基于低影響開發(fā)（LID）理念的雨水管網(wǎng)規(guī)劃

初永順 肖祿輝

摘要：低影響開發(fā)（LID）理念被越來越廣泛地認(rèn)可和重視，它對城市雨水收集、利用和排放都產(chǎn)生了較大的影響，隨之而來的是給城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃帶來了變化。目前基于LID理念的雨水管網(wǎng)規(guī)劃在城市規(guī)劃實踐中已經(jīng)有了很好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：低影響開發(fā)；雨水管網(wǎng)；規(guī)劃；應(yīng)用

傳統(tǒng)的城市雨水管網(wǎng)規(guī)劃的主要原則是，雨水管網(wǎng)系統(tǒng)要及時地排除暴雨帶來的地面徑流。該系統(tǒng)主要包括雨水口、雨水管渠、檢查井出水口等。

城市雨水管網(wǎng)規(guī)劃最主要的技術(shù)工作之一就是選取暴雨強度公式，確定關(guān)鍵參數(shù)，計算雨水徑流量。在這個過程中集水時間和徑流系數(shù)兩個參數(shù)的大小是和城市的物質(zhì)空間形態(tài)有直接關(guān)系的，地形、地面鋪砌和地面植被情況影響集水時間，屋面、地面的覆蓋種類影響徑流系數(shù)。

在傳統(tǒng)的城市中絕大多數(shù)屋面、地面都是硬化處理的，這就使得集水時間縮短、徑流系數(shù)大，造成的直接后果就是總徑流量高、峰值流量大、峰值時間短，這些因素傳導(dǎo)到最后就是雨水管渠的管徑變大，工程造價也很高，以至于投資跟不上的情況下城市洪澇情況嚴(yán)重。

還有一個現(xiàn)象是，在傳統(tǒng)的城市建設(shè)中，填埋了許多水塘、洼地，甚至截洪溝，使得這些有防洪排水能力的自然資源失去了攔、蓄、分、泄的功能。造成的后果就是，雖然城市逐年加大排水基礎(chǔ)設(shè)施投入，但還不能根本上解決城市防洪排澇問題，造成“逢雨必澇”的現(xiàn)象。

另外，由于傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)規(guī)劃的另外一個原則是充分利用地形，就近排入水體。這使得初始雨水污染河道，地下水得不到有效補充，雨水沒有有效利用，造成了“雨后既汗”的現(xiàn)象。

一、低影響開發(fā)（LID）理念

低影響開發(fā)（LID）理念起源于上個世紀(jì)九十年代末期的美國，后來在澳大利亞、新加坡等國家的城市規(guī)劃和建設(shè)中也得到了廣泛的應(yīng)用，實踐效果非常好。低影響開發(fā)（LID）初始的原理是通過分散的、小規(guī)模的、易建造的源頭控制設(shè)施和相關(guān)技術(shù)，達(dá)到對暴雨所產(chǎn)生的徑流和污染進(jìn)行有效控制，起到保持水土、控制面源污染物、消減洪峰等作用。主要做法是盡量保持土地未開發(fā)前的地表特征，維持原有地貌的生態(tài)特性，通過加大地表的滲透率留住一部分雨水，有效回補地下水，并過濾掉水中的懸浮污染物。通過綠地滯留部分雨水，延長集水時間，通過綠地、水塘、河溝蓄留一部分雨水，減少徑流量?？傮w上達(dá)到降低徑流總量、降低峰值流量、延緩峰現(xiàn)時間的效果（圖1），直接的好處就是降低了面源污染、保持了地下水補給和降低了雨水管網(wǎng)的造價。

二、LID理念對雨水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃的影響

（一）構(gòu)筑物系統(tǒng)

在LID理念下傳統(tǒng)系統(tǒng)中的雨水口形式變得多樣化（圖2a），出現(xiàn)了有前道過濾功能和雨水儲存功能的雨水口。另外，城市中越來越少用的雨水明溝（又稱為生態(tài)水渠）開始得到重視和更廣泛的使用。在航空動力產(chǎn)業(yè)園項目中廣泛采用了雨水明溝系統(tǒng)（圖2b），通過生態(tài)化的雨水明溝收集存儲了部分雨水，降低了管網(wǎng)排放壓力，美化了城市環(huán)境，儲存的雨水又可以在非雨季用于市政用途。同時，雨水進(jìn)入生態(tài)明溝的過程中又去除了懸浮顆粒物污染，凈化了城市水體。

（二）流量計算

在LID理念下地面集水時間t1的延長使得降雨歷時t增大，徑流系數(shù)只是傳統(tǒng)數(shù)值的0.80～0.85倍（表1），徑流量得到有效降低，由此雨水管徑變小，在暴雨強度計算時要充分考慮這一點，帶來的直接好處是降低了雨水管網(wǎng)系統(tǒng)的總造價。

航空動力產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃采用成都市暴雨強度公式，規(guī)劃區(qū)內(nèi)雨水量按下列公式計算：

Q=·F·q

q=2806〖SX（〗1+0.863lgP[]（t+12.8P0.231）0.768

式中，

Q為管道的設(shè)計流量（L/s），

F為管段設(shè)計匯水面積（ha），

q為管段的設(shè)計降雨強度L/（s·ha），

為綜合平均徑流系數(shù)，在建成區(qū)取0.55，比傳統(tǒng)模式下減少了0.10，公共綠地取0.2～0.3。

p——設(shè)計重現(xiàn)期，選用2～5年；

t——降雨歷時（min），由地面集水時間t1和雨水在上游管內(nèi)的流行時間t2組成，t=t1+t2。

（三）雨水分區(qū)和管網(wǎng)布置

在LID理念下雨水分區(qū)和雨水管網(wǎng)的規(guī)劃與生態(tài)明渠和雨水收集綠地的布局充分結(jié)合，科學(xué)確定徑流管控單元劃分（圖3a）和地塊匯水方向（圖3b）。

同時，要利用GIS手段對基地的坡向、現(xiàn)狀水系、植被價值和匯水徑流進(jìn)行科學(xué)分析，優(yōu)化生態(tài)溝渠、集水綠地和雨水管網(wǎng)的布局（圖4）。

三、總結(jié)

低影響開發(fā)（LID）理念給城市雨水管網(wǎng)的規(guī)劃布局、流量計算帶來了新的挑戰(zhàn)。在國家大力推進(jìn)海綿城市建設(shè)的形式下，在城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃的實踐中，規(guī)劃師要充分了解和引入低影響（LID）理念，綜合運用生態(tài)手法和GIS手段，科學(xué)合理地規(guī)劃，有效解決城市的洪澇問題，有效降低城市基礎(chǔ)設(shè)施的造價。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴慎志[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008：130.

[2]王炳坤[M].天津：天津大學(xué)出版社，2011：78.

作者簡介：

初永順（1969），男，工程師；

肖祿輝（1987），男，規(guī)劃師。