海綿校園低影響開發(fā)雨水設施維護管理方法研究＊

趙海濤，潘 迪，胡 穎

（江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院，江蘇 常州 213147）

1 項目背景

伴隨著中國快速城市化的進程，城市發(fā)展過程中出現(xiàn)了資源過度消耗、生態(tài)環(huán)境突出的問題，黨中央明確提出應尊重自然、順應自然、保護自然，要求把生態(tài)文明建設放在突出地位，大力推進美麗中國建設。

海綿城市建設作為生態(tài)文明建設的重要內容，可使城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]，能有效提高雨水資源的利用率并減少其對生態(tài)環(huán)境的污染。

從2015 年開始至今，中國的海綿城市試點建設工作已在全國范圍內廣泛深入開展，各地均建有一批已投入運行的海綿城市建設項目，因此對于已建成的低影響開發(fā)雨水設施，如何有效地進行運行維護管理逐漸成為海綿城市建設過程中的重點關注問題，直接影響低影響開發(fā)雨水設施的長期運行效果。但是目前對低影響開發(fā)雨水設施實際維護管理方法的研究較少，未形成較為系統(tǒng)有效的海綿城市實際維護管理經驗。因此，對低影響開發(fā)雨水設施實際維護管理方法的研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文依托江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院校園內已建成的海綿設施，探討研究海綿城市低影響開發(fā)雨水設施的管理與維護方法，為實際低影響開發(fā)雨水設施的維護管理提供相關技術經驗，這對其他學校相關海綿設施的維護管理也具有一定的參考指導作用。

2 海綿校園低影響開發(fā)設施基本概況

2.1 海綿校園低影響開發(fā)設施建設情況

江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院新校區(qū)于2015年建設之初就堅持海綿城市建設理念，堅持建設綠色生態(tài)校園的理念，結合地形特點和常州地區(qū)常年降水量、蒸發(fā)量，在海綿校園規(guī)劃建設中引入了各種低影響開發(fā)的技術，目前新校區(qū)內建設有透水鋪裝、植草溝、雨水花園、雨水濕地、綠色屋頂、下沉式綠地和卵石排水溝等眾多海綿設施，這些措施提升了校園內的雨水滲透能力，補充了地下水，減少了排水系統(tǒng)負荷，有效降低了雨水外排流量；并對雨水進行了回收利用，用于校區(qū)日常的綠化澆灌、道路澆灑等，解決了校園內澇積水和雨水收集利用的問題。

2.2 海綿校園低影響開發(fā)設施運行情況及存在問題

江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院新校區(qū)自2015年建成后其校園內的低影響開發(fā)設施已運行多年，初期階段運行狀態(tài)良好，整個海綿校園在下雨期間未出現(xiàn)大范圍的內澇現(xiàn)象。但后期海綿校園內海綿設施出現(xiàn)了不同程度需解決的維護管理問題，下面將對海綿校園內較為典型的4 種海綿設施的現(xiàn)狀及存在問題分別進行闡述。

2.2.1 透水鋪裝現(xiàn)狀分析及存在問題

海綿校園內透水鋪裝運行過程中主要起到的作用是將雨水進行快速下滲。但經實際觀察發(fā)現(xiàn)，在長時間運行過程中，校園內的透水鋪裝的面層會因為長期人員車輛行走、南方夏天長時間的高溫及缺乏水分導致面層出現(xiàn)破損開裂現(xiàn)象，并且樹葉、垃圾及雜物經常容易堵塞面層里的孔隙造成內部孔隙率降低，這兩大問題導致透水鋪裝的雨水下滲效果大大降低。

2.2.2 雨水花園現(xiàn)狀分析及存在問題

海綿校園內雨水花園一般建在校園內綠化帶旁的低洼處，主要起到的作用是將綠化帶旁傳輸過來的雨水收集后下滲補充到地下水和土壤，并且具有一定的徑流雨水凈化功能。但經實際觀察發(fā)現(xiàn)，在長時間運行過程中，校園內的雨水花園內部分植物出現(xiàn)老化、死亡現(xiàn)象且雜草叢生，導致雨水花園內的植被無法發(fā)揮作用，并且雨水花園內存在一定的垃圾與沉積物堵塞，導致土壤的內部孔隙率降低，這兩大問題導致雨水花園的雨水下滲和凈化效果出現(xiàn)一定的降低。

