海綿道路建設(shè)和徑流污染控制

李誠智，王玉超，吳松維

(衢州學(xué)院 建筑工程學(xué)院,浙江 衢州 324000)

1 引言

自改革開放以來，我國的經(jīng)濟和社會得到了快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化速度也隨之加快。但過快的城鎮(zhèn)化發(fā)展需求同傳統(tǒng)設(shè)計下的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境的承載力以及城市管理服務(wù)能力之間的矛盾日益突出。其中以水環(huán)境問題最為突出，比如城市內(nèi)澇、水資源環(huán)境污染、水質(zhì)性缺水等。

2015年財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開展中央財政支持海綿城市建設(shè)試點工作的通知》，支持各地積極地開展國家級海綿城市試點工作。目前我國已完成兩輪海綿城市申報，共有30個城市和地區(qū)成功入選。

由此可見，支持建設(shè)海綿城市是目前推進我國海綿城市總體規(guī)劃建設(shè)的一項重大任務(wù)，也是進一步解決加快推進城鎮(zhèn)化和充分利用環(huán)境保護水資源之間矛盾的重要手段和措施。

2 海綿城市建設(shè)特點

海綿城市的建設(shè)是我國傳統(tǒng)防洪排澇體系與當(dāng)代雨洪生態(tài)管理之間的一場博弈。由于我國目前傳統(tǒng)的城市道路大多采用不透水性的路面，其排水設(shè)計思路是通過利用城市路面的地勢高差使城市雨水在地面上產(chǎn)生徑流并收集，在雨水口收集后通過城市雨水管道直接排至水體。由于城市道路大多采用了硬化措施，雨水難以下滲，城市的雨水徑流會攜帶道路上的大量污染物，排入城市水體后，易造成嚴重的城市面源污染[1]。

因此，建設(shè)海綿城市的關(guān)鍵問題就是要考慮如何轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的排水思路。海綿城市的建設(shè)目的是讓現(xiàn)代化的城市生態(tài)環(huán)境像柔軟的海綿一樣，具有“彈性”和“韌性”，有效地減少城市現(xiàn)代化進程對生態(tài)環(huán)境的破壞和影響，降低面對暴雨等極端氣象時城市排水系統(tǒng)的壓力，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展[2]。

3 國內(nèi)外城市路面徑流污染控制研究現(xiàn)狀

發(fā)達國家對城市路面徑流源水體污染的控制和城市雨水管理措施方面的研究已開展有50多年。自1965年美國的水質(zhì)法案(Water Quality Act)頒布以后，美國環(huán)保局就率先在國際上開展了對美國城市的地表降雨徑流污染的調(diào)查數(shù)據(jù)分析。此后德國、法國、加拿大、日本、韓國等發(fā)達國家也對城市地表降雨徑流污染的特性與控制進行了大量研究[3～5]。

從目前美國城市政府對雨水資源管理的技術(shù)發(fā)展歷程和實踐來看，雨水資源管理的理念同樣也經(jīng)歷了從雨水排放控制到城市用水量的控制、水質(zhì)控制、生態(tài)保護等一系列的過程。20世紀(jì)50年代末，美國城市對雨水資源管理的理念也是“排放”，至20世紀(jì)70年代，逐漸地意識到“以排為主”的管理方式已無法從根本上有效地解決美國城市雨水管理過程中造成的城市受納水體污染、城市洪澇等一系列問題。因此，為了能更好地保護城市水環(huán)境，美國開始運用城市雨水的調(diào)節(jié)、滯留等最佳城市雨水管理技術(shù)(Best Management Practices，BMPs)，這些措施有效的削減了城市徑流源水體污染排放總量和峰值城市徑流量。20世紀(jì)90年代末，美國提出了全新的LID處理方法，其主要內(nèi)容是城市暴雨綜合管理和城市路面源徑流污染處理兩種技術(shù)。在城市道路徑流污染的管理與控制這一方面，我國國內(nèi)的相關(guān)理論和實踐經(jīng)驗都相對缺乏[7]。

