深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式實(shí)際應(yīng)用

陳少雄

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市300051）

深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式實(shí)際應(yīng)用

陳少雄

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市300051）

低沖擊開(kāi)發(fā)是近些年由美國(guó)提出、用于城市雨水管理的技術(shù)，其提倡尊重自然、結(jié)合自然的核心理念愈來(lái)愈受到重視。城市建設(shè)的高速發(fā)展也不可避免地帶來(lái)了日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。人口壓力大、土地資源緊缺、水資源缺乏、水污染嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境保育形勢(shì)嚴(yán)峻，因此更需要借鑒和引入低沖擊開(kāi)發(fā)雨污水模式，不斷優(yōu)化城市管理策略并將其理念拓展。

低沖擊開(kāi)發(fā)；城市管理；應(yīng)用現(xiàn)狀；理念拓展

0 引言

低沖擊開(kāi)發(fā)（又稱低影響開(kāi)發(fā)，Low Impact Development，LID）理念，其基本原理是在人工系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)中，盡最大可能減少對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的沖擊和破壞。這種開(kāi)發(fā)模式是國(guó)外新興的城市規(guī)劃理念。推行低沖擊開(kāi)發(fā)模式是城市規(guī)劃的重大變革，它是“綠色城市”、“生態(tài)城市”的有效實(shí)現(xiàn)手段。低沖擊理念的開(kāi)發(fā)，將給城市水環(huán)境管理帶來(lái)重大啟示。

低沖擊理念可延伸到城市建設(shè)的各個(gè)方面，如減少城市對(duì)周邊環(huán)境的破壞，減少城市對(duì)自然資源的索取和消耗，減少城市三廢的排放，減少碳的排放等等。而建造設(shè)計(jì)中的南坪三期將低沖擊開(kāi)發(fā)理念拓展至從路線整體規(guī)劃選擇、建設(shè)材料選擇，雨水防洪的綜合利用處理、施工工藝、后期養(yǎng)護(hù)等各個(gè)階段。

1 低沖擊開(kāi)發(fā)模式的主要內(nèi)涵

1.1 低沖擊開(kāi)發(fā)模式的核心理念

低沖擊開(kāi)發(fā)是上世紀(jì)90年代美國(guó)馬里蘭州首先提出的概念，最初是作為雨水管理方法。其目標(biāo)是恢復(fù)和維持土地開(kāi)發(fā)前的自然水文狀態(tài)。通過(guò)分散式的小規(guī)?？刂萍夹g(shù)對(duì)雨水源頭進(jìn)行控制，綜合利用各種技術(shù)進(jìn)行雨水的儲(chǔ)存、滲透、蒸發(fā)和滯留等來(lái)模仿自然水循環(huán)過(guò)程，以期解決傳統(tǒng)雨水管理方式所導(dǎo)致的各種城市環(huán)境問(wèn)題。其核心理念主要有以下幾個(gè)方面。

1.1.1 恢復(fù)自然水文狀態(tài)

傳統(tǒng)的雨水管理方式是將雨水更快、更有效地排出，而低沖擊開(kāi)發(fā)依靠多種技術(shù)手段恢復(fù)和保護(hù)自然水循環(huán)。通過(guò)應(yīng)用分散的微管理技術(shù)維持一定的滲水量、蓄水量，以及延長(zhǎng)集水時(shí)間，模仿自然水循環(huán)的整個(gè)過(guò)程，減少對(duì)自然水文狀態(tài)的影響。

1.1.2 從雨水源頭進(jìn)行控制

從雨水源頭進(jìn)行控制，恢復(fù)自然水文循環(huán)的關(guān)鍵是減少雨水源頭附近的土地使用活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響。自然水循環(huán)過(guò)程如滯留、滲透、儲(chǔ)存，在城市未出現(xiàn)前存在于土地的各個(gè)角落。城市的大規(guī)模開(kāi)發(fā)嚴(yán)重影響了自然水環(huán)境，試圖用“管道-終端”的雨水管理方式去控制和恢復(fù)這個(gè)過(guò)程幾乎是不可能的，因此應(yīng)該采用微管理技術(shù)和源頭控制策略。

