低影響開發技術的若干方式及特點探討

黃 勤

(合肥市濱湖新區建設投資有限公司，安徽 合肥 230001)

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低影響開發技術的若干方式及特點探討

黃 勤

(合肥市濱湖新區建設投資有限公司，安徽 合肥 230001)

根據建設海綿城市遵循的與自然和諧共處的低影響發展模式，介紹了海綿城市建設中低影響開發措施的設計要點，并結合合肥當地的情況，提出其低影響開發設施建設的建議及注意事項，以期為類似低影響開發的工程設計和施工提供參考。

海綿城市，低影響開發，雨水花園，植草溝，綠色屋頂，滲透路面

1 海綿城市建設與低影響開發技術

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，建設海綿城市遵循的是與自然和諧共處的低影響發展模式。低影響開發模式是20世紀90年代末發展起的暴雨管理和面源污染處理技術，旨在通過分散的，小規模的源頭控制來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制，使開發地區盡量接近于自然的水文循環。

低影響開發強調以生態系統為根基，盡可能減少城市建設對原有自然地表徑流的影響，提倡將雨洪管理的起始點提前至徑流源頭，模擬蒸發、過濾、滲透、貯留等自然界的雨水傳輸路徑(見圖1)。根據實驗資料數據，低影響開發模式可減少約30%～99%的暴雨徑流，并延遲約5 min～20 min的徑流峰值，還可有效去除徑流中的磷、氮、油脂等污染物，有效中和酸雨，是城市可持續發展的核心技術之一。

低影響開發技術一般利用雨水花園、植草溝、綠化屋頂、滲透路面、雨水桶下等分散式生態措施，消納和減排雨水，減少雨洪期市政管網的壓力，降低城市洪災風險。

2 雨水花園

雨水花園可有效地控制徑流污染、削減徑流流量和峰值流量，其常見位置為:1)樹井、路邊的盒狀低洼綠地單元、低洼的公路隔離帶、車道周邊；2)公寓大樓、住房小區、商業、工業及公共建筑范圍內的景觀區；3)小區停車場附近獨立的低洼綠地；4)在屋檐、屋頂，特別在大型商業建筑區和停車場的大型盆栽。其特點及功能如表1所示。

3 植草溝

植草溝常用于雨洪控制、處理工程的預處理設施，可延長水力停留時間，從而削減洪峰，也能通過滲透作用削減水量，凈化水質。較常用于公園、道路邊、私人景觀區等處。

植草溝的設計參數主要包括水力停留時間、植草溝長度、最大允許流速和縱向坡度等；有關研究結果表明：當植草溝的水力停留時間為5.5 min,7 min,10 min,18 min時，其相應的污染物去除率分別為48%,70%,67%和80%。當植草溝的長度從30 m增加到60 m后，SS、碳氫化合物及重金屬的去除率分別增加了20%，25%和46%～67%。

通過對植草溝在道路地表徑流傳輸入滲過程中的模擬研究表明：降雨歷時越短、降雨強度越低，植草溝的調蓄能力發揮越好，降雨強度相對降雨歷時來說對植草溝傳輸入滲能力的影響更大；植草溝對氨氮、總磷、COD的去除率分別為10%～20%,15%～35%,20%。植草溝的設計要點如表2所示。

表2 植草溝的設計參數

堵塞是植草溝日常運行中需注意的問題，由于沉積物堵塞土壤孔隙，在運行一段時間后的滲透系數降低。在入流一定的情況下，植物根系越厚實，溝渠面積越大，堵塞越不容易發生。

4 綠色屋頂

綠色屋頂適合改建、重建以及新建建筑，能夠應用于車庫和大型工業、商業和公共建筑。綠色屋頂在不滲透面積比例較大的高度城市化的區域效果更加明顯。一般情況下，綠色屋頂在夏天可滯留70%～90%的降雨，冬季可滯留25%～40%的降雨量。綠色屋頂的基本組成：1)能夠支撐綠色屋頂系統重量的屋頂結構；當樓板設計載荷在200 kg/m2以下，從安全角度考慮不宜進行屋面綠化。屋面樓板設計荷載大于350 kg/m2以上時，可以選擇適當綠色植被進行屋面綠化改造；2)保護建筑和屋頂結構的防水材料；3)由多孔介質組成的排水層，并能有助于植物的吸水；4)土工合成材料層，用來組織顆粒較小的土壤堵塞多孔介質；5)適合屋頂植物生長的土壤層，考慮到屋頂載荷和植物對營養的需求，通常采用輕質改良土壤；6)能夠適應屋頂環境并且根系較淺的植物。

綠色屋頂設計與施工時應考慮如下幾個方面：1)屋面有坡度時，1∶12～5∶12的坡度比較適合，有利于徑流通過重力排出；當坡度較大時，應具有防土壤侵蝕的措施。2)屋頂結構應有足夠的載荷能力，屋面各孔口最好使用石塊等防護材料堆積在周圍。3)屋面必須設置防水層，并且在繼續施工前進行完全的防水測試。4)排水層可使用礫石等材料，深度由屋頂載荷能力以及設計綠色屋頂保水量決定，一旦綠色屋頂排水層孔隙飽和，過多的徑流通過傳統的屋頂排水系統排出。5)考慮到屋頂載荷問題，綠色屋頂的土壤不能過重，且具有足夠的養分供植物生長需要。6)屋頂花園必須設防護措施，以防人、物墜落。

