基于海綿城市理念的低影響開發(fā)設(shè)施應(yīng)用研究

李秋萌

大連市市政設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 遼寧大連 116000

1 海綿城市概念

海綿城市是習(xí)近平總書記提出的城市建設(shè)新模式，是城市低影響雨水開發(fā)技術(shù)方法的簡稱。其內(nèi)涵是充分利用海綿狀良好的水文循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)降水滯水蓄水功能，必要時放水利用，有效緩解城市缺水與城市內(nèi)澇的矛盾，有利于城市的修復(fù)。水生態(tài)環(huán)境。與低影響發(fā)展理念相比，海綿城市逐漸由原來的源頭控制理念向源頭、中途島和終點的全過程過渡，類似于美國近年來新興的綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施。在海綿城市建設(shè)領(lǐng)域，雖然這些設(shè)施是關(guān)鍵和有效的，但過去的灰色基礎(chǔ)設(shè)施不應(yīng)被完全禁止。這是因為在高密度城市化地區(qū)，海綿城市的建設(shè)主要集中在“存儲與排水”、“源頭與末端”、“地面與地下”、“灰色與綠色”等要素的有機(jī)結(jié)合上[1]。

2 低影響開發(fā)技術(shù)的概述

第一，綠色屋頂由植被層、介質(zhì)層、土壤層和人工水層組成。旨在減少城市暴雨徑流污染，減少熱島效應(yīng)，美化環(huán)境，調(diào)節(jié)建筑物溫度。同時，可作為雨水儲存的預(yù)處理措施。第二，凹形綠地是指低洼綠地。利用周圍徑流滲入凹地綠地，減少排水，節(jié)約用水。凹形綠地的設(shè)計應(yīng)盡量調(diào)整綠地、路面和雨水出口之間的高程關(guān)系。即綠地高程低于路面高程，綠地設(shè)置雨水出口，雨水出口高程低于路面高程，高于綠地高程。凹形綠地增加了雨水在土壤中的入滲，減少了城市洪水，節(jié)約了綠地灌溉用水，減少了水污染和江河湖泊淤積，提高了綠地土壤肥力。第三，雨水花園是指在低洼地區(qū)種植灌木、花卉等植物，利用土壤和植物過濾來凈化雨水，也可以保留雨水，然后慢慢滲入土壤，減少雨水徑流。第四，雨水滲濾設(shè)施，是指雨水分散滲入地面的人工設(shè)施。該設(shè)施可明顯保護(hù)地下水，抑制暴雨徑流，不污染地下水。它是一種有效的雨水控制技術(shù)。雨水入滲技術(shù)可分為分散入滲和集中回灌兩種。

3 LID設(shè)施適用性分析

3.1 透水鋪裝

透水性路面是指采用透水性好的多孔材料鋪面。雨水可進(jìn)入鋪面層結(jié)構(gòu)，并通過蓄水量的基座滲入土壤地基，雨水可降到地面，凈化水質(zhì)。透水磚路面和透水水泥混凝土路面主要適用于廣場、停車場、人行道以及交通和荷載較小的道路，如建筑物非機(jī)動車道、住宅道路、市政道路等，透水瀝青混凝土路面也可用于機(jī)動車道。研究表明，入滲路面總徑流量減少率約為40%-90%，峰值徑流量減少率約為40%-65%。

3.2 海綿城市結(jié)合水景觀改造

海綿建筑遍布海綿社區(qū)。在快速城市化到來之前，我國許多地區(qū)都有一個良好的城市水景觀，稱之為“景觀城市”。當(dāng)代城市規(guī)劃者應(yīng)繼承歷史文化，回歸社區(qū)魅力，增強(qiáng)社區(qū)凝聚力。通過自下而上的重新設(shè)計，將社區(qū)水資源化、景觀化、人性化相結(jié)合，結(jié)合具體的歷史文化進(jìn)行海綿社區(qū)建設(shè)。同時，海綿社區(qū)的建設(shè)可以激發(fā)居民保護(hù)水環(huán)境、保護(hù)水環(huán)境、尊重水環(huán)境的心態(tài)，實現(xiàn)人與自然水生態(tài)和諧共存的目標(biāo)。以杭州為例，杭州曾經(jīng)有一條浣熊紗河，據(jù)說是當(dāng)年的西施浣熊紗河。這條河流經(jīng)許多社區(qū)。如果把文化融入到環(huán)沙江的水景觀重建中，就可以完全再現(xiàn)人與水的和諧風(fēng)光，保留這美好的記憶，控制水污染，最大限度地減少對水環(huán)境的影響。

