探析城市雨洪管理中的低影響開發(fā)模式

高家立

【摘要】近年來，城市化進(jìn)程的加快和全球氣候的變化，致使城市暴雨洪水災(zāi)害日趨嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在城市洪澇和雨水污染兩個(gè)方面。傳統(tǒng)的雨洪管理措施已不能滿足城市可持續(xù)性發(fā)展的需要，本文通過對(duì)于低影響開發(fā)模式的探析，為城市防洪排澇和控制污染提供科學(xué)參考。

【關(guān)鍵詞】雨洪管理；低影響開發(fā)；降水徑流

近年來，伴隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，城市水循環(huán)模式加大改變，加之全球范圍內(nèi)的氣候變化，城市暴雨洪水的災(zāi)害日趨嚴(yán)重。傳統(tǒng)的雨洪管理措施以末端治理為主，已經(jīng)不能滿足城市健康發(fā)展的需要，而低影響開發(fā)（Low Impact Development）模式采用分散，多樣，小型，本地化的技術(shù)從源頭上對(duì)城市的水文情勢(shì)進(jìn)行調(diào)控，是滿足城市可持續(xù)性發(fā)展的雨洪管理策略。

1、城市降雨洪水的影響分析

1.1 城市洪澇災(zāi)害

城市化進(jìn)程加劇了土地利用格局的改變，原有的草坪，樹林等透水地面被大量建筑物、道路和廣場(chǎng)等不透水地面代替，阻礙了雨水的自然滲透，地表徑流匯流時(shí)間縮短，徑流量和洪峰流量增大，致使城市洪澇災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。僅2013年，全國(guó)就有234座城市遭受洪澇災(zāi)害，受災(zāi)人口1.2億，直接經(jīng)濟(jì)損失3146億元，而且由于城市設(shè)施復(fù)雜且恢復(fù)困難，洪水影響范圍遠(yuǎn)超出受淹范圍，其造成的間接損失甚至超過直接損失。

1.2 雨水污染問題

城市水污染的來源主要分為點(diǎn)源污染和面源污染，點(diǎn)源污染已經(jīng)隨著城市污水處理設(shè)施的完善已初步得到有效控制，而強(qiáng)降雨沖刷地表沉積物引起的面源污染則成為城市地表徑流污染的主要污染源。此外，我國(guó)大部分城市采用雨污合流的排水系統(tǒng)，由于建設(shè)中存在的混接，錯(cuò)接問題，導(dǎo)致污水溢流現(xiàn)象同樣嚴(yán)重。

2、低影響開發(fā)模式相關(guān)技術(shù)分析

城市雨洪管理不僅需要對(duì)于水量進(jìn)行控制，同時(shí)需要對(duì)于雨水徑流的水質(zhì)進(jìn)行管理。低影響開發(fā)（LID）模式模擬自然界的水循環(huán)過程，由集中處理轉(zhuǎn)為對(duì)雨水進(jìn)行分散就地處理。其根本目標(biāo)是通過模擬場(chǎng)地開發(fā)前的自然水文環(huán)境，保護(hù)、恢復(fù)場(chǎng)地原有自然景觀，達(dá)到維護(hù)及修復(fù)場(chǎng)地的水循環(huán)過程及其生態(tài)功能的目的，主要包含以下三種技術(shù)手段：

2.1 下凹綠地

下凹綠地是指高程低于周圍地面的綠地，使周圍地面徑流流入，利用綠地良好的入滲性增加雨水下滲，并利用綠地植物對(duì)雨水進(jìn)行凈化。城建過程中，通過合理調(diào)整面高程、綠地高程、雨水口高程，使雨水口坎高于綠地高程而低于路面高程，并將雨水口設(shè)置在綠地內(nèi)，這樣就形成下凹綠地。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）降低城市的洪澇災(zāi)害，增加雨水土壤入滲量，降低綠地的灌溉用水量。下凹綠地將大量的地表徑流滲蓄與綠地內(nèi)，減小洪峰流量。同時(shí)，綠地將大量的地表徑流轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥浪偷叵滤?，大大減少綠地的灌水量。

（2）減污、減淤、增肥。暴雨沖刷地表污染物進(jìn)入城市河湖是重要的面源污染過程，下凹綠地相當(dāng)一個(gè)沉砂池和污水處理系統(tǒng)，固體污染物絕大部分沉積在綠地內(nèi)，有機(jī)污染物在綠地內(nèi)得到凈化。有機(jī)污染物經(jīng)土壤微生物的作用，轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锏臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增加了綠地的土壤肥力。

2.2 透水鋪裝

透水鋪裝是指各種人工材料的透水地面，如皮草磚、透水面磚、多孔瀝青及透水性混凝土路面。透水鋪裝主要是由原土層、蓄水層、透水濾層和透水面構(gòu)成，滲透系數(shù)應(yīng)大于1×10-4m/s，蓄水層和透水濾層的滲透系數(shù)必須大于透水層的滲透系數(shù)，透水鋪裝的蓄水能力不宜低于2年重現(xiàn)期的60分鐘降雨量。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）有效降低雨水徑流，促進(jìn)雨水下滲，保存部分雨水，減少了總徑流量，使徑流峰值由于延時(shí)而被削減，顯著提高地區(qū)內(nèi)的雨水排放標(biāo)準(zhǔn)。透水鋪裝的徑流系數(shù)為0.3-0.5，對(duì)于排水來說，透水鋪裝成本比傳統(tǒng)不透水地面高出10%左右，但綜合考慮徑流量減少、地面集流時(shí)間而導(dǎo)致雨水管道長(zhǎng)度縮短及管徑減小，雨水系統(tǒng)的總投資可減少12%-38%。

（2）多孔瀝青及混凝土路面和透水面磚在內(nèi)部和表面易于附著細(xì)菌和藻類等，形成可棲息的生物膜，其中的好氧菌對(duì)雨水滲流具有凈化作用。

2.3 植草淺溝

植草淺溝是指種植植被的景觀性地表溝渠通過重力流經(jīng)收集雨水的排水系統(tǒng)，分為三種類型：標(biāo)準(zhǔn)傳輸草溝、干植草淺溝和濕植草淺溝。植草淺溝布置應(yīng)與自然地形相結(jié)合，進(jìn)行土方平衡計(jì)算，保證雨水重力流排放，并節(jié)省工程造價(jià)，且服務(wù)的匯水面積劃分應(yīng)使徑流量均勻，盡量考慮與其他雨水措施合理銜接。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）輸送雨水。植草淺溝在有些地方可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雨水管道，輸送雨水徑流，且建造費(fèi)用低，管理運(yùn)行簡(jiǎn)單，而用草覆蓋其表面，兼有一定的景觀效果。

（2）降低雨水徑流速度，保護(hù)土壤在大暴雨時(shí)不被沖刷，減少水土流失；削減洪峰流量，補(bǔ)充地下水。

（3）有效減小雨水徑流中的懸浮顆粒物和有機(jī)物等。植草淺溝的植物和種植土層類似于土壤滲濾系統(tǒng)，通過物理-化學(xué)-生物多重作用，去除徑流中的污染物，通常長(zhǎng)度約長(zhǎng)，停留時(shí)間越長(zhǎng)，處理效果越好。

結(jié)束語

總而言之，低影響開發(fā)模式所采用的三種技術(shù)，能夠有效的控制降雨洪水量、凈化徑流水質(zhì)。而且，建設(shè)費(fèi)用低，不占用額外土地，適用范圍廣，工程施工較為方便，可以統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)置，易于管理維護(hù)，是城市雨洪管理未來的發(fā)展方向。

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