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      基于LID技術(shù)解決城市內(nèi)澇問題的研究

      2018-04-27 11:24:20萬瀚棟蔣琳琳
      世界家苑 2018年3期
      關(guān)鍵詞:內(nèi)澇海綿城市天津

      萬瀚棟 蔣琳琳

      摘 要:近年來城市洪澇災(zāi)害頻發(fā),洪澇災(zāi)害在影響人們?nèi)粘I畹耐瑫r也給城市帶來不可估量的財(cái)產(chǎn)損失,為解決城市內(nèi)澇帶來的洪澇災(zāi)害問題,國家根據(jù)社會需要提出海綿城市的方案。本文以天津市為例,闡釋并探討海綿城市專項(xiàng)規(guī)劃編制的技術(shù)思路和要點(diǎn),尤其是如何結(jié)合天津市自身?xiàng)l件和問題特點(diǎn),形成切實(shí)可行的技術(shù)路線和針對性策略措施,希望能為業(yè)界規(guī)劃編制、管理工作提供參考。

      關(guān)鍵詞:海綿城市;內(nèi)澇;天津

      一、前言

      隨著我國城市化的快速發(fā)展,城市內(nèi)澇與水資源短缺的矛盾不斷加深,“汛澇枯旱”現(xiàn)象日趨常見;同時還存在水資源污染嚴(yán)重等一系列問題。為解決上述問題國家提出建設(shè)“海綿城市”這一構(gòu)想,并發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》[1],隨后各地開始仿照國外建設(shè)海綿城市的措施,建設(shè)城市“海綿”。

      海綿城市這一概念的最早由印度國際水管理研究所HughTurra在2005年提出,后由國際相關(guān)組織積極倡導(dǎo),各國技術(shù)人員不斷發(fā)展和完善,國外對城市水系管理積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成熟的做法,同時把海綿城市建設(shè)作為新興水生態(tài)城大力推進(jìn);就我國海綿城市研究來說,技術(shù)明顯不足,各地建設(shè)一味模仿使用國外建設(shè)措施,未進(jìn)行實(shí)際效果的可行性分析,在建設(shè)中具有盲目性,雖投入了大量人力、物力和財(cái)力,但實(shí)際效果并未達(dá)到預(yù)期效果,同時評估系統(tǒng)尚未完善[2]。

      二、天津市區(qū)域概況

      天津市處于華北平原的東北部,是海河流域五大支流的匯流處和入???。地勢平坦低洼,主要有兩大水系。天津地區(qū)河流水文特征主要表現(xiàn)為地表水徑流總量較小,河道徑流量年際變化大的特點(diǎn)[3]。隨著城市的發(fā)展,伴隨著人口的持續(xù)增長,房屋和道路等不透水面積劇增。城市化前、后年降雨量比較,降雨強(qiáng)度變大,這是因?yàn)槌鞘谢淖兞嗽械奈镔|(zhì)、能量交換過程,從而導(dǎo)致城市降雨度的變化,其中夏季降雨強(qiáng)度變化最為明顯。

      三、天津市內(nèi)澇成因分析

      (1)降雨量年際分布不均,汛期暴雨頻率集中,降雨強(qiáng)度大

      根據(jù)1956年-2003年的年降雨量數(shù)據(jù),天津市多年平均降雨量約為570mm,多年平均降水強(qiáng)度約為12.3mm/d [4]。天津受季風(fēng)影響明顯,使降水量在一年內(nèi)時間分配不均勻。7-8月份的降雨較多,1-5月份以及10-12月份降水偏少,較為干旱。

      (2)城市化嚴(yán)重,不透水面積占比較大,城市滲水能力不足

      近來年隨著天津城市化進(jìn)程的加快,城市道路,住宅區(qū)等硬質(zhì)地面的不斷拓寬使不透水面積大幅上升,城市地面滲透量明顯下降,城市化前后地面和地下徑流流量變化明顯。

      (3)排水管網(wǎng)老化,排水能力不足

      天津市雨水排水管網(wǎng)在建設(shè)之初,建設(shè)采用的暴雨重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)偏低(一般是1年),雨水排水管道管徑偏小,隨著天津的不斷發(fā)展,下墊面的不斷變化,徑流量的不斷上升,雨水排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)逐年增加,排水管網(wǎng)不能將雨水及時排出,加重了城市內(nèi)澇問題。降雨頻繁期間,城市雨水排水管網(wǎng)輸水壓力過大,會發(fā)生一場降雨的雨水還未排凈,又發(fā)生另一場降雨,徑流量超出雨水排水管網(wǎng)的最大負(fù)荷能力,從而導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重[5]。

      綜上所述,天津市內(nèi)澇主要成因是硬化面積增大,排水設(shè)施不完善,因此從因地制宜的角度出發(fā),應(yīng)該重點(diǎn)解決這兩點(diǎn)主要問題。但是由于天津市城區(qū)硬化面積占總面積比重已經(jīng)達(dá)到很高比例,從可行性角度分析,很難解決大面積硬化問題,而整體管網(wǎng)改造代價較大,很難實(shí)行。

