基于低影響開發(fā)模式的城市雨水控制利用技術(shù)體系研究

聶 磊

大連市排水處

基于低影響開發(fā)模式的城市雨水控制利用技術(shù)體系研究

聶 磊

大連市排水處

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，大量耕地、林草地、森林等天然透水地面被城市道路、建筑物等不透水面代替，改變了天然狀態(tài)下的水文循環(huán)機(jī)制，引發(fā)了一系列的城市水問(wèn)題，如城市水環(huán)境惡化、城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)加大等。目前我國(guó)大部分城市雨水系統(tǒng)均為“快排”模式，降落到地面的雨水只能從管渠中集中排出。發(fā)生強(qiáng)降雨時(shí)，管道排泄能力不足，易導(dǎo)致城市內(nèi)澇。基于此，本文將著重分析探討基于低影響開發(fā)模式的城市雨水控制利用技術(shù)體系，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

低影響開發(fā)；城市雨水；控制；利用

引言

LID倡導(dǎo)從雨水徑流源頭實(shí)施控制，通過(guò)分散﹑多樣﹑小規(guī)模的技術(shù)措施，保持和恢復(fù)區(qū)域自然水文功能，通過(guò)入滲﹑過(guò)濾﹑存儲(chǔ)﹑蒸發(fā)和滯留等方式，實(shí)現(xiàn)維護(hù)水生態(tài)平衡和節(jié)約自然資源。相較于傳統(tǒng)雨洪管理的末端處理，LID從徑流源頭即進(jìn)行雨水管理，針對(duì)不同頻率降雨實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的源頭消納，超出部分再實(shí)施儲(chǔ)蓄利用或排放，“以留為主，安全利用”，實(shí)現(xiàn)多重調(diào)節(jié)，在一定程度上解決了初期雨水徑流污染，同時(shí)也減小了內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

1、雨水控制利用方式

1.1 入滲。雨水滲透技術(shù)是LID處理雨水的重要方式，以滲透補(bǔ)充地下水為主，同時(shí)有水質(zhì)凈化作用。通過(guò)雨水直接入滲，補(bǔ)充地下水，減少地表徑流，減輕市政管網(wǎng)排水壓力，緩解城市內(nèi)澇。入滲措施主要包括透水地面﹑滲透管渠﹑滲透井﹑滲透塘等。

1.2 截污。截污凈化技術(shù)以控制水質(zhì)為主，主要用于水質(zhì)預(yù)處理或基于不同回用目標(biāo)的深度處理，主要通過(guò)初期雨水棄流設(shè)施﹑沉淀池等措施進(jìn)行降雨徑流的截污凈化，其出水多集中處理后回用或直接排放。

1.3 滯留。滯留技術(shù)是典型的LID分散式雨水控制利用技術(shù)，主要利用植物和洼地滯留雨水，利用土壤和微生物的過(guò)濾﹑降解作用去除雨水中的污染雜質(zhì)，達(dá)到水質(zhì)凈化﹑美化環(huán)境等作用，占地面積一般較小。滯留設(shè)施主要包括綠色屋頂﹑下凹式綠地﹑雨水花園等。

1.4 貯存調(diào)蓄。貯存調(diào)蓄技術(shù)主要是利用天然形成或人工修建的蓄水空間，將雨水滯留或存儲(chǔ)，在時(shí)間和空間上為雨水資源再利用提供基礎(chǔ)，兼有峰值削減和補(bǔ)充地下水等作用。貯存的雨水可以直接用于城市綠化﹑消防﹑灌溉等。貯存調(diào)蓄技術(shù)措施主要包括屋面蓄水池﹑人工濕地﹑集水池等。

2、低影響開發(fā)模式的城市雨水控制利用技術(shù)

2.1 非工程技術(shù)

非工程技術(shù)狹義上為指導(dǎo)城市不同尺度的用地規(guī)劃﹑布局及豎向設(shè)計(jì)的方法，廣義上的非工程技術(shù)(也稱為非工程措施)還包括為保障雨水控制利用系統(tǒng)的有效實(shí)施而制訂的相關(guān)政策﹑法規(guī)和機(jī)制等。狹義上的非工程技術(shù)多適用于土地規(guī)劃或項(xiàng)目建議書/方案設(shè)計(jì)階段，目的在于減少直接與雨水口相連的不透水面積，增加雨水下滲量，并為后期工程技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造場(chǎng)地條件，非工程技術(shù)包括保護(hù)場(chǎng)地內(nèi)原有自然下墊面和排水通道﹑合理規(guī)劃場(chǎng)地豎向和綠地等透水區(qū)域的布局﹑最小化不透水面積﹑利用斷接技術(shù)使不透水面上的徑流雨水首先匯入透水區(qū)域等。

