城市(城鎮(zhèn)化)水土保持技術(shù)措施探索

姜德文

(水利部 水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京 100053)

城市水土流失的主要成因是人為活動(dòng)，其造成的危害較其他區(qū)域更大，采取的預(yù)防、保護(hù)、治理等措施也與傳統(tǒng)水土流失防治措施有很大不同。針對(duì)中國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程中出現(xiàn)的各種水土流失與生態(tài)環(huán)境新問(wèn)題，要采取相應(yīng)的、適合的技術(shù)措施[1]。

1 控制地面硬化，推行生態(tài)透水鋪裝，保持城市降水資源

相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)闡明城市地面硬化直接導(dǎo)致和加劇了城市內(nèi)澇、城市熱島效應(yīng)、城市生態(tài)惡化，地表全面硬化還阻斷了光、熱、水、氣、生物的地上地下交換通道，使城市變成了沒(méi)有呼吸的死城[2]。因此，在城鎮(zhèn)化過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制地面硬化，按最小化硬化、最大化綠化的原則進(jìn)行地面建設(shè)[3]。城市非機(jī)動(dòng)車道、人行道、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等應(yīng)盡量使用透水磚、滲水磚、孔型磚、滲水混凝土、碎石、卵石等材料，使雨水能夠就地入滲，降低城市的地表徑流系數(shù)，從源頭上減少雨洪量的同時(shí)利用雨水補(bǔ)充城市日益緊缺的地下水資源?！堕_(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)提出了控制城市硬化面積、綜合利用地表徑流、采取降水蓄滲措施、涵養(yǎng)水源的要求。國(guó)務(wù)院辦公廳“關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知”(〔2013〕23號(hào)文件)明確要求，新建城區(qū)硬化地面中可滲透地面面積比例不宜低于40%。北京市《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點(diǎn)(暫行)》規(guī)定，公共停車場(chǎng)、人行道、步行街、自行車道和建設(shè)工程的外部庭院的透水鋪裝率不小于70%?！侗本┦蟹康禺a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定了硬化地面控制率≤30%、雨洪利用率≥90%等量化控制指標(biāo)。

德國(guó)在20世紀(jì)90年代開(kāi)始實(shí)施將80%的地面改為透水地面的計(jì)劃，人行道、步行街、自行車道、郊區(qū)步行路、露天停車場(chǎng)、房舍周邊、庭院和街巷地面、特殊車道以及公共廣場(chǎng)等都鋪設(shè)了透水地面[4]。德國(guó)弗萊堡市，徹底拆除城市所有的硬化地面，實(shí)施透水地面，使得城市地下水位逐漸回升，城市植被也不再依賴人工澆灌。德國(guó)采用的透水措施主要有：用透水性地磚鋪裝人行道、自行車道、步行街地面，連接處由透水性填充材料拼接；用孔型混凝土磚鋪設(shè)停車場(chǎng)、自行車存放場(chǎng)，磚孔中填土綠化；用細(xì)碎石或卵石鋪設(shè)不宜長(zhǎng)草的路面，以保持地面透水性；用孔型磚加碎石鋪地面，使雨水入滲地下。

美國(guó)采用的保持雨水資源的措施主要有生物滲透系統(tǒng)、滲透排水溝、植物過(guò)濾帶、綠色屋頂?shù)却胧?/p>

2 布設(shè)雨水集蓄、入滲設(shè)施，補(bǔ)充城市地下水

在居民小區(qū)、各類場(chǎng)地中建設(shè)小型地下蓄水池、滲水井，有條件的地方還可屋頂集蓄雨水，形成規(guī)模小、數(shù)量多、分布均衡的集水體。城市綠地灌溉、洗車、景觀用水、道路降塵、沖廁、消防等都可使用雨水資源，使雨洪資源化，變害為利。還可將雨水在適當(dāng)區(qū)域入滲地下，補(bǔ)充城市日益枯竭的地下水?！督ㄖc小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50400—2006)，對(duì)建筑與小區(qū)的雨水收集、入滲、儲(chǔ)存與回用、調(diào)蓄排放等進(jìn)行了規(guī)定。北京市《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點(diǎn)(暫行)》規(guī)定，以建設(shè)工程硬化后不增加建設(shè)區(qū)域內(nèi)雨水徑流量和外排水總量為標(biāo)準(zhǔn)，新建建設(shè)工程應(yīng)配建雨水調(diào)蓄設(shè)施，具體配建標(biāo)準(zhǔn)為每1萬(wàn)m2硬化面積配建不小于500 m3的雨水調(diào)蓄設(shè)施?！侗本┦蟹康禺a(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定施工降水利用率≥80%的量化控制指標(biāo)。