1.1.3 利用非結(jié)構(gòu)性的微管理技術(shù)

傳統(tǒng)的雨水管理方式主張使用管道和大型水處理設(shè)施這種機(jī)械化的方法，而忽視了簡(jiǎn)單的生態(tài)方法。事實(shí)上，一些看似簡(jiǎn)單的技術(shù)手段能夠有效地保護(hù)自然水文狀態(tài)。低沖擊開(kāi)發(fā)能減少鋼鐵和混凝土的使用。同時(shí)，低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)所采用的自然材料例如樹(shù)木，土壤和碎石使城市環(huán)境更加生態(tài)，也更美觀。

1.2 低沖擊開(kāi)發(fā)模式的主要技術(shù)

1.2.1 滯留

傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)將雨水快速地排出，導(dǎo)致雨水匯流時(shí)間減少，峰值流量升高。低沖擊開(kāi)發(fā)模式所采用的技術(shù)，例如：滯留塘、植被緩沖帶、綠色屋頂?shù)?，利用綠色植被良好的攔截和蓄水能力暫時(shí)滯留雨水，使徑流總量減少，峰值流量降低。

1.2.2 滲透

高強(qiáng)度的城市開(kāi)發(fā)導(dǎo)致城市不透水地面比例大幅增加，徑流系數(shù)增大，匯流時(shí)間減少，這是造成許多大城市頻遭內(nèi)澇困擾的重要原因（見(jiàn)圖1[1]）。低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)采用植被和可透水地磚或路面材料，增強(qiáng)地面的透水性。

圖1 土地開(kāi)發(fā)前后徑流量對(duì)比曲線圖

1.2.3 過(guò)濾凈化和收集

通過(guò)植物和土壤的過(guò)濾、吸附、微生物降解等作用，清除雨水中的污染物。通過(guò)蓄水池、水塘等收集雨水，不僅能夠削減雨水徑流，而且還能用作旱時(shí)植被灌溉或者經(jīng)處理后作為生活用水。

2 低沖擊開(kāi)發(fā)模式對(duì)城市水環(huán)境管理的啟示

低沖擊開(kāi)發(fā)概念和實(shí)踐起源于城市雨水管理，但是其尊重自然、結(jié)合自然的核心理念對(duì)于城市整體水環(huán)境的管理都有著重要的借鑒意義。我國(guó)目前城市水環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)主要根源就是對(duì)原有的自然環(huán)境沖擊過(guò)大，由此帶來(lái)城市水環(huán)境污染、水資源緊缺等一系列危機(jī)；同時(shí)，人們?cè)诮鉀Q城市水環(huán)境問(wèn)題方面，長(zhǎng)期堅(jiān)持單一的工程性的思維，缺乏綜合性的視角。

2.1 注重城市水環(huán)境、水生態(tài)的整體修復(fù)

傳統(tǒng)水治理方式的重點(diǎn)之一是關(guān)注控制污染，但影響城市水生態(tài)環(huán)境的不僅僅是污染問(wèn)題。從低沖擊開(kāi)發(fā)的視角來(lái)看，水生態(tài)的整體修復(fù)，包括恢復(fù)水系的水生生物生存環(huán)境、氣候調(diào)節(jié)、地下水補(bǔ)給等。因此，在控制污染和改善水質(zhì)的同時(shí)，也要對(duì)水體生態(tài)功能進(jìn)行專項(xiàng)整治和恢復(fù)。例如，在城市規(guī)劃中，不但要保證城市水系不被侵占，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況恢復(fù)濕地等自然水體；對(duì)城市河流的硬化堤岸進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)改造，不僅起到恢復(fù)河流生態(tài)功能的作用，還能創(chuàng)造更具親和力的濱水景觀。

