武漢市低影響開發(fā)雨洪管理的前景分析

杜 巍，金進(jìn)峰

（中國石油化工股份有限公司武漢分公司，湖北 武漢 430082）

1 低影響開發(fā)概述

我國很多城市同時(shí)面臨缺水和洪澇災(zāi)害的威脅，同時(shí)水環(huán)境保護(hù)的要求也日益得到重視，這些都是城市水資源綜合利用重點(diǎn)解決的問題。“低影響開發(fā)”（Low Impact Development，LID）最初是美國20世紀(jì)90年代提出的關(guān)于雨洪管理的新理念和技術(shù)體系；它的基本理念是盡可能在源頭上處理好水資源，減少對(duì)原有水文條件的破壞，也就是從水資源的角度來指導(dǎo)城市的設(shè)計(jì)和開發(fā)。在這一概念的指導(dǎo)下，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始了這方面的研究和工程建設(shè)，在美國環(huán)保局（USEPA）開發(fā)的SWMM模型中，有專門的模塊對(duì)應(yīng)于LID 的應(yīng)用情況［1］。

在解決城市水資源問題上，LID的概念和技術(shù)在我國也逐步出現(xiàn)迅速發(fā)展的勢頭。從應(yīng)用形式看，主要包括以下幾個(gè)方面。

1.1 道路綠化帶雨水處理及收集

降雨在道路上匯集成雨水徑流，進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)，經(jīng)過過濾、沉降、吸附、離子交換等作用去除雨水徑流中的大顆粒雜質(zhì)（樹葉、碎石等）、碳?xì)浠衔铮ㄓ?、橡膠顆粒等）等污染物質(zhì)后，通過管道直接排入附近的河道、溪流等水體中。

1.2 綠地雨水處理及收集

對(duì)于較大面積的綠地，建成下凹式綠地及雨水盲溝，收集雨水后進(jìn)行處理，用于澆灑綠地、清洗道路等用水，對(duì)于暴雨產(chǎn)生的過量雨水通過無動(dòng)力設(shè)備排入附近的雨水管渠。

1.3 屋頂雨水的收集與綜合利用

在建筑屋檐落水下的地面上設(shè)置高位花壇，將雨水收集后導(dǎo)入附近的綠地中，雨水流經(jīng)高位花壇進(jìn)行滲透凈化，而后與道路雨水一起通過低綠地，流入滲透淺溝；雨量較大時(shí)，雨水沿著淺溝進(jìn)入滲渠繼續(xù)下滲；超過滲透能力的雨水再排入集水塘或人工湖，即“高花壇＋低綠地＋淺溝滲渠滲透”的形式。

1.4 下沉式廣場雨水的收集與綜合利用

對(duì)于下沉式廣場采用透水性鋪裝，同時(shí)建立雨水收集系統(tǒng)。少量雨水通過透水鋪裝下滲，暴雨時(shí)，一部分雨水通過專設(shè)管道進(jìn)入雨水儲(chǔ)水系統(tǒng)，對(duì)雨水進(jìn)行收集利用，過量雨水就近排入市政雨水管道。

1.5 大面積匯水區(qū)域雨水的收集與綜合利用

對(duì)于具有大面積匯水區(qū)域場地，如廣場、停車場、運(yùn)動(dòng)場等，可以建立一套完整的雨水收集、處理、利用方案。

總的來看，LID是在雨水徑流的源頭或上游就形成對(duì)雨水的處理和截流，從而削減下游的雨水量和雨水徑流中污染物的含量，減小對(duì)市政排水系統(tǒng)的依賴性，從另一個(gè)角度提升排水系統(tǒng)的總體處理和容納能力，同時(shí)保護(hù)水環(huán)境。

2 武漢市的水資源特點(diǎn)和亟待重點(diǎn)解決的問題

最近幾年，隨著城市化進(jìn)程，武漢市和全國很多城市一樣，每到汛期城市排水系統(tǒng)都要經(jīng)受嚴(yán)峻的考驗(yàn)。特別是2011年6月18日的一次特大暴雨，導(dǎo)致市區(qū)發(fā)生嚴(yán)重漬水，多處交通中斷。事后的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，該暴雨在武漢的主城區(qū)共有88處漬水點(diǎn)，分別是漢口地區(qū)28處、漢陽地區(qū)8處、武昌地區(qū)52處。從漬水的類別分析，地勢低洼、系統(tǒng)不完善導(dǎo)致的漬水占64處，另外工地施工導(dǎo)致的積水12處，立交橋、涵洞導(dǎo)致的積水8處，設(shè)施陳舊、不完善導(dǎo)致的積水4處。