2.2 雨水過(guò)濾與自然促滲技術(shù)

透水鋪裝有透水性瀝青﹑透水地磚和鵝卵石鋪裝等，其具有良好的透氣﹑透水性，能夠促進(jìn)雨水快速滲入地下，削減洪峰，同時(shí)還具有過(guò)濾污染物﹑涵養(yǎng)水源，起到促滲﹑過(guò)濾﹑收集雨水的作用。已有的實(shí)驗(yàn)證明，可透水鋪裝對(duì)雨水徑流的削減能力可以達(dá)到40%-90%，比不透水鋪裝提高了10%左右，在城市暴雨時(shí)，對(duì)洪峰的削減能力為20%-80%。做好透水鋪裝工程，徑流削減和洪峰削減能力達(dá)到最大值時(shí)對(duì)于雨水的處理是極其有效的，因此，在鋪裝設(shè)計(jì)中，應(yīng)更多地使用透水材料，將其應(yīng)用到道路﹑廣場(chǎng)和停車場(chǎng)中。

2.3 雨水的收集再利用與調(diào)蓄技術(shù)

雨水花園也叫作生物滯留區(qū)，這一概念是在1990年由美國(guó)雨洪專家首次提出，目的是通過(guò)模擬自然滲透系統(tǒng)來(lái)控制城市雨水徑流。雨水花園的作用機(jī)理是：首先，由于其本身處于低洼地帶，利用周邊的高位地形將雨水匯集起來(lái)流入滯留區(qū)域；然后，通過(guò)雨水花園中的草本﹑地被﹑灌木和喬木等植物的截流，以及經(jīng)過(guò)土壤的過(guò)濾，減少水中的污染物以凈化水質(zhì)；再者，充分利用雨水徑流涵養(yǎng)水源以補(bǔ)充地下水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雨水的收集﹑儲(chǔ)存和再利用；最后，利用該自然循環(huán)的生態(tài)雨水系統(tǒng)合理處理城市降水以改善城市綠地環(huán)境。

調(diào)蓄池，是一種既能夠進(jìn)行雨水調(diào)節(jié)，又能夠儲(chǔ)存雨水的設(shè)施，可以實(shí)現(xiàn)雨時(shí)快速收集﹑雨后儲(chǔ)存凈化﹑旱時(shí)及時(shí)補(bǔ)充水源。在城市綠地規(guī)劃過(guò)程中，將下沉式雨水調(diào)蓄廣場(chǎng)﹑模塊式雨水調(diào)蓄系統(tǒng)﹑地下水調(diào)蓄池和城市廣場(chǎng)景觀以及道路景觀規(guī)劃相結(jié)合，不僅滿足城市道路和廣場(chǎng)基本的交通功能﹑文化娛樂(lè)功能，而且，能夠快速解決城市雨水問(wèn)題，使二者形成雨水處理的統(tǒng)一整體。在城市綠地的設(shè)計(jì)過(guò)程中，將調(diào)蓄池與露天劇場(chǎng)結(jié)合起來(lái)?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)計(jì)下沉式露天劇場(chǎng)，使其作為市民日?；顒?dòng)的開闊場(chǎng)地，降水時(shí)期，作為調(diào)蓄池收集﹑過(guò)濾和儲(chǔ)存雨水，并作為城市綠地水景景觀，一方面能夠作為活動(dòng)場(chǎng)所，另一方面成為控制雨水的調(diào)蓄設(shè)施并且也能滿足游人開展親水活動(dòng)。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著城市化程度越高，地面不透水率越大，降雨入滲量越小，其徑流系數(shù)與徑流深明顯加大。地表徑流量的增加加大了城市排水系統(tǒng)與雨洪調(diào)控設(shè)施的壓力。一味地通過(guò)提高市政設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)﹑增大排水管徑﹑增設(shè)排水泵站等，不但極大地增加了基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)于雨污合流的地區(qū)還將增加降雨時(shí)污水處理廠的負(fù)荷，仍將出現(xiàn)“逢雨必澇”“城內(nèi)看海”現(xiàn)象。為有效解決日益嚴(yán)峻的城市水環(huán)境問(wèn)題和內(nèi)澇災(zāi)害問(wèn)題，我國(guó)引入低影響開發(fā)雨洪管理策略作為一項(xiàng)新型的雨洪管理技術(shù)，以期減輕城市內(nèi)澇及雨水徑流污染，合理利用雨水資源。這也就要求我們?cè)谝院蟮膶?shí)際工作中必須對(duì)其實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步研究探討。

[1]王景.基于低影響開發(fā)(LID)理念的城市公園規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[D].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[2]王文亮，李俊奇，車伍，李小靜，任婕.城市低影響開發(fā)雨水控制利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[J].中國(guó)給水排水，2014，24：12-17.