低影响开发在城市雨水管网设计中的应用与探讨

姚智文，刘 燕

（1.青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛 266101；2.青岛致远环境工程有限公司，山东青岛 266071）

0 前言

目前，城市雨水排放主要存在以下3个特点：雨多、雨少，雨脏。“雨多”是由于城市化水平日益提高，城市不透水面日益增大，雨水汇流时间缩短，峰值流量大，造成内涝灾害频发；“雨少”是由于雨水资源流失严重，导致地下水位降低，水资源短缺；“雨脏”是由于初期雨水中含有大量的污染物质，对城市水体造成污染，水环境恶化严重。

雨水径流不仅带来了城市内涝灾害，也引发了水质污染等环境问题，但同时雨水也是城市的重要水源，科学合理地处理雨水径流问题，将为城市的持续健康发展提供契机。针对雨水排放特点，《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）（2011年版）2.1.8B提出低影响开发（LID）理念，强调城镇开发应减少对环境的冲击，其核心是基于源头控制和延缓冲击负荷的理念，构建与自然相适应的城镇排水系统，合理利用景观空间和采取相应措施对暴雨径流进行控制，减少城镇面源污染[1]。

1 城市雨水设计标准

《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）（2011年版）3.2.4中确定重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，重现期应采用3～5 a，并应与道路设计协调，经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限。特别重要地区可采用10 a或以上。

在城市雨水管道设计中，雨水管道一般沿市政道路进行敷设，城市道路两侧以居住、公建为主。目前，我国城市雨水管道设计重现期一般采用1～3 a，根据道路的等级进行雨水管径设计，支路雨水设计重现期P=1.5 a，次干路雨水设计重现期P=2 a，主干路雨水设计重现期P=3 a，综合径流系数ψ=0.6，与发达国家城市及现行《室外排水设计规范》（GB 50014—2006）相比较略低，造成实际设计排水能力偏低。

2 低影响开发在城市雨水设计中的应用

传统的城市建设导致硬地化，不仅增加了城市排水压力，也造成水污染等多个问题。国际上，城市建设采用低影响开发已是发展趋势。近年来，雨水入渗及调蓄系统得到越来越多的应用，一些具有前瞻性的城市管理政策已经或正在制订，包括鼓励采用雨水入渗及调蓄系统，倡导低影响开发（LID）理念，降低雨水径流系数等综合措施，有些工程已取得明显的社会效果[2]。针对不同下垫面的雨水水质情况，雨水由直排向“渗、蓄、用、排”转化[3]，采取因地制宜的方针，通过入渗、蓄集等多种低影响开发（LID）途径，将降雨留在径流前的最初状态，做到资源利用和环境效益的统一。城市中的低影响开发主要应用在以下几个方面。

（1）在住宅小区内的应用

伴随着城市化建设，大量居民涌入城镇，小区的品质及数量也急剧上升，高品质生态小区内景观水系众多，绿化率高，可充分利用小区内的景观水系对雨水加以利用，不仅可以减少小区内景观水系的给水补给，有效节约水资源，而且可以提高小区自身的防洪标准，有效减少雨水对下游水体的污染负荷。对于建设规模相对较小的居住区，采用渗渠、渗管将绿化带内的雨水收集于蓄水池内，用于对小区内的绿化浇灌。对于现状已经建成的住宅小区，建筑屋面可采用屋顶绿化加以装饰与改造，既可改善整个城市的景观视觉效果，又可减轻大气污染和削减雨水污染负荷，调节城市气温与湿度，改善建筑屋顶的性能及温度。

（2）在公建内的应用

公建大型屋面比较多，大型屋面一般采用金属屋面或者是水泥砖保护层屋面，降雨过程中，初期径流中所含的污染物的量较中、后期的雨水径流大很多，水质相对较差。采用容积弃流型、小管弃流型雨水收集措施，可将屋面雨水收集于蓄水池，所收集雨水基本可以满足企业内绿化浇灌及道路冲洗。初期弃流雨水排入企业内的污水管道，最终排往污水处理厂进行集中处理。

（3）在市政道路中的应用

市政道路采用透水路面，透水垫层厚度不小于150 mm，孔隙率不应小于30%，并满足相应的承载力要求，保证冬季不发生冻涨。路面宜高于路边绿地5～10 cm，并应确保雨水顺畅流入绿地；雨水口宜设在汇水面的低洼处，顶面标高宜低于地面10～20 mm。

通过以上模式的建设，径流系数可得到有效降低，即在相同降雨量下收集到的雨水会相应减少，一些小雨对市政排水管道而言甚至不会形成径流，而且径流水质会明显改善，尤其是雨水中的SS含量会很少。以上低影响开发措施，对进入市政雨水管道的雨水可起到延时排放、污染削减的目的，避免城市内涝现象的发生，改善下游受纳水体水质。

3 低影响开发的效益探讨

目前，国内尚没有低影响开发技术的指导标准，低影响开发技术仍处于探索阶段，在现有城市的基础上进行全规模低影响改建，将极大地增加建设成本。对在新建或者改建项目中采用低影响开发的建设单位进行35%～40%的经济补助，采用资金补助或在招商引资中给予优惠的方式，用于弥补低影响开发与雨水直排之间的投资差额[4]。各地区应结合当地实际情况，因地制宜，开展相应的本土低影响开发技术实验研究，实现低影响开发的本土化。低影响开发是一项复杂的系统工程，与区域特性关联度极大，且具有较高的弹性度，需根据区域的开发现状、用地特征等实时进行调整。

在美国和欧洲的一些城市，低影响开发效果显著，根据目前的统计资料，低影响开发（LID）可以减少暴雨径流30%～99% 并延迟暴雨径流值5～20 min，从而减轻市政排水管网系统的压力；低影响开发（LID）还可以有效去除雨水径流中的磷、氮、油脂、重金属等污染物，有中和酸雨的效果，可以节省雨水回用成本；生态绿色屋顶还可以降低室内温度2℃左右并美化环境，创造舒适的生活空间。

以青岛高新区为例，市政排水管网已基本敷设完毕，开发建设用地约占整合建设用地的25%，采用低影响模式进行后续开发后，现状雨水管道排水能力将得到有效提升：支路雨水排涝标准由1.5 a提高至2 a，次干路由2 a提高至3 a，主干路由3 a提高至5 a，可提高整个区域的排涝标准；采用低影响开发建设模式后，由于初期雨水中的污染物得到有效控制，年均可减少COD、NH3-N、TP总量分别为1 250 t、37 t、1.25 t，减少对周边水体的污染，避免河道富营养化。

4 结语

近年城市暴雨频发，城市内涝问题及其解决方案受到多方关注[5]。从传统的雨水直排转变为低影响开发理念进行城市建设，需要城市建设管理部门加大对相应地块开发过程中雨水综合利用的审批力度[6]，由开发建设单位在雨水收集排放过程中辅以适当的工程手段及措施，保证城市建设过程中将低影响开发落到实处。

[1]GB 50014—2006，室外排水设计规范（2011年版）[S].

[2]王建龙，车伍，等.基于低影响开发的城市雨洪控制与利用方法[J].中国给水排水，2009，25（14）：6-9.

[3]宋进喜，李琦，等.区域性城市雨水资源化利用有机协调体系的建立[J].中国给水排水，2010，26（24）：92-96.

[4]胡爱兵，任心欣，等.深证市创建低影响开发雨水综合利用示范区[J].中国给水排水，2010，26（20）：69-72.

[5]王峰，严正惠，等.城市雨水内涝及对策[J].中国给水排水，2012，28（12）：15-20.

[6]车伍，李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.