5 其他技術方式

5.1 滲透路面

滲透路面主要應用于工業區、商業區和居民區的停車場、人行道以及非機動車道等，較不適宜高速公路等交通負荷量較大的道路。透水路面的應用主要包括以下方面：1)降低路面的徑流系數；2)減小地面徑流污染；3)降低道路的熱島效應；4)提高城市路面的使用性；5)補充地下水并保障水質。Ferguson對透水地面徑流系數的研究表明：剛鋪設的透水路面徑流系數為0.12～0.40，使用3年～4年后，其徑流系數仍保持在0.18～0.29。

滲透路面建設應注意以下幾個方面：1)滲透路面適合人行道以及低速、交通量不大的區域；2)確保當地土壤有足夠的滲透能力；3)因透水鋪裝的優良性狀是靠空隙滲水來實現的，故需確保滲透路面周圍的滲透系統有足夠的抗堵塞能力；4)具有一定的抗凍能力。

5.2 雨水桶

雨水桶具有一定的滯蓄庫容，常用于高度城市化及人口密集的地區，這些地區往往沒有空間發展其他低影響開發技術，也可用于綠色建筑等，減少市政給水的消耗。雨水桶的徑流削減效果與其布設位點、容量有效利用、降雨強度等均有關，優點是占地小，投資省，維護方便。

雨水桶的位置選擇：1)雨水桶應設置在水平位置，且不易下陷、侵蝕和傾倒；2)地下雨水桶應離建筑物至少3 m，應防止雨水桶滲漏，破壞地基；3)雨水桶離地面越高，就有越多的壓力可用，儲蓄的水可通過重力流進入灌溉系統或渠道等；4)若雨水桶安裝在地下室，需安裝抽水系統;5)如果空間允許，可在屋頂安裝雨水桶，便于利用重力流。

雨水收集系統基本組成部分應包括：1)收集雨水的不滲透表面，如屋頂等；2)收集和傳輸屋頂等收集區域雨水的設備與裝置；3)用于濾去碎片等雜物的格柵裝置；4)可移動的桶蓋或入口等裝置；5)溢流管；6)出水口；7)當重力流無法傳輸雨水時，可考慮安裝泵。

6 討論與建議

合肥市位于中緯度地區，地處濕潤帶和過渡帶，降水量受地形及水汽來源影響，面上分布不均，總趨勢是南多北少，西多東少，多年平均降水量970 mm。合肥市年內降水大部分集中在汛期5月～9月，汛期降雨量占全年降雨比例60%以上。合肥市土質特點明顯，土壤中粘土含量較高，其滲透性能較差。

目前，針對合肥當地的低影響開發措施的研究相對較少。合肥市的屋面雨水水質總體較為良好，建議屋頂綠化的雨水經截污棄流裝置將初期雨水棄流后，經蓄水池沉淀、過濾、消毒后進行城市雜用回用(綠化、灌溉和沖洗道路等)。初雨沖刷導致道路水質總體相對較差，建議在人行道、非機動車道下鋪設透水鋪裝，道路采用透水路面。綠地系統建議采用植草溝+雨水花園+下凹式綠地的LID組合模式，且考慮到合肥市的土壤特性，滲透系數小，無法滿足雨水花園的滲透速率設計要求，建議采用改良的土壤基質。

合肥市城區的雨水管道建設設計重現期標準較低，雨水花園、植草溝、綠色屋頂、滲透路面相結合的低影響開發技術組合模式可有效緩解城市內澇、削減城市徑流污染負荷。建議加快對合肥市不同類型的典型下墊面的土層、厚度、滲透能力、雨水水質等基礎數據的收集及雨水利用的綜合措施的技術規范編制，深入探討適合合肥本地特點的優化設計，加快低影響開發系統示范區的建設，開展雨水花園、綠色屋頂、透水鋪裝(停車場)、雨水調蓄利用等示范工程的建設。

[1] 林 琳.低影響開發技術設計要點[J].中國市政工程,2013(Z1):137-138.

[2] 王建軍,李 田.雨水花園設計要點及其在上海市的應用探討[J].環境科學與技術,2013,36(7):164-167.

[3] 羅紅梅,車 伍,李俊奇,等.雨水花園在雨洪控制與利用中的應用[J].中國給水排水,2008,24(6):48-52.

[4] 唐雙成,羅 紈,賈忠華,等.雨水花園對暴雨徑流的削減效果[J].水科學進展,2015,26(6):787-794.

Inquiry on various low-influence developing technologies and features

Huang Qin

(HefeiNewBinhuRegionConstructionInvestmentCo.,Ltd,Hefei230001,China)

According to low-influence development pattern of mutual development between spongebob city and nature, the paper introduces design points of low-influence development measures in spongebob city construction, and puts forward low-influence developing facility building suggestions and matters by combing with local Hefei conditions, with a view to provide some guidance for similar low-influence development engineering design and construction.

spongebob city, low-influence development, rainwater garden, grass ditch, green roof, permeable pavement

1009-6825(2017)11-0134-02

2017-02-09

黃 勤(1968- )，女，高級工程師

TU991.114

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