對(duì)這次城市內(nèi)澇，漬水分布之廣泛，直接原因類別之繁多，很多問題值得反思。除了降雨雨量大、強(qiáng)度大、超過了城市排水設(shè)施現(xiàn)有的承受能力以及部分在建骨干項(xiàng)目未發(fā)揮作用，這樣一些客觀原因之外，還有一些較深層次的原因，例如：排水標(biāo)準(zhǔn)偏低；老社區(qū)、立交涵洞、低洼地仍是排水薄弱環(huán)節(jié)；部分在建工程對(duì)現(xiàn)有排水管網(wǎng)設(shè)施造成的破壞不容忽視；管理調(diào)度水平有待提高。

如果簡單地采取一些方法，例如：加大部分管段的管徑、加大排水泵站的裝機(jī)容量，雖然能解決一些問題，但是不一定是最有效的。按照低影響開發(fā)的觀念，解決雨洪問題的重點(diǎn)不是這樣一些傳統(tǒng)的工程措施，必須結(jié)合武漢市的水資源特點(diǎn)和現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的狀況尋找出路。

2.1 武漢市的水資源特點(diǎn)

2.1.1 水資源量相對(duì)豐富

武漢的江河湖泊所占面積大，而且地下水位較高，水資源量相對(duì)豐富。因此在城市水資源利用中的主要矛盾是水質(zhì)問題，同時(shí)伴隨著防汛和防內(nèi)澇問題。

2.1.2 市內(nèi)湖泊眾多

市內(nèi)的湖泊給雨水的蓄滯提供了天然條件，同時(shí)對(duì)湖泊水環(huán)境的保護(hù)、水量的變化和調(diào)節(jié)也提出了新的問題和要求。這時(shí)，對(duì)雨水的蓄滯主要不是用來補(bǔ)充水量不足，而是為了削減洪峰流量、削減雨水徑流中挾帶的污染物，防止這些污染物流入市區(qū)內(nèi)的湖泊。由于初期沖刷挾帶的污染物占全部徑流挾帶污染物的絕大部分，因此收集、處理初期雨水，防止污染擴(kuò)散，也就成為重點(diǎn)問題。保護(hù)湖泊水環(huán)境，比雨水直接、間接地利用更有現(xiàn)實(shí)意義，在這一點(diǎn)上武漢有別于很多資源性缺水的城市。

2.1.3 新舊城區(qū)開發(fā)程度差別大

舊城區(qū)聚集了大量的工商業(yè)和居住人口，開發(fā)程度高，是洪澇災(zāi)害的重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域，同時(shí)原有的城市規(guī)劃，沒有為雨水的下滲和儲(chǔ)存利用留下足夠的空間。因此，老城區(qū)在解決雨水問題上，所受約束較多。新城區(qū)開發(fā)程度低，用地約束較寬松，如果開發(fā)密度控制合理，可以對(duì)水的重復(fù)利用給予全方面的考慮［2］。

2.2 低影響開發(fā)的前景和建議

2.2.1 區(qū)別對(duì)待新舊城區(qū)的雨水排水系統(tǒng)

在中心城區(qū)（舊城區(qū)）基本保留傳統(tǒng)排水系統(tǒng)和技術(shù)，有條件時(shí)將完全的合流制系統(tǒng)改造為截流式合流制，并維護(hù)管理好現(xiàn)有的水工程設(shè)施，及時(shí)更新改造。一般地，傳統(tǒng)排水技術(shù)與已有的城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)基本相適應(yīng)，并已經(jīng)十分成熟。在城市中心區(qū)由于現(xiàn)狀條件的限制，難以從系統(tǒng)的形態(tài)（如排水體制）上作出根本性改變。因此，重點(diǎn)不是排水系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，而是在起端作出合理的維護(hù)管理和改造，控制不透水面積的增加，控制泥沙、固體廢棄物進(jìn)入排水系統(tǒng)，保持管渠的暢通性，降低污染。

在新城區(qū)和郊區(qū)：借鑒國外技術(shù)，開發(fā)、試用適合國情的雨水利用新技術(shù)。例如：推廣LID技術(shù)，建立分散化的可持續(xù)雨水利用設(shè)施，發(fā)達(dá)國家的一些經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r直接使用，或改進(jìn)后推廣使用。在新城區(qū)，地上和地下空間的開發(fā)必須同時(shí)考慮。新開發(fā)區(qū)，要徹底扭轉(zhuǎn)“先地上，后地下”的開發(fā)模式。另外，還需考慮建設(shè)“生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施”，就是在開發(fā)和改造中要給城市生態(tài)留有余地，保證水面率和綠地率，使其發(fā)揮滲、滯、蓄、排功能［3］。

2.2.2 從源頭上減輕雨污混接的影響

事實(shí)上大量存在的雨污混接現(xiàn)象，是從源頭上解決水資源利用的巨大障礙。如果要徹底改造成分流制，不僅工程量大，而且這種排水體制需要足夠的地下空間和資金，所以在工程實(shí)踐上難以全面實(shí)現(xiàn)。因此解決雨污混接問題的目標(biāo)應(yīng)該適當(dāng)降低，變得更加可行，應(yīng)當(dāng)遵循的原則是：減輕雨水向污水管的排放量，以及減輕污水向雨水管排放的量。