2.2.3 雨水濕地現(xiàn)狀分析及存在問題

海綿校園內雨水濕地運行過程中主要起到的作用是對雨水進行一定容積的調蓄，并通過物理、水生植物及微生物凈化徑流雨水，具有較好的徑流總量、徑流峰值流量和徑流污染物總量的綜合控制效果。但經實際觀察發(fā)現(xiàn)，一是在長時間運行過程中，校園內雨水濕地的部分水生植物因維護管理不善出現(xiàn)老化、死亡、病蟲害的現(xiàn)象，且水草叢生，導致雨水濕地內水生植物無法發(fā)揮正常的雨水凈化功能，二是雨水濕地底部存在長時間積累的底泥導致雨水濕地的調蓄容積大大降低，三是雨水濕地內垃圾、雜物較多未及時進行清理，堵塞了雨水濕地進水口，并影響了雨水濕地內的水質狀況。這三大問題對雨水濕地的雨水調蓄和凈化效果造成一定的不利影響。

2.2.4 卵石排水溝現(xiàn)狀分析及存在問題

考慮到海綿校園內綠化帶與透水道路交接的地方經常出現(xiàn)積水問題，綠化帶內的泥沙土壤經過雨水的沖刷會流到道路路面上造成透水路面被泥土污染，孔隙被泥土所堵塞，因此校園內在該區(qū)域采用卵石排水溝的海綿設施，除了主要起到收集排放雨水功能以外，還具有截留砂石泥土等大顆粒物質及引導雨水下滲的功能。但經實際觀察發(fā)現(xiàn)，一是在長時間運行過程中，校園內的卵石排水溝的卵石層會因為樹葉、垃圾及雜物進入發(fā)生堵塞現(xiàn)象，從而導致過濾大顆粒物質和滲透雨水能力的降低，二是卵石排水溝下面埋設的多孔PVC 排水管的孔口和管內出現(xiàn)大量沉積物淤積的現(xiàn)象導致排水不暢，這兩大問題導致卵石排水溝的雨水排水效果大大降低。

3 海綿校園低影響開發(fā)雨水設施維護管理方法

3.1 國內外低影響開發(fā)雨水設施維護管理方法研究進展

低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）這個概念自20 世紀80 年代中期在美國被提出后，在30多年的發(fā)展中逐步替代了美國傳統(tǒng)雨水管理系統(tǒng)最佳實踐（Best Management Practices，BMP），旨在采用滲、滯、蓄、凈、用、排等措施來控制徑流流域區(qū)的水文情況，國外實際的一些低影響開發(fā)案例研究中也體現(xiàn)了低影響開發(fā)設施的后期維護管理對其長效運行有效性的重要價值。加拿大安大略省為解決低影響開發(fā)設施的后期維護管理問題，在《雨洪管理規(guī)劃與設計手冊》中專門制定了定期填寫管理維護報告的制度，安大略省的DRAKE 等[2]在對安大略省的雨水塘維護管理研究中，明確了雨水塘維護管理時需開展單項監(jiān)測并對池底沉積物定期清理。美國馬里蘭州的LINDSEY等[3]在對馬里蘭州低影響開發(fā)雨水設施維護管理研究中對4 個城市進行了超過250 項低影響開發(fā)雨水設施運行現(xiàn)狀的分析比較，歸納出不同設施的維護管理方法。

