海绵城市的核心功能之一是通过渗透、调蓄等措施实现雨水的 “渗、滞、蓄、用、排”，而雨水渗透与调蓄效果的量化评估，是检验海绵设施建设成效、优化设计方案、提升城市水韧性的关键。传统评估多依赖定性描述（如 “设施运行正常”“积水减少”），缺乏精准数据支撑，易导致效果判断偏差。通过构建科学的量化指标体系、应用专业监测技术、结合动态评估模型，可将雨水渗透与调蓄效果转化为可测量、可对比、可验证的数据，为海绵城市建设提供客观决策依据。

一、构建量化指标体系：明确渗透与调蓄效果的核心衡量维度

量化评估的前提是建立清晰的指标框架，需从 “渗透能力”“调蓄容量”“综合效益” 三个层面设计核心指标，覆盖从设施性能到区域影响的全链条。

（一）雨水渗透效果的量化指标

渗透效果聚焦 “雨水下渗效率与对地下水的补充能力”，核心指标包括：

土壤渗透系数（K 值）：衡量土壤或渗透设施（如透水铺装、生物滞留设施）的下渗速率，单位为 mm/h 或 m/d。通过现场测试获取不同土层（0-750px、30-1500px）的 K 值，对比海绵设施建设前后的变化 —— 例如，某居住区透水铺装区域建设前土壤 K 值为 0.5mm/h，建设后提升至 5mm/h，说明渗透能力显著增强。

渗透量与渗透率：渗透量指特定时段内（如一场降雨）海绵设施实际下渗的雨水量（单位：m³）；渗透率为渗透量占总降雨量的比例（单位：%）。例如，一场降雨量为 50mm 的降雨中，某生物滞留设施服务面积 1000㎡，总降雨量 50m³，实际渗透量 35m³，渗透率达 70%，反映设施对雨水的渗透截留效率。

地下水补给量：通过监测渗透设施周边地下水水位变化、孔隙水压力，结合含水层参数计算补给量（单位：m³/ 年）。例如，某公园透水铺装区域监测显示，年均地下水水位较建设前上升 0.3m，经计算年均地下水补给量达 2000m³，直接量化了渗透对地下水的补充作用。

地表径流削减率：渗透设施减少的地表径流量占总降雨量的比例（单位：%），是区域尺度渗透效果的核心指标。例如，某海绵社区建设前地表径流系数为 0.7（即 70% 降雨形成地表径流），建设后降至 0.3，径流削减率达 57.1%，间接反映渗透措施对地表径流的拦截效果。

（二）雨水调蓄效果的量化指标

调蓄效果聚焦 “设施暂存雨水的能力与对降雨径流的削峰作用”，核心指标包括：

调蓄容量利用率：调蓄设施（如调蓄池、下沉式绿地、植草沟）实际存储的雨水量占设计总调蓄容量的比例（单位：%）。例如，某市政道路调蓄池设计容量 500m³，一场暴雨中实际蓄水量 420m³，利用率达 84%，说明设施调蓄潜力得到充分发挥；若利用率长期低于 50%，则可能存在设计容量过剩或设施堵塞问题。

削峰量与削峰率：削峰量指调蓄设施削减的降雨径流峰值流量（单位：m³/s）；削峰率为削峰量占未建设施时峰值流量的比例（单位：%）。例如，某商业片区雨水管网建设前峰值流量为 1.2m³/s，建设 1000m³ 调蓄池后，峰值流量降至 0.5m³/s，削峰量 0.7m³/s，削峰率 58.3%，有效缓解了管网排水压力。

调蓄滞留时间：雨水在调蓄设施内的停留时长（单位：h），反映设施对雨水的 “滞蓄” 能力。例如，某下沉式绿地雨后雨水滞留时间为 48h，足够雨水通过渗透补充土壤水或缓慢排放，避免短时间内集中泄洪导致的内涝。

降雨重现期适应能力：调蓄设施可应对的最大降雨重现期（单位：年），如 “可应对 5 年一遇降雨”“10 年一遇降雨下无溢流”。通过对比设施在不同重现期降雨（如 2 年一遇、5 年一遇、10 年一遇）下的运行状态 —— 例如，某调蓄池在 5 年一遇降雨（降雨量 80mm）下无溢流，10 年一遇降雨（降雨量 120mm）下仅少量溢流，说明其调蓄能力可满足常规降雨需求。

（三）综合效益关联指标

渗透与调蓄效果的最终价值需通过区域层面的综合效益体现，包括：

内涝积水频次与时长：对比建设前后同一区域（如低洼路段、小区）的积水次数（次 / 年）与单次积水时长（h），例如某路段建设前年均积水 5 次，单次最长积水 4h，建设后年均积水 1 次，单次最长 1h，间接验证渗透调蓄措施的减涝效果。

