低沖擊開發(fā)雨水綜合利用模式探討

摘要：目前，城市洪澇災(zāi)害、雨水徑流污染、城市排水污染、水資源面源污染、水資源匱乏等問(wèn)題嚴(yán)重制約城鎮(zhèn)化發(fā)展。文章以城市排水管理和面源污染處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)為主線，結(jié)合海綿城市理論，探究了低沖擊開發(fā)雨水綜合利用模式，為城市生態(tài)和諧規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：低沖擊開發(fā)；海綿城市；雨水利用；排水管理；綜合利用模式 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU99 文章編號(hào)：1009-2374（2016）33-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.33.054

隨著我國(guó)改革開放步伐不斷推進(jìn)，城市化進(jìn)程明顯加速，尤其是近年來(lái)施行的“城鎮(zhèn)化”戰(zhàn)略布局，進(jìn)一步促進(jìn)了城市基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，但是相應(yīng)的城市洪澇災(zāi)害、雨水徑流污染、城市排水污染、水資源面源污染以及水資源匱乏等問(wèn)題嚴(yán)重制約城鎮(zhèn)化發(fā)展，對(duì)我國(guó)城市生態(tài)和諧發(fā)展提出極大的挑戰(zhàn)。為了從根源上解決城市排水管理與水資源匱乏問(wèn)題，有效提高雨水利用率，節(jié)約城市水資源，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境進(jìn)行妥善管理與改善，我國(guó)提出了“海綿城市”發(fā)展理論，從而通過(guò)充分利用雨水資源，解決城市水資源污染與匱乏難題。本文結(jié)合城市排水管理和面源污染處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，探索了“海綿城市”理論在城市生態(tài)和諧規(guī)劃和建設(shè)中的實(shí)踐應(yīng)用。

1 低沖擊開發(fā)雨水模式理論

低沖擊開發(fā)雨水模式又稱為低影響開發(fā)雨水模式（Low Impact Development），是20世紀(jì)90年代由美國(guó)西雅圖、波特蘭市等城市共同提出的一種城市水資源保護(hù)與改善方案。低沖擊開發(fā)雨水原理是通過(guò)設(shè)計(jì)小規(guī)模的、分散的水資源源頭控制，從而對(duì)城市強(qiáng)降雨所產(chǎn)生的徑流、面源污染進(jìn)行有效處理，并且使開發(fā)區(qū)實(shí)現(xiàn)開發(fā)前與開發(fā)后的水文環(huán)境和循環(huán)狀態(tài)基本相似。低沖擊開發(fā)雨水模式是一種以城市生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)，以城市發(fā)展與建設(shè)為依托，實(shí)現(xiàn)雨水徑流控制與雨水開發(fā)利用的綜合管理。

低沖擊開發(fā)水模式的核心在于如下三點(diǎn)：（1）以城市生態(tài)環(huán)境為根基，實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展與自然共生；（2）以雨水尤其是暴雨徑流源頭管理為主，實(shí)現(xiàn)雨水資源再利用；（3）充分尊重和利用本地區(qū)的地貌特征、水文環(huán)境、氣候類型等自然特性，盡量減少對(duì)本地區(qū)的環(huán)境擾動(dòng)與破壞。城市建設(shè)是一項(xiàng)源于自然、依賴自然，但又不斷改變著自然，對(duì)自然進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的工程。為了保證城市的健康發(fā)展，必須實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)與自然發(fā)展動(dòng)態(tài)平衡，低沖擊開發(fā)雨水模式就是盡可能減少城市原有環(huán)境的破壞，實(shí)現(xiàn)城市雨水資源有效控制與利用。

相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，低沖擊開發(fā)雨水模式能夠有效減少城市暴雨徑流的30%～80%，延遲暴雨徑流峰值約5～30分鐘，從而對(duì)城市抗洪防澇，減輕城市排水網(wǎng)絡(luò)壓力，均起到重要作用。相比傳統(tǒng)的雨水控制與開發(fā)模式，低沖擊開發(fā)雨水模式更加側(cè)重與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，因此更適合科學(xué)發(fā)展觀的城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略，為我國(guó)城市生態(tài)和諧規(guī)劃提供重要依據(jù)。

