低影響開發在城市雨水管網設計中的應用與探討

姚智文，劉 燕

（1.青島市市政工程設計研究院有限責任公司，山東青島 266101；2.青島致遠環境工程有限公司，山東青島 266071）

0 前言

目前，城市雨水排放主要存在以下3個特點：雨多、雨少，雨臟。“雨多”是由于城市化水平日益提高，城市不透水面日益增大，雨水匯流時間縮短，峰值流量大，造成內澇災害頻發；“雨少”是由于雨水資源流失嚴重，導致地下水位降低，水資源短缺；“雨臟”是由于初期雨水中含有大量的污染物質，對城市水體造成污染，水環境惡化嚴重。

雨水徑流不僅帶來了城市內澇災害，也引發了水質污染等環境問題，但同時雨水也是城市的重要水源，科學合理地處理雨水徑流問題，將為城市的持續健康發展提供契機。針對雨水排放特點，《室外排水設計規范》（GB 50014—2006）（2011年版）2.1.8B提出低影響開發（LID）理念，強調城鎮開發應減少對環境的沖擊，其核心是基于源頭控制和延緩沖擊負荷的理念，構建與自然相適應的城鎮排水系統，合理利用景觀空間和采取相應措施對暴雨徑流進行控制，減少城鎮面源污染[1]。

1 城市雨水設計標準

《室外排水設計規范》（GB 50014—2006）（2011年版）3.2.4中確定重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，重現期應采用3～5 a，并應與道路設計協調，經濟條件較好或有特殊要求的地區宜采用規定的上限。特別重要地區可采用10 a或以上。

在城市雨水管道設計中，雨水管道一般沿市政道路進行敷設，城市道路兩側以居住、公建為主。目前，我國城市雨水管道設計重現期一般采用1～3 a，根據道路的等級進行雨水管徑設計，支路雨水設計重現期P=1.5 a，次干路雨水設計重現期P=2 a，主干路雨水設計重現期P=3 a，綜合徑流系數ψ=0.6，與發達國家城市及現行《室外排水設計規范》（GB 50014—2006）相比較略低，造成實際設計排水能力偏低。

2 低影響開發在城市雨水設計中的應用

傳統的城市建設導致硬地化，不僅增加了城市排水壓力，也造成水污染等多個問題。國際上，城市建設采用低影響開發已是發展趨勢。近年來，雨水入滲及調蓄系統得到越來越多的應用，一些具有前瞻性的城市管理政策已經或正在制訂，包括鼓勵采用雨水入滲及調蓄系統，倡導低影響開發（LID）理念，降低雨水徑流系數等綜合措施，有些工程已取得明顯的社會效果[2]。針對不同下墊面的雨水水質情況，雨水由直排向“滲、蓄、用、排”轉化[3]，采取因地制宜的方針，通過入滲、蓄集等多種低影響開發（LID）途徑，將降雨留在徑流前的最初狀態，做到資源利用和環境效益的統一。城市中的低影響開發主要應用在以下幾個方面。

（1）在住宅小區內的應用

伴隨著城市化建設，大量居民涌入城鎮，小區的品質及數量也急劇上升，高品質生態小區內景觀水系眾多，綠化率高，可充分利用小區內的景觀水系對雨水加以利用，不僅可以減少小區內景觀水系的給水補給，有效節約水資源，而且可以提高小區自身的防洪標準，有效減少雨水對下游水體的污染負荷。對于建設規模相對較小的居住區，采用滲渠、滲管將綠化帶內的雨水收集于蓄水池內，用于對小區內的綠化澆灌。對于現狀已經建成的住宅小區，建筑屋面可采用屋頂綠化加以裝飾與改造，既可改善整個城市的景觀視覺效果，又可減輕大氣污染和削減雨水污染負荷，調節城市氣溫與濕度，改善建筑屋頂的性能及溫度。