在國內，對低影響開發(fā)雨水設施維護管理方法的研究才剛起步，研究成果較少，可供參考借鑒的維護管理實踐經驗較少?！逗＞d城市建設技術指南》[1]歸納總結出低影響開發(fā)雨水設施維護管理的基本要求和不同低影響開發(fā)雨水設施管理維護的主要注意事項。張彧等[4]以天津大學建筑學院“海綿城市構建與效能”實驗基地為觀測原型，歸納出各種常見低影響開發(fā)雨水設施維護管理工作的主要內容，并從日常維護具體操作方法、北方冬季管理、創(chuàng)新管理方法方面提出了實際操作性較強、完整度較高的管理維護方案。賈智謀等[5]分別從雨前預防、雨中監(jiān)測、雨后修復3 個階段分析，歸納了國內海綿設施維護管理的要點，提出專業(yè)的維護管理方法和良好的運行效果結合在一起可促進海綿城市健康可持續(xù)發(fā)展。楊振東等[6]結合重慶悅來新城海綿城市試點建設情況，針對海綿設施維護效果欠佳等問題，歸納提出了強化事前預控源頭管理、統(tǒng)籌落實事中維護標準、完善事后考核評估機制的全過程管理技術策略，并通過梳理悅來海綿監(jiān)測信息平臺的各項情況展現(xiàn)了監(jiān)測信息平臺在海綿城市規(guī)劃建設和運營維護管理中發(fā)揮的數(shù)字化支撐作用，可有效指導現(xiàn)場維護。

這些前期的國內外研究成果為低影響開發(fā)雨水設施的后期維護管理提供了一定的指導借鑒作用，但結合到具體場地，日常管理維護內容如何落地和具體維護管理方法如何具體操作，仍有一定的研究空間。因此本文依托江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院校園內已建成的海綿設施，探討研究低影響開發(fā)雨水設施運行過程中的實際管理與維護操作方法。

3.2 海綿校園內低影響開發(fā)雨水設施維護管理具體操作方法

江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院海綿校園內存在有“滲、蓄、滯、凈、用、排”等不同功能的透水鋪裝、雨水花園、植草溝、雨水濕地、綠色屋頂、下沉式綠地和卵石排水溝等海綿設施，每個海綿設施又是由多種不同材料、不同結構的要素組成。下面將分別對海綿校園內較為典型的4 種海綿設施及其組成要素的實際日常維護管理方法進行探討分析。

3.2.1 透水鋪裝的日常維護管理具體操作方法

在實際日常對海綿校園內透水鋪裝路面的維護管理中采取的具體操作方法如下：①針對透水鋪裝面層破損開裂現(xiàn)象，校內定期安排人員進行巡查，當面層出現(xiàn)破損開裂現(xiàn)象時，及時安排相關維保人員對面層進行修補及更換；在夏季高溫階段，每天在對校園內景觀植物澆灌的同時，對透水鋪裝路面進行充分的澆水濕潤，保證面層不會出現(xiàn)高溫開裂的情況。②針對透水鋪裝面層容易堵塞的問題，專門購買了吹風吸塵兩用的鼓風機和垃圾夾等設備，對面層里混雜的樹葉、垃圾及雜物按月度進行定期巡查清理，保證面層孔隙的雨水滲透能力一直處于正常水平，發(fā)揮其正常雨水下滲的功能。

3.2.2 雨水花園的日常管理維護具體操作方法

在實際日常中對海綿校園內雨水花園的維護管理中采取的具體操作方法如下：①針對雨水花園的部分種植物出現(xiàn)老化、死亡現(xiàn)象且雜草叢生導致雨水花園內種植的植被無法發(fā)揮正常作用的問題，及時安排校內相關人員使用專業(yè)園林工具補種修剪植物，清除雨水花園內的雜草，并適時進行植被的施肥、灌溉工作，保證雨水花園內植被的正常生長，發(fā)揮植被的固定土壤及凈化雨水的作用；②針對雨水花園內存在一定的垃圾與沉積物堵塞導致土壤內部孔隙率降低的問題，及時安排校內相關人員采用吹風吸塵兩用的鼓風機和垃圾夾等設備對雨水花園內垃圾與沉積物進行清理，并采用齒耙對雨水花園土壤進行翻土工作，保證土壤內部孔隙率恢復到正常水平，改善土壤滲透性，適時對雨水花園的土壤進行更新。