日本在20世紀(jì)80年代開(kāi)始興建滯洪和儲(chǔ)蓄雨水的蓄洪池，建設(shè)了大量滲井、滲溝、滲池等，小型多樣，大多建在地下，以充分利用地下空間，蓄存的雨水可用于噴灑路面、澆灌綠地等。美國(guó)在許多城市建造了由屋頂蓄水池、井、草地、透水地面等組成的雨水集蓄回灌系統(tǒng)，收集的雨水可直接或經(jīng)處理后用于沖廁、洗車、澆綠地、消防和回灌地下；加州富雷斯諾市興建了“滲漏區(qū)”地下回灌系統(tǒng)，年回灌水量占全市年用水量的20%。德國(guó)是歐洲極力主張廣泛進(jìn)行雨水利用的國(guó)家之一[4]，《屋面雨水利用設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》(DIN1989)的頒布實(shí)施，標(biāo)志著該國(guó)的城市雨水利用技術(shù)進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化階段，并開(kāi)發(fā)出了許多具有收集、過(guò)濾、儲(chǔ)存、提升、滲透、控制、監(jiān)測(cè)等功能的成套設(shè)備和系列定型產(chǎn)品，建成了許多雨水利用工程。德國(guó)的生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)，依靠水生植物系統(tǒng)或土壤的自然凈化作用，將雨水利用與景觀設(shè)計(jì)相結(jié)合，綜合了屋頂花園、水景、滲透、中水回用等技術(shù)，建成了許多花園式建筑。 我國(guó)以往布設(shè)的排水溝，無(wú)論是明渠式還是管道式，大多是不透水的，雨水被大量外排，既加大了城市市政排水壓力，也流失了大量水資源。深圳市研究應(yīng)用了透水入滲式排水溝，小雨、小水時(shí)可直接入滲地下，涵養(yǎng)水源，大雨、大水量時(shí)才外排。一些科研機(jī)構(gòu)研發(fā)了透水下滲式排水管道，對(duì)削減徑流、增加地下水及城市防洪具有良好效果[5]。

3 保護(hù)和重建城市水系及雨洪系統(tǒng)，修復(fù)城市水生態(tài)環(huán)境

水系是人類社會(huì)與自然界共生、共存、共享、共融的產(chǎn)物，擔(dān)負(fù)著供水、納污、防洪、排澇以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)和水景觀建設(shè)等重任，是城市水文化的重要載體。現(xiàn)代城市是人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活、政治、文化教育、科學(xué)信息與生態(tài)環(huán)境等因素交織在一起的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，是自然景觀、人文景觀、現(xiàn)代化建筑的協(xié)調(diào)統(tǒng)一體。在我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，城市水系存在著河道被擠占、填埋、硬化、渠化以及污染物入河等突出問(wèn)題。為此，我們要在推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，根據(jù)城市水系功能和水系發(fā)展要求，采取控制城市水面率，擴(kuò)大水面，劃定城市藍(lán)線，采用生態(tài)堤岸等措施，還河流以空間、恢復(fù)河道自然生態(tài)、營(yíng)造親水城市[6]；科學(xué)規(guī)劃并建設(shè)城市水系與雨洪資源化管理系統(tǒng)，保護(hù)并充分利用原有的河流、湖泊、水系、渠道、洼地等集蓄雨洪，合理規(guī)劃并開(kāi)辟人工湖、人工水系，使城市置于自然生態(tài)系統(tǒng)之中。