（2）在公建內的應用

公建大型屋面比較多，大型屋面一般采用金屬屋面或者是水泥磚保護層屋面，降雨過程中，初期徑流中所含的污染物的量較中、后期的雨水徑流大很多，水質相對較差。采用容積棄流型、小管棄流型雨水收集措施，可將屋面雨水收集于蓄水池，所收集雨水基本可以滿足企業內綠化澆灌及道路沖洗。初期棄流雨水排入企業內的污水管道，最終排往污水處理廠進行集中處理。

（3）在市政道路中的應用

市政道路采用透水路面，透水墊層厚度不小于150 mm，孔隙率不應小于30%，并滿足相應的承載力要求，保證冬季不發生凍漲。路面宜高于路邊綠地5～10 cm，并應確保雨水順暢流入綠地；雨水口宜設在匯水面的低洼處，頂面標高宜低于地面10～20 mm。

通過以上模式的建設，徑流系數可得到有效降低，即在相同降雨量下收集到的雨水會相應減少，一些小雨對市政排水管道而言甚至不會形成徑流，而且徑流水質會明顯改善，尤其是雨水中的SS含量會很少。以上低影響開發措施，對進入市政雨水管道的雨水可起到延時排放、污染削減的目的，避免城市內澇現象的發生，改善下游受納水體水質。

3 低影響開發的效益探討

目前，國內尚沒有低影響開發技術的指導標準，低影響開發技術仍處于探索階段，在現有城市的基礎上進行全規模低影響改建，將極大地增加建設成本。對在新建或者改建項目中采用低影響開發的建設單位進行35%～40%的經濟補助，采用資金補助或在招商引資中給予優惠的方式，用于彌補低影響開發與雨水直排之間的投資差額[4]。各地區應結合當地實際情況，因地制宜，開展相應的本土低影響開發技術實驗研究，實現低影響開發的本土化。低影響開發是一項復雜的系統工程，與區域特性關聯度極大，且具有較高的彈性度，需根據區域的開發現狀、用地特征等實時進行調整。

在美國和歐洲的一些城市，低影響開發效果顯著，根據目前的統計資料，低影響開發（LID）可以減少暴雨徑流30%～99% 并延遲暴雨徑流值5～20 min，從而減輕市政排水管網系統的壓力；低影響開發（LID）還可以有效去除雨水徑流中的磷、氮、油脂、重金屬等污染物，有中和酸雨的效果，可以節省雨水回用成本；生態綠色屋頂還可以降低室內溫度2℃左右并美化環境，創造舒適的生活空間。

以青島高新區為例，市政排水管網已基本敷設完畢，開發建設用地約占整合建設用地的25%，采用低影響模式進行后續開發后，現狀雨水管道排水能力將得到有效提升：支路雨水排澇標準由1.5 a提高至2 a，次干路由2 a提高至3 a，主干路由3 a提高至5 a，可提高整個區域的排澇標準；采用低影響開發建設模式后，由于初期雨水中的污染物得到有效控制，年均可減少COD、NH3-N、TP總量分別為1 250 t、37 t、1.25 t，減少對周邊水體的污染，避免河道富營養化。

4 結語

近年城市暴雨頻發，城市內澇問題及其解決方案受到多方關注[5]。從傳統的雨水直排轉變為低影響開發理念進行城市建設，需要城市建設管理部門加大對相應地塊開發過程中雨水綜合利用的審批力度[6]，由開發建設單位在雨水收集排放過程中輔以適當的工程手段及措施，保證城市建設過程中將低影響開發落到實處。

[1]GB 50014—2006，室外排水設計規范（2011年版）[S].

[2]王建龍，車伍，等.基于低影響開發的城市雨洪控制與利用方法[J].中國給水排水，2009，25（14）：6-9.

[3]宋進喜，李琦，等.區域性城市雨水資源化利用有機協調體系的建立[J].中國給水排水，2010，26（24）：92-96.

[4]胡愛兵，任心欣，等.深證市創建低影響開發雨水綜合利用示范區[J].中國給水排水，2010，26（20）：69-72.

[5]王峰，嚴正惠，等.城市雨水內澇及對策[J].中國給水排水，2012，28（12）：15-20.

[6]車伍，李俊奇.城市雨水利用技術與管理[M].北京：中國建筑工業出版社，2006.