山地城市低影響開發(fā)技術(shù)研究

呂 念 南

(重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院，重慶 400072)

山地城市低影響開發(fā)技術(shù)研究

呂 念 南

(重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院，重慶 400072)

對(duì)低影響開發(fā)綜合管理實(shí)踐體系中各項(xiàng)措施的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)合重慶市的地理位置及氣候特征確定了重慶市實(shí)施低影響開發(fā)的主要技術(shù)類型為生物滯留塘、滲透性鋪裝以及雨水調(diào)蓄設(shè)施等，并對(duì)制約低影響開發(fā)技術(shù)實(shí)施的因素作了分析，為該技術(shù)的應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

山地城市，低影響開發(fā)，生物滯留塘，滲透性鋪裝，調(diào)蓄設(shè)施

低影響開發(fā)(Low Impact Development，簡(jiǎn)稱LID)是一種通過減小場(chǎng)地開發(fā)前后水文特征變化，減少雨水徑流對(duì)城市以及自然水環(huán)境不良影響，以實(shí)現(xiàn)水資源良性循環(huán)的一種新型雨水管理模式?，F(xiàn)階段，LID模式已經(jīng)在美國、加拿大、歐洲各國得到廣泛的認(rèn)可。我國于2011年首次提出了“應(yīng)采用低影響開發(fā)理念進(jìn)行雨水綜合管理”[1]。在深圳、北京等地陸續(xù)開展了相關(guān)的技術(shù)、管理及政策研究[2-4]，但都處于起步階段，尚不具備直接推廣應(yīng)用的條件。重慶是我國典型的山地城市，結(jié)合地區(qū)的實(shí)際條件，研究適宜山地城市LID的技術(shù)體系，對(duì)我國水資源保護(hù)及生態(tài)文明建設(shè)都具有重要的推動(dòng)作用。

1 低影響開發(fā)綜合管理實(shí)踐體系(LID Integrated Management Practices)

1.1 技術(shù)類型

1)生物滯留塘。生物滯留塘是通過強(qiáng)化下墊面的雨水蒸發(fā)以及滲透能力，模擬地表自然水文過程，實(shí)現(xiàn)滯留、凈化雨水徑流的目的，是一種初期投資十分便宜，并且易于實(shí)施的原位控制技術(shù)。技術(shù)的實(shí)施主要受到場(chǎng)地空間、土壤類別以及地下水位等等條件的影響。

2)滲透性鋪裝。滲透性鋪裝是一種多微孔狀的城市下墊面結(jié)構(gòu)，通過增強(qiáng)下墊面的滲透能力，延長雨水產(chǎn)流及匯流時(shí)間，削減徑流峰值。透水鋪裝可用于車行道、人行道及公園廣場(chǎng)等地，根據(jù)用地性質(zhì)的不同，其材質(zhì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、施工技術(shù)及管理維護(hù)要求會(huì)有所不同，是一種工程造價(jià)相對(duì)較低的LID技術(shù)措施。

3)雨水調(diào)蓄設(shè)施。雨水調(diào)蓄設(shè)施是通過設(shè)置雨水桶、蓄水池或過濾池等儲(chǔ)水設(shè)施，收集屋頂或地面的雨水徑流，實(shí)現(xiàn)削減徑流峰值的目的。結(jié)合地區(qū)水資源條件，對(duì)收集的雨水進(jìn)行處理，還可實(shí)現(xiàn)雨水的資源化利用，緩解區(qū)域水資源緊缺的壓力。

4)綠色屋頂。綠色屋頂是一種結(jié)合建筑景觀設(shè)計(jì)，通過在屋頂種植綠色植物，建立的一種持續(xù)、開放的綠色生態(tài)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，綠色屋頂技術(shù)在德國、美國等發(fā)達(dá)國家有比較成熟的應(yīng)用。綠色屋頂技術(shù)在投資成本及技術(shù)要求等方面要求較高，在我國，它主要作為LID體系的備選措施。

1.2 技術(shù)功能

不同的技術(shù)類型，對(duì)雨水徑流的控制有不同側(cè)重，具體如表1所示。不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，具體選擇適宜的技術(shù)措施。

表1 LID主要技術(shù)措施及功能[5]

2 重慶市LID技術(shù)研究

2.1 目標(biāo)分析

1)削減徑流污染。重慶市地表水系發(fā)達(dá)，由于受到城市發(fā)展及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，導(dǎo)致城市面源污染嚴(yán)重[6]，市內(nèi)地表水系多受到不同程度的污染，屬典型的水質(zhì)型缺水城市。LID技術(shù)可以有效的滯留雨水中摻雜的大顆粒物質(zhì)，通過物理、化學(xué)及微生物的作用，減少徑流污染物的排放。