2 “海綿城市”理論

“海綿城市”理論源于行業(yè)內(nèi)慣用“海綿”來(lái)比喻城市排水及雨水吸附能力，隨后采用“海綿”描述城市或土地調(diào)整雨水積蓄的能力，因此“海綿城市”概念在學(xué)術(shù)界得到廣泛的應(yīng)用。盡管對(duì)“海綿城市”的定義并不一致，但是“海綿城市”理論的核心思想都是旨在城市的洪澇調(diào)節(jié)能力。近年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視“海綿城市”理論的研究與應(yīng)用探索，先后在2014年和2015年發(fā)布了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《海綿城市試點(diǎn)工程建設(shè)指南》等官方文件，大力推動(dòng)了我國(guó)海綿城市的探索與實(shí)踐?！昂＞d城市”理論是在低沖擊開發(fā)雨水模式、水敏感性城市規(guī)劃等理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的綜合性城市生態(tài)規(guī)劃與建設(shè)理論，為城市雨水管理、生態(tài)規(guī)劃與建設(shè)、自然發(fā)展等提供重要支撐?！昂＞d城市”理論將城市水環(huán)境和水生態(tài)作為根基，重點(diǎn)研究基于水環(huán)境和水生態(tài)的跨地域、跨尺度的城市規(guī)劃與建設(shè)等系統(tǒng)性問(wèn)題。城市水問(wèn)題的根本在于水生態(tài)環(huán)境整體功能的失調(diào)，例如大量的雨水沒(méi)有進(jìn)入預(yù)定的排水網(wǎng)，而是形成城市內(nèi)澇；水體面源污染問(wèn)題嚴(yán)重等。因此，“海綿城市”理論不單單關(guān)注水資源本身，而是綜合考量水資源環(huán)境、水生態(tài)系統(tǒng)、水資源基礎(chǔ)設(shè)施、城市排水網(wǎng)絡(luò)等，并結(jié)合多種具體技術(shù)指導(dǎo)城市建設(shè)。

傳統(tǒng)城市建設(shè)中雨水處理側(cè)重于雨水單向管理，即雨水過(guò)多時(shí)通過(guò)城市排水系統(tǒng)將城市內(nèi)澇積水排到周邊管渠，甚至直接排放到農(nóng)村簡(jiǎn)易溝渠，以犧牲周邊地區(qū)為代價(jià)達(dá)到雨水管理目的。雨水過(guò)低甚至干旱時(shí)，綜合利用周邊水資源引入、人工降雨等緩解城市水資源匱乏。因此，傳統(tǒng)城市雨水管理模式浪費(fèi)了大量雨水資源，而解決洪澇或干旱問(wèn)題時(shí)，通過(guò)周邊溝渠的排出與引入，又會(huì)增加城市水資源面源污染風(fēng)險(xiǎn)?！昂＞d城市”在應(yīng)對(duì)城市洪澇和干旱等環(huán)境變化時(shí)，具有良好的彈性，能夠利用各種自然環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，抵消自然環(huán)境的劣勢(shì)。城市雨水過(guò)多時(shí)海綿城市能將多余的雨水資源吸收、過(guò)濾、凈化，存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)雨水資源再利用；城市干旱時(shí)可通過(guò)釋放存儲(chǔ)的雨水資源緩解城市干旱，同時(shí)降低城市對(duì)周邊地區(qū)水資源的依賴程度。所以“海綿城市”在處理城市雨水資源方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，通過(guò)自然途徑和人工基礎(chǔ)設(shè)施干預(yù)，可進(jìn)一步提高城市防澇抗旱的能力，對(duì)城市生態(tài)發(fā)展具有重要意義。

