制率。

所以这个几千颗的数字后面，是自然规律也就是道，非常有意思。

这是上海，徐家汇气象站在这儿，
是我国最早的气象站，有一百多年的气象记录。

根据近百年上万场降雨的系统分析统计分析，总额徐家汇站的降
雨场次和降雨总量累积的概率分布，如下图：
你看不同的降雨，5毫米、10毫米、27（26.7）毫米，有一个降
雨九场场次的统计分析，因为下小雨的场次多，降雨小于27毫米的场
次差不多要占到95%，因为还有少量四场大雨。

把小于27毫米的降雨累计，也就是说控制了27毫米，有多少累
计降雨被控制呢？大概有82%到83%的降雨总量被控制。

这么一个数值
是根据近百年上万数值场旱情统计分析来的，但背后是自然水循环的
规律。

所以我讲来讲去，这是一个水循环问题，可见我们搞海绵城市，
要上知天文、下知地理，你要懂这些才晓得内在的规律是什么。

我再来深入地讲一下地下的水循环。

这是防空洞的水循环示意图，
雨水渗入后，地表下面有隔水层、承压层，这个水又可以通过植
物和水分土壤迎面而来、蒸发，回到大气当中。

大气中有10%的水来自于花粉蒸腾，一棵非常大橡树一年蒸腾151
吨水：
7月30日，在上海的《海绵城市规划设计与建设管理》培训，我
讲了“周易屯卦看海绵”：
后来整理成变成周易看海绵系列：
屯卦就是上面一个水下面一个雷，。