4 建設(shè)下凹式綠地，兼顧生態(tài)功能與滯洪功能，滯緩雨洪

研究表明，下凹式綠地對(duì)攔蓄雨水徑流、補(bǔ)充城市地下水、削減洪峰流量，滯后匯流和洪峰都有顯著功效[7]。在地勢(shì)較低地段建設(shè)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、公園、生態(tài)帶等[8]，遇大雨時(shí)可作為臨時(shí)蓄積雨水設(shè)施，就地、就近調(diào)蓄雨洪，滯緩洪水過(guò)程，削減洪峰流量，延緩洪水外排時(shí)間，減輕市政排水管網(wǎng)壓力。北京市《新建建設(shè)工程雨水控制與利用技術(shù)要點(diǎn)(暫行)》規(guī)定，凡涉及綠地率指標(biāo)要求的建設(shè)工程，綠地中至少應(yīng)有50%作為用于滯留雨水的下凹式綠地。

在現(xiàn)代西方國(guó)家，綠地與道路之間不設(shè)道牙石，降雨時(shí)地表徑流能順勢(shì)流入綠地，被土壤吸收。

5 施工場(chǎng)地落實(shí)最嚴(yán)格的臨時(shí)防護(hù)措施，防止揚(yáng)塵和泥漿對(duì)城市環(huán)境的影響

《開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)提出了合理安排施工時(shí)序和進(jìn)度，遇大雨和大風(fēng)時(shí)減少施工；控制土石方施工，防止城市管網(wǎng)淤積等要求。城市建設(shè)項(xiàng)目活動(dòng)范圍相對(duì)集中，技術(shù)和人員均有保障，應(yīng)全面落實(shí)臨時(shí)防護(hù)措施。施工場(chǎng)地要用彩鋼板、草袋臨時(shí)攔擋，密目網(wǎng)、防塵網(wǎng)臨時(shí)苫蓋，平時(shí)要灑水降塵等，在場(chǎng)地內(nèi)設(shè)多級(jí)沉沙池、排水溝，將泥漿沉淀，防止降雨時(shí)泥土隨雨洪進(jìn)入市政排水管網(wǎng)。北京市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)相關(guān)文件規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目施工期土地臨時(shí)覆蓋率≥70%、卡口沉沙池外排水含沙量≤70 mg/L等量化控制指標(biāo)；房地產(chǎn)等生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持指導(dǎo)性施工組織安排要科學(xué)合理，減少施工場(chǎng)地的裸露面積和裸露時(shí)間，按照“大風(fēng)不起揚(yáng)沙、降雨不排泥漿”的基本要求控制施工場(chǎng)地；對(duì)施工場(chǎng)地面積大于1萬(wàn)m2、施工時(shí)段大于一個(gè)雨季(風(fēng)季)的，推行24 h視頻監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，當(dāng)揚(yáng)沙量、排沙量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)報(bào)警，適時(shí)停工整治。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 姜德文.城市化進(jìn)程中的水土保持生態(tài)保護(hù)戰(zhàn)略對(duì)策 [C]//中國(guó)首屆城市水土保持學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.北京：2013：17-21.

[2] 姜德文.城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水土流失與生態(tài)環(huán)境新問(wèn)題[J].中國(guó)水土保持，2014(1)：1-3.

[3] 尤濤.提高城市地面透水率的方法與規(guī)劃管理措施[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(2):406-409.

[4] 李俊奇，車武.德國(guó)城市雨水利用技術(shù)考察分析[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2006(3):47-49.

[5] 紀(jì)桂霞，王文遠(yuǎn)，徐向陽(yáng).城市雨水入滲及排水系統(tǒng)試驗(yàn)研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(1):72-76.

[6] 李書建，楊宇棟.城市水系發(fā)展與保護(hù)的規(guī)劃控制探討[J].人民長(zhǎng)江，2009(8):16-18.

[7] 周豐，彭小多，李玉來(lái).下凹式綠地對(duì)城市雨水徑流和匯流的影響[J].東北水利水電，2007(10):10-11.

[8] 晉存田，趙樹(shù)旗，閆肖麗，等.透水磚和下凹式綠地對(duì)城市雨洪的影響[J].中國(guó)給水排水，2010(1):40-43.