      四、各項(xiàng)LID措施可行性討論

      (1)儲存技術(shù)

      儲存分為地表和地下式兩種,地上式需占用可利用土地以儲水,地下式節(jié)省地表空間,更適用于天津室內(nèi)可利用土地少的情況。且天津市公園較少,面積較小,分布不均且分散,新建建造費(fèi)用高,不利改造為規(guī)劃性雨水花園,故地下儲存是適合于天津的合理措施。

      (2)傳輸技術(shù)

      植草溝或滲渠等措施也需要占用較多地上空間,且需要近處有細(xì)支河流或湖泊作為接納場所,天津僅海河一條主河道,條件有限。但就地下儲水來講,可以用傳輸技術(shù)輔助協(xié)調(diào)水量。

      (3)滲透技術(shù)

      滲透技術(shù)通過處理迎水表面,增強(qiáng)表面滲水能力達(dá)到減少地表徑流,減緩洪澇,比如綠色屋頂,可以處理屋頂積水,但是造價較高,維護(hù)不便故費(fèi)用較高,且天津所處北方冬季嚴(yán)寒,夏季酷暑,沒有較合適的植物長期生長條件,不能作為天津改造措施。而透水鋪裝和下沉式綠地可以針對天津洪澇重災(zāi)區(qū)局部改造,費(fèi)用低且效果好,地表污染物去除率高,且天津?qū)儆谖覈Y源缺乏地區(qū),滲透技術(shù)也能有效補(bǔ)充地下水位,適合天津市的客觀條件。

      五、天津市城區(qū)改造方案

      基于天津氣候水文特點(diǎn),綜合海綿城市中低影響開發(fā)的(LID)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),擬設(shè)計(jì)了一種較為適合解決天津市內(nèi)澇情況的處理方案(圖2)。

      該方案綜合考慮透水鋪裝,下沉式綠地,地下儲水這三種較適宜天津使用的技術(shù),結(jié)合天津的市區(qū)概況,選取路邊人行橫道區(qū)域作為改造對象,增強(qiáng)路上地表徑流的處理能力及儲存滲透能力。機(jī)動車道不便改造,故未做整改,而路邊綠化帶及人行道改造不會過多影響交通,且整改時間較短,方便整改。

      圖中排水管道為儲水裝置,且街道于街道連通,以平衡水量。且底部與土壤直接相連,儲水可直接滲透入地下,補(bǔ)充地下水位。綠地上孔高于綠地表面為了避免大體積污染物等進(jìn)入,堵塞管道,也可充分發(fā)揮植物層的緩沖輔助滲透作用。且干旱情況下可使用儲水管道中的存水澆灌路邊植物。機(jī)動車道邊緣與植物分隔處僅起分隔作用,需多設(shè)孔洞使水流入植物區(qū),達(dá)到路面排水的目的。

      五、結(jié)論

      本文在大量查閱海綿城市建設(shè)措施及國內(nèi)外城市雨水管理理念,選用天津作為研究對象,針對我國城市化區(qū)域和相應(yīng)降雨特征,探討關(guān)于如何科學(xué)系統(tǒng)的處理雨水,并從降雨、水文情況、滲水等方面了分析天津內(nèi)澇的成因,通過海綿城市在已有案例中對比各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),針對天津的實(shí)際情況,提出建立基于因地制宜理念的城市可持續(xù)雨水管理措施,通過廣泛討論城市內(nèi)澇問題的成因,結(jié)合各項(xiàng)海綿城市建設(shè)措施的特點(diǎn)及適用性,因地制宜的采取措施解決相應(yīng)城市的城市內(nèi)澇問題。并且應(yīng)當(dāng)以最適合的措施為主導(dǎo),其他技術(shù)為輔助,不能期望僅僅單獨(dú)使用某一項(xiàng)技術(shù)就能達(dá)到所預(yù)期的防澇效果。在確定研究問題之后,深入探討了問題待解決的迫切性,之后調(diào)查城市概況得出內(nèi)澇發(fā)生的原因,并結(jié)合海綿城市的各項(xiàng)舉措,設(shè)計(jì)針對該城市內(nèi)澇主要原因的方案。

      參考文獻(xiàn)

      [1]賈馥冬,楊雪倫.海綿城市的規(guī)劃探索--以天津?yàn)I海新區(qū)為例[J].城市規(guī)劃.2015,(10):44-47.

      [2]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南[Z].2014.

      [3]陳彥熹.基于LID的城市化區(qū)域雨水排水系統(tǒng)規(guī)劃方法研究[D].天津:天津大學(xué).2013.

      [4]李凱歷.LID理念下的天津新八大里場地規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[D].北京:北京林業(yè)大學(xué).2016

      [5]謝映霞.從城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)看排水規(guī)劃的發(fā)展趨勢[J].城市規(guī)劃,2013,37(2):45-47.

      (作者單位:天津大學(xué)仁愛學(xué)院)

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