3.3 綠色屋頂

綠色屋頂是一種部分或全部種植綠色植物的屋頂景觀格局。其基本結(jié)構(gòu)由綠化種植層、植物生長基質(zhì)和屋頂防水層組成。綠色屋頂適用于滿足屋頂荷載和防水條件的坡度小于15度的平屋頂建筑和屋頂建筑。研究表明，綠屋頂總徑流量減少率可達(dá)15．3%-50%，峰值減少率為18．0%-62．3%。城市建筑屋頂是一種優(yōu)良的閑置資源。綠色屋頂是增加城市綠地面積、提高城市園林生態(tài)效益的有效手段[2]。

3.4 凹形綠地

凹形綠地是一種比路面低海拔的特殊綠地。它可以收集周圍道路和屋頂?shù)挠晁畯搅?。前者滲入地下，后者在綠地中蓄積。徑流超過庫容后，通過內(nèi)置雨水溢洪道進(jìn)入城市排水管網(wǎng)。一些研究表明，當(dāng)集水區(qū)面積增加一倍時，10年、50年和100年暴雨對凹面格陵蘭的徑流減少率分別為87．15%、58．48%和50．75%。凹形綠地結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，投資少，應(yīng)用范圍廣。但在大面積應(yīng)用時，易受地形等條件的影響，實際存儲容量小。

LID設(shè)施均可削減徑流總量、徑流峰值及徑流系數(shù)，但其削減效果隨降雨重現(xiàn)期增大而下降。另有研究證明徑流削減效果隨LID設(shè)施布設(shè)面積比率的增大而增加，且其徑流削減率呈線性增加。然而，LID設(shè)施建設(shè)通常限于場地或技術(shù)特性，不能只依賴于增加面積來提升徑流削減效果[3]。多位學(xué)者對單一設(shè)施及組合設(shè)施的徑流削減效果進(jìn)行了模擬核算，結(jié)果表明：低影響開發(fā)（LID）設(shè)施組合徑流削減效果明顯優(yōu)于單一設(shè)施，即在實際工程中應(yīng)根據(jù)區(qū)域規(guī)劃的整體結(jié)構(gòu)，參照各項LID措施的不同性能特點和施工條件，采用多種LID協(xié)同作用的組合方案。

3.5 生物滯留槽

生物滯留池主要適用于建筑物及小區(qū)周邊綠地、道路及停車場、城市道路綠化帶。其結(jié)構(gòu)層次一般為植被層、種植土層、填土層和碎石層。深圳某道路生物攔污柵雨水徑流監(jiān)測試驗結(jié)果表明，當(dāng)總降雨量為 3．3-76．7mm，平均降雨強(qiáng)度為 0．03-0．67mm/min 時，生物攔污柵總徑流減少率為50．5-100%，峰值減少率為53．4-100%，峰值流量為50．5-100%。時間可以延遲2分鐘以上。生物蓄洪池不僅具有很高的減徑率，而且由于其良好的景觀而廣受歡迎。

4 結(jié)語

綜上所述，LID設(shè)施對初期雨水徑流污染有較好的防治效果，減少了黑水和臭水的產(chǎn)生，延緩了徑流時間。目前，我國已積極開展這項工作，其新技術(shù)和新措施已逐步應(yīng)用于LID設(shè)施。其效果將逐步提高。LID的應(yīng)用也將在中國啟動，這將是土地轉(zhuǎn)讓、市政設(shè)施和其他發(fā)展的先決條件。