3 低沖擊開發(fā)雨水模式在“海綿城市”理論城市規(guī)劃中的實(shí)踐

低沖擊開發(fā)雨水模式與“海綿城市”理論在處理雨水資源方面具有一致性，而且“海綿城市”許多實(shí)現(xiàn)的途徑必須依靠低沖擊開發(fā)雨水技術(shù)，因此二者對(duì)城市規(guī)劃與建設(shè)具有重要影響。自從低沖擊開發(fā)雨水理論和“海綿城市”理論提出后，我國(guó)已經(jīng)開展了相關(guān)技術(shù)試點(diǎn)工程，如北京中關(guān)村生命科學(xué)園、黑龍江哈爾濱群力國(guó)家濕地公園、天津橋園濕地系統(tǒng)、秦皇島濱海生態(tài)修復(fù)城市海綿系統(tǒng)等，通過(guò)試點(diǎn)工程的建設(shè)與實(shí)施，進(jìn)一步驗(yàn)證了低沖擊開發(fā)雨水模式和“海綿城市”理論的正確性和可行性。本小節(jié)將結(jié)合我國(guó)城市規(guī)劃和建設(shè)實(shí)際情況，探索基于低沖擊開發(fā)雨水模式在構(gòu)建“海綿城市”中的應(yīng)用。

3.1 城市道路規(guī)劃

城市道路是城市交通運(yùn)輸?shù)摹按髣?dòng)脈”，是城市發(fā)展的重要支撐，因此城市道路規(guī)劃對(duì)城市發(fā)展具有重要意義。城市道路越來(lái)越寬闊，一旦遭遇暴雨，道路面水流量較大，道路及周邊垃圾等污染物隨雨水流動(dòng)，極易造成面污染，對(duì)城市雨水資源產(chǎn)生影響。另外，暴雨導(dǎo)致城市內(nèi)澇，道路積水嚴(yán)重，會(huì)嚴(yán)重影響城市交通，尤其是在惡劣天氣下將會(huì)對(duì)城市居民帶來(lái)不便。因此，城市道路規(guī)劃是關(guān)乎城市生態(tài)健康發(fā)展的關(guān)鍵。

利用低沖擊開發(fā)雨水模式對(duì)城市道路進(jìn)行規(guī)劃，在保證城市道路暢通和基本功能的基礎(chǔ)上，要加強(qiáng)道路兩側(cè)及周邊綠化建設(shè)，通過(guò)建設(shè)道路綠地、透水路面、低沖擊開發(fā)雨水樹池等，減少道路雨水流量，增強(qiáng)道路吸收雨水能力。利用道路周邊綠化帶建設(shè)下凹的海綿系統(tǒng)，促進(jìn)雨水徑流進(jìn)入海綿系統(tǒng)，并對(duì)雨水進(jìn)行過(guò)濾、凈化和存儲(chǔ)。綠地的應(yīng)用，有效控制了道路雨水污染，從而提高了城市雨水環(huán)境和質(zhì)量。

構(gòu)建新型透水路面，可提高暴雨徑流滲入城市道路海綿系統(tǒng)的能力。透水路面要優(yōu)先考慮應(yīng)用在人行道，同時(shí)配合使用低沖擊開發(fā)雨水模式樹池，這樣可保證暴雨后人行道雨水徑流能在較短時(shí)間內(nèi)徹底排干，方便行人雨后行走。在城市道路污染嚴(yán)重的地段，要慎重考慮透水路面的使用，道路海綿系統(tǒng)要強(qiáng)化雨水過(guò)濾和凈化功能，提高道路污染下雨水的水質(zhì)。