雨水资源化利用率：调蓄设施收集的雨水用于灌溉、洗车等用途的量占调蓄总量的比例（单位：%），例如某校园调蓄池年均调蓄雨水 1000m³，其中 600m³ 用于绿化灌溉，资源化利用率达 60%，体现调蓄的经济价值。

二、应用核心监测技术：获取量化评估的精准基础数据

量化指标的计算依赖真实、连续的监测数据，需针对渗透与调蓄场景选择专业监测技术，覆盖 “降雨 - 渗透 - 存储 - 排放” 全流程。

（一）雨水渗透效果的监测技术

现场渗透测试技术：

双环入渗仪法：适用于土壤或生物滞留设施的渗透系数测试，通过内外双环向测试区域注水，维持恒定水位，记录单位时间渗水量，计算 K 值。例如，在透水铺装下 0-750px 土层测试，注入水量稳定后，每小时渗水量为 30L，测试面积 0.5㎡，则 K 值为（30L/0.5㎡）÷1h=60L/(㎡・h)=60mm/h。

圆盘渗透仪法：适用于小范围、高精度的渗透测试（如生物滞留设施的种植土层），通过控制负压条件，模拟不同降雨强度下的渗透过程，获取更贴合实际的 K 值数据。

区域渗透量监测技术：

土壤含水率传感器：在渗透设施周边不同深度（如 250px、750px、1500px）布设传感器，实时监测降雨前后土壤含水率变化（单位：%），结合土壤体积含水量与设施面积，计算渗透量。例如，某生物滞留设施面积 200㎡，750px 土层含水率从降雨前的 15% 升至雨后的 35%，土壤容重 1.2g/cm³，则渗透量 = 200㎡×0.3m×(35%-15%)×1.2t/m³=14.4t（即 14.4m³）。

地下水监测井：在渗透设施下游 10-50m 处设置监测井，记录地下水水位（单位：m）与水质（如电导率，反映雨水补给比例），通过水位变化量与含水层厚度、孔隙度计算地下水补给量。例如，监测井水位上升 0.2m，含水层厚度 5m，孔隙度 0.3，服务面积 10000㎡，则补给量 = 10000㎡×0.2m×0.3=600m³。

（二）雨水调蓄效果的监测技术

调蓄容量与水位监测：

液位传感器：在调蓄池、下沉式绿地等设施内安装液位计（如超声波液位计、投入式液位计），实时监测雨水水位变化（单位：m），结合设施横断面尺寸计算实时蓄水量。例如，某矩形调蓄池长 20m、宽 10m，液位从 0.5m 升至 2.5m，蓄水量 = 20m×10m×(2.5m-0.5m)=400m³。

流量监测仪：在调蓄设施的进水口、出水口安装电磁流量计或超声波流量计，记录进出水流量（单位：m³/h），通过 “进水总量 - 出水总量” 计算调蓄量 —— 例如，一场降雨中进水总量 600m³，出水总量 180m³，实际调蓄量 420m³。

削峰效果监测技术：

管道流量监测系统：在海绵设施服务区域的市政管网关键节点（如管网入口、溢流口）布设流量监测设备，对比建设前后的流量过程线，提取峰值流量数据。例如，某片区管网建设前 5 年一遇降雨峰值流量 1.5m³/s，建设调蓄设施后降至 0.6m³/s，直观量化削峰效果。

气象站与雨量计：在评估区域内布设自动气象站（记录降雨量、降雨强度、降雨历时），结合流量数据建立 “降雨 - 径流” 关系模型，通过模型计算不同降雨情景下的削峰率，为极端天气下的调蓄能力预判提供依据。

三、优化评估模型与方法：实现渗透与调蓄效果的动态量化

仅依赖监测数据难以全面反映长期效果与区域协同作用，需结合数学模型与综合评估方法，实现从 “单点数据” 到 “系统效果” 的量化升级。

（一）渗透效果评估模型

Hydrus-1D 模型：适用于模拟土壤水分运动与溶质迁移，可输入土壤质地、土层厚度、降雨数据等参数，计算不同海绵设施（如透水铺装、生物滞留带）的渗透量、渗透速率及地下水补给量。例如，通过模型模拟某公园生物滞留设施在年均降雨量 1200mm 的情景下，年均渗透量达 8000m³，地下水补给量占渗透量的 65%，为设施优化（如调整种植土厚度）提供方向。

SWMM 模型（渗透模块）：将评估区域划分为不同子汇水区，为每个子汇水区设置渗透参数（如渗透系数、最大下渗量），模拟降雨过程中地表径流与下渗的分配关系，计算区域整体渗透率与径流削减率。例如，某海绵社区 SWMM 模型模拟结果显示，透水铺装与绿地组合措施使区域年均渗透率从 15% 提升至 52%，径流削减率达 48%，与现场监测数据误差小于 10%，验证了模型可靠性。

