景琬茸 王美懿
摘 要:生物滯留池是低影響開發(LID)技術中應用最為廣泛的城市地表徑流控制措施之一,對徑流的凈化效果顯著。本文首先對生物滯留池的概念進行闡述,進而指出推進生物滯留池設施改進對現今海綿城市建設的重要性。通過對生物滯留池基本結構的深入剖析,充分認識到構成系統各組分的功能與材料選用,引出后續對生物滯留池優勢以及局限的討論。最后,總結分析上中下篇各項海綿城市低影響開發措施。
關鍵詞:海綿城市,凈化技術,LID措施
1凈化技術
雨水蓄存技術指將雨水徑流貯存于不透水構筑物內,用以日后的綠地澆灑、植物灌溉等補充用水或作為應急水源。由于雨水徑流中夾雜、溶解了部分污染物質,因此在雨水徑流進入蓄存設施前,以及從蓄存設施取水回用時都應對雨水水質進行凈化處理。雨水凈化技術包括初期雨水棄流裝置和雨水沉沙、過濾、消毒裝置等。
1.1生物滯留池的概念
生物滯留池是依據森林生態系統中枯枝落葉層在水文循環中的作用而設計的一種滯蓄雨水徑流、減少水質污染的結構型雨水控制設施,主要布設在地形低洼處,由植物、土壤和微生物組成。雨水降落到地表時先經過植物截留然后下滲到土壤中經過生物滯留池,先后通過物理作用過濾固體顆粒,化學作用吸附沉淀可溶性污染物和重金屬離子以及生物作用降解烴類有機質,最后在底部的排水管收集實現雨水的回收再利用。生物滯留池的基本構造可分為七層,分別為植被緩沖過濾層、蓄水層、覆蓋層、種植土層、人工填料層、排水層。緩沖帶的設立是為了防止雨水沖刷造成大量水土流失。過濾帶有效減緩徑流流速并對徑流中攜帶的固體顆粒進行精細過濾。蓄水層有一定的沉淀作用和蓄水效果,主要去除懸浮顆粒、部分有機物和重金屬離子并在降水充足時期積蓄大量雨水。覆蓋層的設置一般在表面鋪設50-100毫米厚度的樹皮或樹葉,在有效防止水土流失的同時為微生物發生化學作用降解雨水中的氮磷污染物提供適宜的環境。種植土層一般選用砂、本土混合配比。本土土壤既適宜種植植物的生長,又降低了建設成本,而砂的選用提高了雨水的滲透率,有助于植物根系的伸長和周圍微生物的生物作用。人工填料層一般選用具有較好吸附作用的生物活性炭過濾和吸附污染物。排水層主要是輸送凈化處理后的雨水到排水管中收集。根據相關規范應當選用直徑不超過50mm的礫石和埋藏直徑50-100mm穿孔排水管。
1.2生物滯留池的優劣勢比較及實例
生物滯留池可有效調控地表徑流,消減徑流總量和延緩徑流峰值,并且削減面源污染,改善水環境質量,緩解城市熱島效應。滯留池設施造型各異,方便與周邊景觀相融合。滯留池只能提供有限的徑流控制,適用于較小流域面積,如果流域匯水面積過大,大量地表徑流無法快速下滲和蓄存,可能會使其功能喪失。為滿足某一地區地表徑流攔截要求,可能需要大量鋪設生物滯留池,占用空間多,經濟成本負擔加重。生物滯留池多次處理雨水后,凈化處理的顆粒、沉淀物堆積可能會堵塞部分內部結構造成功能喪失,而且維修成本高昂。在維護管理方面缺乏指向性的法律法規標準。現階段我國關于海綿城市的建設缺乏全面詳統一的規范標準,最多也只是闡明海綿城市建設的設計及規范、建設標準。
蒙特利爾市菲利普-拉赫爾特公園建造的生物滯留池對高壓電線下方的大片區域進行綠化,讓動物、鳥類和昆蟲重新獲得它們失去的棲息地,同時也為處在瀝青森林中的市民呼吸新鮮空氣,打造一條充滿綠色氣息的生物回廊。
2各項措施分析
海綿城市建設的低影響開發措施包括:生態植草溝、下凹式綠地、雨水花園、綠色屋頂、地下蓄滲、透水路面、生物滯留池等。這些技術手段結合本地實際被運用在各城市的海綿建設和改造中。不管是新城市還是老城區,建設海綿城市,植入海綿城市的理念,是未來建設的必然方向,綠水青山就是金山銀山。共建海綿城市,共享鳥語花香。
滲透技術主要包括建設或改造建筑小區綠色屋頂、可滲透路面及自然地面等工程,主要目的是從源頭減少徑流,凈化初雨污染。調蓄技術主要包括建設下凹式綠地、植草溝、調蓄池,主要目的是延緩徑流峰現時間。存蓄技術主要包括保護、恢復和改造城市建成區內河湖水域、濕地并加以利用,因地制宜建設雨水收集調蓄設施等,主要目的是降低徑流峰值流量,為雨水利用創造條件。凈化技術主要包括建設污水處理設施及管網、綜合整治河道、建設沿岸生態緩坡及開展海灣清淤,主要目的是減少面源污染,改善城市水環境。傳輸技術主要包括村莊雨污分流管網改造、低洼積水點的排水設施提標改造等,主要目的是使城市豎向與人工機械設施相結合、排水防澇設施與天然水系河道相結合以及地面排水與地下雨水管渠相結合。后續使用主要體現在綠化澆灌、道路沖洗、洗車、冷卻用水、景觀用水等。
結語:
海綿城市低影響開發措施是要從源頭減少徑流、凈化初雨污染,延緩雨水峰值出現時間,降低峰值流量、為雨水利用創造條件,減少污染、改善城市水環境,合理利用雨水、提升城市環境品質,減少內澇、提升城市應變能力。在新形勢下,海綿城市是推動綠色建筑建設,低碳城市發展,智慧城市形成的創新表現,是新時代特色背景下現代綠色新技術與社會、環境、人文等多種因素下的有機結合。
海綿城市建設應遵循生態優先等原則,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和凈化,促進雨水資源的利用和生態環境保護。建設“海綿城市”并不是推倒重來,取代傳統的排水系統,而是對傳統排水系統的一種“減負”和補充,最大程度地發揮城市本身的作用。在海綿城市建設過程中,應統籌自然降水、地表水和地下水的系統性,協調給水、排水等水循環利用各環節,并考慮其復雜性和長期性。
參考文獻:
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[3]車生泉,謝長坤,陳丹.海綿城市理論與技術發展沿革及構建途徑[J].Sponge City, 2015(06).
作者簡介:
景琬茸(2000.11.22-)女,漢族,陜西省榆林市,本科生,研究方向:水文與水資源工程;
王美懿(2002.10.14-)女,漢族,黑龍江省嫩江市,本科生,研究方向:水文與水資源工程。