4 海綿道路建設(shè)基本途徑

海綿道路的建設(shè)需要相關(guān)部門結(jié)合實地情況，在分析不同城市和地區(qū)的具體地理位置和現(xiàn)狀后，因地制宜的制定一個詳細的海綿城市建設(shè)規(guī)劃和方案，方案內(nèi)容應(yīng)從透水鋪裝城市綠化設(shè)施、下沉式城市綠地、滲井、溢流井、蓄水池、初期綠地以及雨水的凈化處理措施、植物、植被以及緩沖帶等方面綜合考慮，強調(diào)增加城市綠地和軟化改造，降低地面的硬化比例。

對雨水徑流實施控減的實質(zhì)是指有效控制雨水徑流。傳統(tǒng)鋪裝的不透水路面大大阻礙了雨水的滲透，建設(shè)海綿城市時應(yīng)盡量減少鋪裝這些透水性差的基礎(chǔ)設(shè)施，適量的增加綠地、滲井、濕塘等以綠地和滲透水鋪裝為主的基礎(chǔ)設(shè)施。除此之外，還應(yīng)合理地提高綠化比例，通過限流等措施讓被污染的降水較少地排入城市管道。在選擇植物時，盡量優(yōu)先選用根系發(fā)達、枝葉繁多、耐澇性和土壤耐旱性較強的本地水生植物，此類植物在本地的存活率更大，對于雨水的吸納更強，可以有效地控制和減少雨水進入地表徑流，植物的根系還能對雨水中的各種重金屬和陽離子起到很好的去除和凈化作用[8]。

5 相關(guān)案例分析——衢州學(xué)院圖書館海綿工程

衢州學(xué)院圖書館于2005年11月建成，它既是學(xué)校的圖書資料收集管理中心和全校的文獻資源信息管理中心，也是衢州學(xué)院的標(biāo)志性建筑物。

圖書館位于校園的正門口處，周圍地勢整體較為平坦，但由于學(xué)校圖書館的地下一層建筑為下沉式設(shè)計，地勢較校園周邊低，降水期間排水不暢,積水現(xiàn)象嚴重。

就下沉式圖書館廣場積水的問題，學(xué)校采取的改造方案內(nèi)容主要包括：一是提高四周的綠化率，保證雨水的有效利用；二是在大門位置設(shè)置跌水景觀(一種規(guī)則形態(tài)的落水景觀)，在降水期間通過設(shè)置消能調(diào)節(jié)池來直接達到降低雨水和地表匯入徑流流速的目的，消納地表匯入的徑流；三是在圖書館的北側(cè)設(shè)置了蓄水模塊調(diào)蓄池，蓄水處理模塊調(diào)節(jié)池的蓄水處理作用其實就好比一個巨大的位于地表低處的水桶，儲存了雨水和部分地表徑流，減少了地面的積水，自動凈化后的水資源可以直接作為灌溉用水。

在設(shè)計和利用海綿城市理念改造處理下沉式圖書館廣場積水的問題時，其處理措施很好地對應(yīng)了海綿城市“六字方針”中的“滲、滯、蓄”，改善了圖書館周邊的水生態(tài)環(huán)境。

6 結(jié)語

由于我國地勢大致西高東低，氣候復(fù)雜多樣，東南部地區(qū)由于受季風(fēng)氣候的影響，雨季起訖的規(guī)律性明顯，所以地區(qū)水資源的時空分布不均勻是無法逆轉(zhuǎn)的。因此，將海綿城市的建設(shè)理念充分運用到城市道路中，是有效地解決海綿城市雨水內(nèi)澇及城市路面徑流環(huán)境污染嚴重問題的最好方法和選擇。通過建設(shè)海綿城市，既能有效地提高對地區(qū)雨水的綜合利用率，也能維護城市周邊地區(qū)的水資源生態(tài)環(huán)境。