3.2 城市水系統(tǒng)規(guī)劃

城市天然雨水常用的凈化場(chǎng)地主要有濕地、河塘、湖水等，利用天然水系凈化雨水不僅凈化效果顯著，而且不需要過(guò)多人工建筑設(shè)施的干預(yù)，在城市規(guī)劃和建設(shè)中節(jié)約成本。在海綿城市建設(shè)中，城市水系統(tǒng)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性建設(shè)。利用城市現(xiàn)有的濕地、河塘、湖水等水系統(tǒng)作為雨水凈化場(chǎng)，將城市廣場(chǎng)、綠地、公園等建設(shè)成具有一定城市雨水存儲(chǔ)和過(guò)濾功能的雨水滯納場(chǎng)地，形成完善的城市水系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)城市水系統(tǒng)的作用，需要從以下三個(gè)方面入手：（1）嚴(yán)禁居民或相關(guān)單位私自填埋城市低洼河溝和小型池塘，防止因河塘填埋造成城市防洪抗旱功能下降。對(duì)于已經(jīng)填埋的池塘或河溝，應(yīng)綜合考慮城市規(guī)劃的需求，并結(jié)合城市生態(tài)發(fā)展的實(shí)際情況，適當(dāng)進(jìn)行填埋恢復(fù)及生態(tài)重建；（2）突破傳統(tǒng)城市規(guī)劃理念，開放城市廣場(chǎng)、公園、綠地等設(shè)施的建設(shè)，盡量將這些設(shè)施與城市水系統(tǒng)構(gòu)建聯(lián)系，提高城市廣場(chǎng)、綠地、公園等公共場(chǎng)所的雨水吸納與排水能力，形成城市水系統(tǒng)的重要輔助支撐；（3）充分考慮城市水系統(tǒng)建設(shè)與周邊生態(tài)環(huán)境的融合，將城市空間布局、地域環(huán)境、雨水管理等因素納入城市水系統(tǒng)構(gòu)建條件，在充分利用城市生態(tài)環(huán)境下推廣水系統(tǒng)的構(gòu)建與利用。

3.3 城市雨水管理規(guī)劃

從微觀角度來(lái)看，低沖擊開發(fā)雨水模式在城市雨水管理中主要是依賴水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。以城市河塘來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)雨水管理，首先要將城市雨水徑流引入城市河塘，形成城市雨水的匯集區(qū)。此外，為保證河塘的蓄水能力，還要確保具有良好的排洪渠道，而且排洪時(shí)并不會(huì)犧牲周邊或農(nóng)村排水系統(tǒng)。城市河塘還要具備雨水凈化能力，這樣就形成了雨水吸納→雨水存儲(chǔ)→雨水凈化→雨水再利用的良性循環(huán)。

在雨水管理規(guī)劃中要充分利用城市各個(gè)地形的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到因地制宜的雨水管理效果。在利用低沖擊開發(fā)雨水模式進(jìn)行海綿城市建設(shè)的過(guò)程中，要充分尊重自然，敬畏自然，良性科學(xué)地利用自然，注重自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的雙重保護(hù)，實(shí)現(xiàn)城市的生態(tài)和諧發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

低沖擊開發(fā)雨水模式和海綿城市理論是城市現(xiàn)代化規(guī)劃和建設(shè)的重要進(jìn)步，在生態(tài)城市的建設(shè)和實(shí)施具有重要意義。在城市規(guī)劃中，充分利用低沖擊開發(fā)雨水模式和海綿城市理論，構(gòu)建完善的城市雨水管理系統(tǒng)，充分發(fā)揮城市雨水在城市水資源管理中的重要作用，為構(gòu)建生態(tài)和諧健康發(fā)展的現(xiàn)代化城市提供理論依據(jù)。本文通過(guò)分析低沖擊開發(fā)雨水模式在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，探索了海綿城市建設(shè)，為推動(dòng)我國(guó)生態(tài)城市建設(shè)提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒韻.基于低沖擊開發(fā)理念的城市雨水利用策略研究 [D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.

[2] 裴古中.低沖擊開發(fā)技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用[J].市 政技術(shù)，2014，32（5）.

[3] 徐振強(qiáng).我國(guó)海綿城市試點(diǎn)示范申報(bào)策略研究與能力 建設(shè)建議[J].建設(shè)科技，2015，（3）.

作者簡(jiǎn)介：馮博（1984-），男，河南人，深圳市梅林水庫(kù)管理處中級(jí)工程師。

（責(zé)任編輯：小 燕）