具體說來，就是在街坊和小區(qū)范圍內(nèi)，試行小規(guī)模的截流式合流制改造。即使現(xiàn)狀存在大量的雨污混接，也要保證沒有降雨時(shí)，排放的污水能經(jīng)過小區(qū)溢流井的攔截，全部匯集接入市政污水管，而降雨初期的雨水和污水也接入市政污水管，只有在雨量過大的時(shí)候，多余的雨污混合污水才溢流進(jìn)入城市雨水管道。當(dāng)然，這時(shí)小區(qū)的排水出口需要改造為溢流井。有條件時(shí)，為了配合減小雨水量，建議在小區(qū)內(nèi)部設(shè)雨水蓄水池，蓄積的雨水可以用于小區(qū)的綠化。作為鼓勵(lì)減少向市政管道排放雨水，政府可以按照蓄水池的容積進(jìn)行一定的補(bǔ)貼，該費(fèi)用可以看做政府為削減暴雨徑流量間接的工程投入。

2.2.3 近期建設(shè)、維護(hù)管理與遠(yuǎn)期規(guī)劃相結(jié)合

對(duì)于現(xiàn)有的一些排水問題，不能采取“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的方法。有些方法雖然看似很有針對(duì)性，但是沒有從根本上解決問題。問題的解決還是要標(biāo)本兼治，近期要解決的問題屬于“治標(biāo)”，遠(yuǎn)期要解決的問題屬于“治本”。

在近期的維護(hù)管理中，主要解決重點(diǎn)社區(qū)、街道的漬水和水污染問題。從工程設(shè)施的維護(hù)管理看，這些地區(qū)通常也是地勢低洼、管道狹小、管網(wǎng)系統(tǒng)老化破壞嚴(yán)重的地區(qū)。從居民的投訴看，也是投訴較集中的地區(qū)。從系統(tǒng)的上下游關(guān)系看，這些區(qū)域一般集中在系統(tǒng)的上游，符合源頭治理的原則。

在遠(yuǎn)期的規(guī)劃和治理中，可以融入低影響開發(fā)的觀念和方法，逐步向可持續(xù)的水資源利用轉(zhuǎn)型。由傳統(tǒng)技術(shù)向低影響開發(fā)的雨洪管理轉(zhuǎn)型，絕不是短期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的，因此需要對(duì)遠(yuǎn)期的發(fā)展制定城市雨洪管理的遠(yuǎn)期規(guī)劃，做到近遠(yuǎn)期結(jié)合。

2.2.4 做好示范工程，以點(diǎn)帶面

低影響開發(fā)在我國是個(gè)新的事物，需要政府和各方的支持，需要不斷地摸索并積累工程經(jīng)驗(yàn)。此外，由于經(jīng)費(fèi)和現(xiàn)狀條件的制約，工程的建設(shè)也應(yīng)該慎重，并需逐步展開。示范工程的建設(shè)，可以為今后類似工程的建設(shè)提供學(xué)習(xí)和借鑒，并積累工程經(jīng)驗(yàn)。

2.2.5 利用非工程措施輔助解決水污染問題

非工程措施在我國的工程建設(shè)和維護(hù)管理中一直處于缺位的狀態(tài)，與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國的非工程措施的實(shí)施力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。這里非工程措施主要指教育和保險(xiǎn)。教育的對(duì)象不僅是工程技術(shù)和管理人員，而且還包括普通群眾，尤其是青少年一代，讓他們隨著年齡的增長，能夠逐步懂得水環(huán)境保護(hù)的意義和有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)原理，他們才是未來的建設(shè)者。洪水保險(xiǎn)，可以分散洪水風(fēng)險(xiǎn)，降低某些工程在防洪方面的直接工程投入，轉(zhuǎn)而把部分資金投向保險(xiǎn)，從總體上降低防洪成本。

3 結(jié)語

低影響開發(fā)的觀念和技術(shù)在我國處于起步階段，但是有著廣泛的應(yīng)用前景。武漢的水資源豐富，市內(nèi)湖泊眾多，新舊城區(qū)開發(fā)程度差別大，為應(yīng)對(duì)較大的暴雨引起的洪澇災(zāi)害，應(yīng)圍繞源頭治理和雨水資源化這一低影響開發(fā)的核心指導(dǎo)思想，從源頭開始著手，認(rèn)真落實(shí)治理工作。

［1］Rossman，L.Storm Water Management Model（SWMM）USER＇SMANUAL Version 5.0. Cincinnati， OH 45268， U.S.ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY，2010：295.

［2］程曉陶.根治城市水患是百年大計(jì)［J］.協(xié)商論壇，2012，329（8）：35～37.

［3］趙景偉，陳志龍.城市突發(fā)性災(zāi)害現(xiàn)象的城市規(guī)劃應(yīng)對(duì)［J］.規(guī)劃師，2012，195（3）：35～45.