2.2 從源頭進(jìn)行水環(huán)境的綜合整治

我國(guó)傳統(tǒng)的水處理方式是“ 末端處理”，即將污水匯集入大型污水廠處理后排放，雨水匯入主干管后或排入污水廠，或排入城市自然水系。這種治理模式在城市開(kāi)發(fā)初期效果顯著，能迅速提高城市環(huán)境容量。但隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，“末端處理”的弊端越來(lái)越明顯。首先，“末端治理”需要建造大型終端處理設(shè)施和管道，這對(duì)城市來(lái)說(shuō)是一筆巨大的投入。然后，“末端治理”依靠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建造，對(duì)環(huán)境的變化缺乏快速的應(yīng)變能力。最后，“末端處理”并不能完全消除污染，只是污染的轉(zhuǎn)移。低沖擊開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)核心理念就是“源頭控制”?！霸搭^控制”，一是能夠減少污染源或雨水徑流的產(chǎn)生；二是能在污染和降雨徑流較少的時(shí)候迅速處理，以防止雨污水集中所導(dǎo)致的隱患。從這一理念出發(fā)，需要采取的策略有：提倡企業(yè)的清潔生產(chǎn)，從源頭減少污染的產(chǎn)生；建造分散、小型的水處理設(shè)施，深度處理污水，就地回用；利用低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)，減少、滯留、過(guò)濾降雨徑流，通過(guò)自然界的自我凈化能力清除污染。

2.3 轉(zhuǎn)變雨洪水管理策略

低沖擊開(kāi)發(fā)的本質(zhì)就是結(jié)合自然的開(kāi)發(fā)策略，城市與自然界不是必然對(duì)立的，如何正確轉(zhuǎn)化自然界與城市的矛盾，對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展有著重要的指導(dǎo)作用。近些年來(lái)，城市內(nèi)澇災(zāi)害頻現(xiàn)，雖然城市越來(lái)越重視排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但是單純的工程性措施就是建設(shè)以防洪為目的管渠工程，將雨水直接排入河流。我國(guó)北方城市大多同時(shí)面臨著洪澇災(zāi)害和水資源緊缺問(wèn)題，為此需要通過(guò)整體的、綜合的、多目標(biāo)的解決途徑，而非單一目標(biāo)或工程的方式來(lái)解決。如何正確利用雨洪資源解決城市缺水問(wèn)題應(yīng)該引起重視。因此，相比單純以“排出雨水”來(lái)解決雨洪內(nèi)澇問(wèn)題，“留住雨水”和“利用雨水”應(yīng)該是更適合城市的雨水管理的策略。城市雨洪水管理除了工程性設(shè)施之外，非工程性設(shè)施更應(yīng)該得到關(guān)注。濕地是最主要和最常用的非工程性措施，濕地同時(shí)可以為野生動(dòng)植物提供生存環(huán)境，也為人的休閑提供令人愉快的場(chǎng)所。另外，越來(lái)越多的研究將供水、雨水和污水作為一個(gè)整體來(lái)考慮，雨水和生活污水都是水資源的一部分。大量的研究表明：雨水中含有的污染物種類及含量與生活污水相近，因此雨水在某種程度上來(lái)說(shuō)也是一種污水，將雨水和生活污水處理再生之后基本可以滿足場(chǎng)地尺度的非飲用水需求量。毫無(wú)疑問(wèn)，季節(jié)間供水量和需水量的平衡是雨水和生活污水再生過(guò)程中應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素。

3 在深圳市的實(shí)際運(yùn)用發(fā)展與拓展

低沖擊開(kāi)發(fā)在我國(guó)尚算新理念，僅有少部分城市在試運(yùn)營(yíng)。2004年深圳市在全國(guó)率先引入LID理念，積極探索在城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和南方獨(dú)特氣候條件下的城市規(guī)劃建設(shè)新模式。至今，LID模式在深圳市的應(yīng)用已初見(jiàn)端倪，主要體現(xiàn)在低沖擊開(kāi)發(fā)示范區(qū)的創(chuàng)建、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出臺(tái)、政策法規(guī)的制定，以及低沖擊開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)研究的開(kāi)展等方面。同時(shí)，深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式的應(yīng)用也存在諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。為此，需建立低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)和管理體系，從制度上、體制上保障低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)施。

