基于LID技術(shù)解決城市內(nèi)澇問題的研究

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）