2)防洪排澇。重慶市雨水資源豐富，常年降雨量1 000 mm～1 450 mm，且主要集中在每年4月～9月，部分場(chǎng)次的降雨具有強(qiáng)度大、歷時(shí)久的特點(diǎn)。每年汛期，長江、嘉陵江兩大水系都經(jīng)受著嚴(yán)峻考驗(yàn)。特別是近年來時(shí)有極端氣候的影響，城市防洪排澇的能力，尤其在一些地勢(shì)較低的地區(qū)，表現(xiàn)出明顯的不足。引入LID的管理理念，實(shí)施城市暴雨徑流的綜合管理，對(duì)于提高城市及周邊水域安全，緩解城區(qū)排水壓力都是十分必要的。

3)涵養(yǎng)水源。重慶地區(qū)地勢(shì)起伏較大，城區(qū)多依地勢(shì)而建。由于地勢(shì)高差的影響，城市建筑多呈階梯狀分布，建筑毗鄰高大的邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)或城市隧道的情況也較為常見。此外，由于城市用地較為緊張，一些地上建筑還設(shè)有較為廣闊的地下結(jié)構(gòu)，如超市、停車場(chǎng)等。地勢(shì)較高處下墊面的蓄滲量過大容易威脅地勢(shì)較低區(qū)域的建筑安全，一旦出現(xiàn)排水不暢，則可導(dǎo)致基礎(chǔ)承載力降低或不均勻沉降，地下剪力墻荷載增大，建筑滲水等不良后果。因此，在涵養(yǎng)水源方面，LID技術(shù)應(yīng)主要考慮對(duì)城市建設(shè)中保留的地表水系(如人工湖、濕地等)的涵養(yǎng)。

4)改善城市環(huán)境。隨著城市經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，對(duì)城市人居環(huán)境的建設(shè)也提出了更高的要求，黨的十八大，以獨(dú)立的篇幅提出生態(tài)文明建設(shè)的總體要求，并將其納入國家中長期發(fā)展規(guī)劃。LID的理念與生態(tài)文明建設(shè)的要求契合。合理提高城市綠化覆蓋率、非傳統(tǒng)水源利用率以及土地資源的集約利用率，同時(shí)減少污染物的排放量，是改善城市生態(tài)環(huán)境，提升土地價(jià)值的有效途徑。

2.2 技術(shù)選擇

在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，需要認(rèn)真評(píng)估原始地塊在區(qū)域內(nèi)的水文功能，對(duì)濕地、水道以及綠化帶等對(duì)場(chǎng)地水文特征影響較大的區(qū)域應(yīng)盡量保護(hù)；對(duì)坡度較大等原因使得下墊面不耐沖刷以及滯水、透水能力較差的場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)LID理念積極改造；而對(duì)于場(chǎng)地不可避免的水文破壞，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件考慮恢復(fù)補(bǔ)償機(jī)制。此外，LID的實(shí)施主要集中在小街區(qū)的范圍，國內(nèi)外尚無針對(duì)大中流域LID的實(shí)施范例。采用以公交為導(dǎo)向開發(fā)(TOD)的城市規(guī)劃模式[7]，在解決土地利用率低并緩解城市交通壓力的同時(shí)，可與LID的控制理念實(shí)現(xiàn)完美融合。

在技術(shù)設(shè)計(jì)階段，從控制徑流污染物的排放的角度，應(yīng)優(yōu)先考慮下凹式綠地及雨水花園等生物滯留技術(shù)。與此同時(shí)，滲透性鋪裝等也是削減徑流峰值的較好措施?？紤]到滲透性鋪裝材料及施工技術(shù)的限制，為避免雨水入滲產(chǎn)生路基受損或不均勻沉降等問題，滲透性鋪裝宜在人行道、廣場(chǎng)、露天停車場(chǎng)等地實(shí)施。此外，應(yīng)重點(diǎn)開展各種技術(shù)措施在可蓄滲空間方面的評(píng)估，避免雨水的“過量、過界”入滲威脅周邊各類建筑的結(jié)構(gòu)安全。對(duì)不適宜補(bǔ)充地下水的區(qū)域，應(yīng)做好排水或集水的保障性措施。