（二）调蓄效果评估模型

暴雨管理模型（SWMM 调蓄模块）：在模型中添加调蓄设施（如调蓄池、下沉式绿地），设置调蓄容量、启停水位、放空时间等参数，模拟不同降雨情景下的调蓄量、削峰量与溢流情况。例如，模型模拟显示某调蓄池在 10 年一遇降雨下，调蓄容量利用率 92%，无溢流；在 20 年一遇降雨下，利用率 100%，溢流总量仅 50m³，说明设施在极端降雨下仍具备较好调蓄能力。

MIKE URBAN 模型：适用于城市尺度的水文水力模拟，可整合管网、河道、海绵设施等元素，模拟调蓄设施与周边水系、管网的协同作用，量化调蓄对区域内涝的缓解效果。例如，某新城 MIKE URBAN 模型评估显示，调蓄设施组合使区域内涝点数量从 12 个减少至 3 个，内涝面积从 5km² 缩小至 0.8km²，内涝时长平均缩短 3h。

（三）综合评估方法

层次分析法（AHP）：将渗透与调蓄效果的量化指标（如渗透率、调蓄容量利用率、削峰率）按重要性赋予权重（如渗透率权重 0.3、调蓄容量利用率权重 0.4、削峰率权重 0.3），计算综合评分（满分 100 分）。例如，某海绵项目渗透率得分 85 分、调蓄容量利用率得分 90 分、削峰率得分 80 分，综合评分 = 85×0.3+90×0.4+80×0.3=85.5 分，判定为 “优秀” 等级。

对比分析法：包括 “纵向对比”（同一区域建设前后效果对比）与 “横向对比”（不同海绵设施类型、不同区域效果对比）。例如，纵向对比某道路透水铺装建设前后：建设前渗透率 10%、调蓄量 0m³，建设后渗透率 65%、调蓄量 200m³/ 年；横向对比同一区域透水铺装与植草沟：透水铺装渗透率 65%、植草沟渗透率 50%，为后续设施选型提供参考。

四、适配实际场景：不同海绵设施与区域的量化评估重点

渗透与调蓄效果的量化需结合设施类型与评估尺度（单点设施、片区、城市）调整重点，避免 “一刀切” 式评估。

（一）单点海绵设施的量化评估

透水铺装：重点监测渗透系数（K 值需≥3mm/h）、渗透率（目标≥50%）、地表温度降低幅度（间接反映渗透对热岛效应的缓解）。例如，某市政道路透水砖 K 值测试为 8mm/h，一场 50mm 降雨中渗透率 62%，满足设计要求。

生物滞留设施：重点评估种植土渗透系数（K 值≥1mm/h）、渗透量、污染物去除率（如 TP、TN，渗透过程中同步净化雨水）。例如，某小区生物滞留带 K 值 1.5mm/h，年均渗透量 5000m³，TP 去除率达 70%，实现 “渗透 + 净化” 双重效益。

调蓄池：核心量化调蓄容量利用率（目标≥70%）、削峰率（目标≥50%）、放空时间（如 24h 内放空，避免滋生蚊虫）。例如，某商业综合体调蓄池容量 1000m³，5 年一遇降雨调蓄利用率 88%，削峰率 62%，放空时间 18h，运行效果良好。

（二）片区与城市尺度的量化评估

海绵片区（1-10km²）：需整合单点设施数据，计算区域整体渗透率（目标≥40%）、调蓄总量（人均调蓄容量≥3m³）、内涝积水发生率（目标≤1 次 / 年）。例如，某海绵片区面积 5km²，年均渗透量 30 万 m³，区域渗透率 45%，人均调蓄容量 3.5m³，内涝发生率 0.5 次 / 年，达到规划目标。

城市尺度（100km² 以上）：侧重宏观效益量化，如 “年径流总量控制率”（国家海绵城市建设指标，一般要求≥70%）、地下水水位年均变化、城市内涝面积占比。例如，某城市通过海绵城市建设，年径流总量控制率从 55% 提升至 72%，地下水水位年均上升 0.15m，内涝面积占比从 8% 降至 2.5%，实现城市水生态改善。

结语：以量化评估推动海绵城市建设提质增效

海绵城市评估中雨水渗透与调蓄效果的量化，是从 “经验建设” 向 “科学建设” 转型的关键一步。通过构建多维度指标体系、应用专业监测技术、优化评估模型、适配实际场景，可将抽象的效果转化为精准数据，不仅能客观检验建设成效，更能发现设施运行中的短板（如渗透系数下降、调蓄容量不足），为后续优化提供方向。未来，随着监测技术的智能化（如物联网实时监测）、评估模型的精细化（如数字孪生技术应用），雨水渗透与调蓄效果的量化将更高效、更动态，为海绵城市持续提升水韧性、应对气候变化提供坚实的数据支撑。