3.2.3 雨水濕地的日常管理維護具體操作方法

在實際日常中對海綿校園內雨水濕地的維護管理中采取的具體操作方法如下：①針對校園內雨水濕地的部分水生植物因維護管理不善出現(xiàn)老化、死亡、病蟲害的現(xiàn)象且雜草叢生導致雨水濕地內水生植物無法發(fā)揮正常雨水凈化功能的問題，及時安排校內相關人員使用專業(yè)園林工具補種修剪雨水濕地內水生植物，人工打撈清除雨水濕地內的水草，并適時進行植被的施肥、灌溉工作，保證雨水濕地內水生植物的正常生長和正常凈化雨水的功能；利用便攜式濁度儀定期監(jiān)測雨水濕地中水的懸浮物（SS）質量濃度，根據(jù)地表水環(huán)境質量標準對進水口和雨水濕地內的水質進行評價，調整雨水濕地中水生植物配置種類及種植密度等，以最大程度地凈化收集的雨水。②針對雨水濕地底部存在長時間積累的底泥導致雨水濕地調蓄容積大大降低的問題，及時安排校內相關人員采用泥漿泵等機械設備對雨水濕地底部沉積的淤泥進行抽取收集，保證雨水濕地的調蓄容積恢復到正常水平。③針對雨水濕地內垃圾、雜物較多未及時進行清理而堵塞雨水濕地進水口并影響雨水濕地內水質狀況的問題，定期安排校內相關人員采用垃圾夾、帶網兜的竹竿等設備對雨水濕地進水口和雨水濕地內的垃圾、雜物進行人工清理打撈，以防止進水口出現(xiàn)堵塞或淤積導致過水不暢，提高雨水濕地內水質狀況。

3.2.4 卵石排水溝的日常管理維護具體操作方法

在實際日常中對海綿校園卵石排水溝的維護管理采取的具體操作方法如下：①針對卵石層因樹葉、垃圾及雜物進入發(fā)生堵塞現(xiàn)象，從而導致過濾大顆粒物質和滲透雨水能力降低的問題，校內定期安排人員首先采用吹風吸塵兩用的鼓風機和垃圾夾等設備對卵石層內樹葉、垃圾及雜物進行清理，然后采用鐵鏟、齒耙等工具對卵石進行翻動和耙松整合，以提高恢復卵石層的過濾滲水能力；②針對卵石排水溝下面埋設的多孔PVC 排水管的孔口和管內出現(xiàn)大量沉積物淤積的現(xiàn)象導致排水不暢的問題，校內定期安排人員在使用鐵鏟、齒耙等工具對上面的卵石層進行翻動后，采用沖洗水管里的高壓沖洗水對多孔PVC 排水管進行高壓沖洗，將多孔管內沉積物和管孔堵塞的物質沖洗掉，恢復多孔PVC 排水管的排水能力。

4 結束語

海綿城市建設作為中國當前的一項重要國家戰(zhàn)略，對于解決中國城市的快速發(fā)展過程中面臨的城市內澇、徑流雨水污染及水資源缺乏的問題起到了日趨重要的作用，低影響開發(fā)雨水設施作為目前國內海綿城市建設的重要核心內容，相關低影響開發(fā)雨水設施維護管理方法的有效性直接影響到設施的功能是否能夠得以長期正常發(fā)揮，對于海綿城市建設中低影響開發(fā)技術在全國范圍中的廣泛推廣和切實解決城市雨水問題具有重要的現(xiàn)實意義。本文在參考國內外低影響開發(fā)雨水設施維護管理經驗的基礎上，以江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院海綿校園為例，對低影響開發(fā)雨水設施的維護管理相關技術經驗實際操作方法進行探討分析，分別針對校園內較為典型的海綿設施的現(xiàn)狀特點及存在問題提出實際操作有效可行的維護管理方法，對其他學校低影響開發(fā)雨水設施的穩(wěn)定可持續(xù)運行具有一定的指導借鑒作用，促進了低影響開發(fā)雨水設施維護管理技術方法的全面推廣。