需要強(qiáng)調(diào)的是：城市防洪排澇的高要求與地下水涵養(yǎng)量的低需求并不矛盾。

一方面通過延長降雨產(chǎn)流、匯流及轉(zhuǎn)輸?shù)臅r(shí)間即可實(shí)現(xiàn)徑流的錯(cuò)峰排放；另一方面雨水的資源化利用設(shè)施，如雨水桶及小型調(diào)蓄池等，也可收集降雨供給城市低質(zhì)水需求。此外，山地城市普遍具有地形坡度大的特點(diǎn)，使得徑流的匯集時(shí)間短，對(duì)下墊面的沖蝕強(qiáng)度大，LID技術(shù)措施的設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)考慮坡度的影響。

2.3 LID的技術(shù)制約

2.3.1 基礎(chǔ)資料欠缺

LID是基于對(duì)場(chǎng)地水文特征的精確模擬，首先確定地塊的徑流系數(shù)及污染物等控制目標(biāo)后，選擇適宜的技術(shù)措施。我國開展相關(guān)基礎(chǔ)研究較晚，尤其一些山地小城鎮(zhèn)，受到經(jīng)濟(jì)條件及排水觀念等因素的限制，降雨資料、土壤系數(shù)以及徑流污染物濃度等基礎(chǔ)資料匱乏，導(dǎo)致一些先進(jìn)的模擬方法難以擬合其實(shí)際情況，使得徑流水質(zhì)、水量的控制效果難以保證，給項(xiàng)目決策、工程設(shè)計(jì)及項(xiàng)目施工階段都帶來諸多困擾。

此外，LID技術(shù)的實(shí)施多有綠色植物的參與，需因地制宜，選擇一批易栽植、易維護(hù)、成本低、耐污染并具有一定美感的本土化綠色植物，建設(shè)形成LID綠色植物數(shù)據(jù)庫。對(duì)于降低工程建設(shè)的初期投資及后期管理維護(hù)難度都具有重要意義。然而，我國許多城市尚未開展相關(guān)研究。

2.3.2 專業(yè)協(xié)作不暢

傳統(tǒng)的排水觀念之下，在城市建設(shè)中，對(duì)不同專業(yè)的重視程度不同，專業(yè)間的單向服務(wù)性較為明顯。因此，道路交通、綠色建筑、園林景觀以及給水排水等專業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立，其工作任務(wù)在時(shí)間、空間上的不同步現(xiàn)象也比較普遍，嚴(yán)重制約著專業(yè)整體優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

3 結(jié)語

在我國，傳統(tǒng)的排水體制對(duì)于地表徑流污染的控制均存在弊端，即合流制溢流水污染或分流制初雨水效應(yīng)，兩者都對(duì)自然水環(huán)境造成了非常惡劣的影響。LID作為一種新型、生態(tài)的污染物源頭控制理念正逐漸展現(xiàn)出它的生命力。針對(duì)不同地區(qū)的實(shí)際情況，選擇適宜的LID技術(shù)措施，對(duì)削減城市地表徑流污染物的排放量，增強(qiáng)排水系統(tǒng)抵御暴雨災(zāi)害的能力，降低地表徑流對(duì)自然水環(huán)境的不良影響，調(diào)節(jié)區(qū)域微氣候及提高城市生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等都具有十分重要的意義。

在今后的工作中，一方面需加強(qiáng)LID技術(shù)應(yīng)用于山地城市的基礎(chǔ)研究，包括基礎(chǔ)資料的積累，模型參數(shù)的擬合，示范項(xiàng)目的開展及后評(píng)估等；與此同時(shí)，積極探索適應(yīng)LID理念實(shí)踐的制度保障，包括法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、政策扶持機(jī)制以及職能部門的合作模式等。

[1] GB 50014-2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2011版)[S].

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[3] 邢 薇，趙冬泉，陳吉寧，等.基于低影響開發(fā)(LID)的可持續(xù)城市雨水系統(tǒng)[J].中國給水排水，2011，27(20)：13-16.

[4] 沈珍瑤，陳 磊，謝 暉，等.基于低影響開發(fā)的城市非點(diǎn)源污染控制技術(shù)及其相關(guān)進(jìn)展[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2012，31(5)：171-176.

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StudyofLowImpactDevelopmenttechniquesformountaincity

LVNian-nan

(ChongqingVocationalCollegeofBuildingEngineering,Chongqing400072,China)

The paper analyzes various technologies of Low Impact Development management system, combining with the geographical postion and climate characteristics, determines major technology forms of Chongqing Low Impact Development including bio-retention, permeable paving and rainwater regulating facilities, and finally analyzing factors influencing Low Impact Development technology, which has provided some guidance for the technology application.

mountainous city, Low Impact Development, bio-retention, permeable paving, regulating facilities

1009-6825(2014)33-0122-02

2014-09-19

呂念南(1984- )，男，講師

TU991.114

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