3.1 深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式發(fā)展歷程

深圳市自2004年引入低沖擊開(kāi)發(fā)理念，歷時(shí)8 a時(shí)間。低沖擊開(kāi)發(fā)模式在深圳市發(fā)展迅速，表1所列為深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式發(fā)展歷程。

表1 深圳市低沖擊開(kāi)發(fā)模式發(fā)展歷程一覽表

3.2 低沖擊開(kāi)發(fā)示范區(qū)創(chuàng)建

針對(duì)我國(guó)低沖擊開(kāi)發(fā)建設(shè)模式缺乏規(guī)?；瘧?yīng)用和實(shí)證的現(xiàn)實(shí)困境，從2009年起，國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與深圳市政府開(kāi)始推動(dòng)深圳市光明新區(qū)低沖擊開(kāi)發(fā)示范區(qū)的創(chuàng)建工作，開(kāi)展《光明新區(qū)低沖擊開(kāi)發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)整體工作方案》（以下簡(jiǎn)稱《整體工作方案》）的編制工作。

2010年11月，深圳市政府批復(fù)同意《整體工作方案》；2011年9月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織專家組對(duì)《整體工作方案》進(jìn)行了論證，并正式發(fā)函深圳市政府，同意將光明新區(qū)列為全國(guó)低沖擊開(kāi)發(fā)雨水綜合利用示范區(qū)，要求深圳市嚴(yán)格組織實(shí)施，加強(qiáng)科技研究和相關(guān)工程建設(shè)，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為全國(guó)低沖擊開(kāi)發(fā)雨水綜合利用做出示范（見(jiàn)圖1、圖2）。

圖1 光明新區(qū)新城公園之實(shí)景

圖2 華夏路之實(shí)景

3.3 低沖擊開(kāi)發(fā)理念拓展

低沖擊開(kāi)發(fā)模式與很多先進(jìn)發(fā)展理念都有共通之處，拓展思維，不僅針對(duì)于雨水綜合整治，可放眼于整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造施工、后期維護(hù)等各個(gè)方面，這樣能更好、更全面地在減少城市發(fā)展給環(huán)境帶來(lái)的副作用。深圳市政府也為此做著積極的貢獻(xiàn)，在南坪三期項(xiàng)目中積極推動(dòng)低沖擊理念的開(kāi)發(fā)并進(jìn)一步拓展。

南坪三期位于龍崗區(qū)和坪山新區(qū)，它的建成將實(shí)現(xiàn)龍崗區(qū)和坪山新區(qū)與東部港區(qū)、市中心區(qū)，以及寶安區(qū)之間的快速交通聯(lián)系。全線所在區(qū)域地勢(shì)南高北低，山川秀美，旅游資源豐富。北、東、南三面有規(guī)劃中的坪山-龍崗城市綠廊、坪山-坑梓綠廊、馬巒山森林郊野公園環(huán)抱和大三陂、銅鑼徑等一級(jí)水源保護(hù)水庫(kù)。

低沖擊開(kāi)發(fā)模式的核心理念，正是解決南坪三期建設(shè)與周邊豐富的生態(tài)環(huán)境和諧共處的建設(shè)指導(dǎo)思想。依據(jù)其理念，設(shè)計(jì)建造者將從路線整體規(guī)劃選擇、建設(shè)材料選擇，雨水防洪的綜合利用處理、施工工藝、后期養(yǎng)護(hù)等方面采用各種先進(jìn)、高技術(shù)含量的材料與工藝，真正將南坪三期打造成一條集科技、環(huán)保、生態(tài)于一體的綠色大道。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，南坪三期將結(jié)合道路、橋梁、隧道、巖土、給排水、電氣等專業(yè)的新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)實(shí)現(xiàn)低沖擊開(kāi)發(fā)。設(shè)計(jì)者結(jié)合各個(gè)專業(yè)將低沖擊理念拆分為三大類——綠色生態(tài)、安全舒適、節(jié)能減排。

3.3.1 “綠化生態(tài)”開(kāi)發(fā)理念

以雨水低沖擊技術(shù)應(yīng)用為中心（見(jiàn)圖3、圖4），道路、邊坡綠化相配合，道路結(jié)構(gòu)采用透水性生態(tài)瀝青路面，新建人行道采用透水性生態(tài)混凝土、邊坡綠化采用植生型生態(tài)混凝土，使項(xiàng)目低沖擊的實(shí)施更具系統(tǒng)性、真正實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)。

圖3 “綠化生態(tài)”示意圖一

圖4 “綠化生態(tài)”示意圖二

3.3.2 “安全舒適”開(kāi)發(fā)理念

以安全性要求最突出的隧道為主體，從設(shè)計(jì)、施工的安全性考慮，路面材料的選擇，以及火災(zāi)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，從各個(gè)環(huán)節(jié)把危險(xiǎn)降到最低。除隧道外，還有電氣新技術(shù)的應(yīng)用、橋梁結(jié)構(gòu)形式的選擇、危險(xiǎn)路段的特殊處理，排水井蓋的升級(jí)，都使得道路的使用更加地安全、舒適。

3.3.3 “節(jié)能減排”開(kāi)發(fā)理念

從市政道路主要耗能的照明部分考慮，在全線采用LED道路照明措施之后，進(jìn)一步提出“LED照明標(biāo)準(zhǔn)及光衰補(bǔ)償技術(shù)研究”，從不同時(shí)段、不同路段區(qū)別對(duì)待照明標(biāo)準(zhǔn)?！岸嘞覘U組合梁橋新結(jié)構(gòu)”的提出不僅解決了橫坑水庫(kù)段位置對(duì)橋梁的特殊要求，還從根本上做到了碳的低排放。大山陂水庫(kù)區(qū)，選擇溫拌瀝青混合料技術(shù)，通過(guò)降低施工過(guò)程中瀝青混合料的拌合溫度，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。大山陂1號(hào)隧道還采用了溫拌、阻燃瀝青混合料技術(shù)，同時(shí)增加了路面的安全性能。在坪西立交段道路兩側(cè)密集居住及辦公區(qū)，采用了“土工袋減振技術(shù)”，用以解決減振降噪（兼俱地基處理作用）問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖土資源的有效利用，同時(shí)解決橋頭過(guò)渡帶地基處理問(wèn)題。

南坪三期目前已完成設(shè)計(jì)，處于施工階段（見(jiàn)圖5），在深圳市政府對(duì)低沖擊開(kāi)發(fā)的大力推動(dòng)下，設(shè)計(jì)者秉承其核心思想并拓展其思路運(yùn)用于各個(gè)專業(yè)更好地打造綠色大道，立志成為城市發(fā)展與生態(tài)和諧共存的示范項(xiàng)目。

圖5 南坪三期效果圖

4 結(jié)論與展望

低沖擊開(kāi)發(fā)模式是當(dāng)前建設(shè)低碳生態(tài)城市的必然選擇。目前，其開(kāi)發(fā)理念及其應(yīng)用研究在北美和歐洲地區(qū)已經(jīng)相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)的推行尚需時(shí)間。深圳作為L(zhǎng)ID理念實(shí)踐先鋒城市必須在實(shí)踐過(guò)程中形成低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)和管理體系，從制度上、體制上保障低沖擊開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)施，為低沖擊開(kāi)發(fā)模式的應(yīng)用提供技術(shù)保障和政策支持，使低沖擊開(kāi)發(fā)模式更好地服務(wù)于城市建設(shè)。

[1]Low Impact Development-A Literature Review[M].Low Impact Development Center,EPA-841-B-00-005.2000.

TU992

B

1009-7716（2017）09-0101-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.029

2017-05-04

陳少雄（1986-），男，廣東汕頭人，工程師，從事道路橋梁工程設(shè)計(jì)工作。