探析城市雨洪管理中的低影响开发模式

高家立

【摘要】近年来，城市化进程的加快和全球气候的变化，致使城市暴雨洪水灾害日趋严重，主要表现在城市洪涝和雨水污染两个方面。传统的雨洪管理措施已不能满足城市可持续性发展的需要，本文通过对于低影响开发模式的探析，为城市防洪排涝和控制污染提供科学参考。

【关键词】雨洪管理；低影响开发；降水径流

近年来，伴随着我国城市化进程的不断加快，城市水循环模式加大改变，加之全球范围内的气候变化，城市暴雨洪水的灾害日趋严重。传统的雨洪管理措施以末端治理为主，已经不能满足城市健康发展的需要，而低影响开发（Low Impact Development）模式采用分散，多样，小型，本地化的技术从源头上对城市的水文情势进行调控，是满足城市可持续性发展的雨洪管理策略。

1、城市降雨洪水的影响分析

1.1 城市洪涝灾害

城市化进程加剧了土地利用格局的改变，原有的草坪，树林等透水地面被大量建筑物、道路和广场等不透水地面代替，阻碍了雨水的自然渗透，地表径流汇流时间缩短，径流量和洪峰流量增大，致使城市洪涝灾害发生的风险大大增加。仅2013年，全国就有234座城市遭受洪涝灾害，受灾人口1.2亿，直接经济损失3146亿元，而且由于城市设施复杂且恢复困难，洪水影响范围远超出受淹范围，其造成的间接损失甚至超过直接损失。

1.2 雨水污染问题

城市水污染的来源主要分为点源污染和面源污染，点源污染已经随着城市污水处理设施的完善已初步得到有效控制，而强降雨冲刷地表沉积物引起的面源污染则成为城市地表径流污染的主要污染源。此外，我国大部分城市采用雨污合流的排水系統，由于建设中存在的混接，错接问题，导致污水溢流现象同样严重。

2、低影响开发模式相关技术分析

城市雨洪管理不仅需要对于水量进行控制，同时需要对于雨水径流的水质进行管理。低影响开发（LID）模式模拟自然界的水循环过程，由集中处理转为对雨水进行分散就地处理。其根本目标是通过模拟场地开发前的自然水文环境，保护、恢复场地原有自然景观，达到维护及修复场地的水循环过程及其生态功能的目的，主要包含以下三种技术手段：

2.1 下凹绿地

下凹绿地是指高程低于周围地面的绿地，使周围地面径流流入，利用绿地良好的入渗性增加雨水下渗，并利用绿地植物对雨水进行净化。城建过程中，通过合理调整面高程、绿地高程、雨水口高程，使雨水口坎高于绿地高程而低于路面高程，并将雨水口设置在绿地内，这样就形成下凹绿地。其优点如下：

（1）降低城市的洪涝灾害，增加雨水土壤入渗量，降低绿地的灌溉用水量。下凹绿地将大量的地表径流渗蓄与绿地内，减小洪峰流量。同时，绿地将大量的地表径流转变为土壤水和地下水，大大减少绿地的灌水量。

（2）减污、减淤、增肥。暴雨冲刷地表污染物进入城市河湖是重要的面源污染过程，下凹绿地相当一个沉砂池和污水处理系统，固体污染物绝大部分沉积在绿地内，有机污染物在绿地内得到净化。有机污染物经土壤微生物的作用，转变为植物的营养物质，增加了绿地的土壤肥力。

2.2 透水铺装

透水铺装是指各种人工材料的透水地面，如皮草砖、透水面砖、多孔沥青及透水性混凝土路面。透水铺装主要是由原土层、蓄水层、透水滤层和透水面构成，渗透系数应大于1×10-4m/s，蓄水层和透水滤层的渗透系数必须大于透水层的渗透系数，透水铺装的蓄水能力不宜低于2年重现期的60分钟降雨量。其优点如下：

（1）有效降低雨水径流，促进雨水下渗，保存部分雨水，减少了总径流量，使径流峰值由于延时而被削减，显著提高地区内的雨水排放标准。透水铺装的径流系数为0.3-0.5，对于排水来说，透水铺装成本比传统不透水地面高出10%左右，但综合考虑径流量减少、地面集流时间而导致雨水管道长度缩短及管径减小，雨水系统的总投资可减少12%-38%。

（2）多孔沥青及混凝土路面和透水面砖在内部和表面易于附着细菌和藻类等，形成可栖息的生物膜，其中的好氧菌对雨水渗流具有净化作用。

2.3 植草浅沟

植草浅沟是指种植植被的景观性地表沟渠通过重力流经收集雨水的排水系统，分为三种类型：标准传输草沟、干植草浅沟和湿植草浅沟。植草浅沟布置应与自然地形相结合，进行土方平衡计算，保证雨水重力流排放，并节省工程造价，且服务的汇水面积划分应使径流量均匀，尽量考虑与其他雨水措施合理衔接。其优点如下：

（1）输送雨水。植草浅沟在有些地方可以代替传统的雨水管道，输送雨水径流，且建造费用低，管理运行简单，而用草覆盖其表面，兼有一定的景观效果。

（2）降低雨水径流速度，保护土壤在大暴雨时不被冲刷，减少水土流失；削减洪峰流量，补充地下水。

（3）有效减小雨水径流中的悬浮颗粒物和有机物等。植草浅沟的植物和种植土层类似于土壤渗滤系统，通过物理-化学-生物多重作用，去除径流中的污染物，通常长度约长，停留时间越长，处理效果越好。

结束语

总而言之，低影响开发模式所采用的三种技术，能够有效的控制降雨洪水量、净化径流水质。而且，建设费用低，不占用额外土地，适用范围广，工程施工较为方便，可以统一进行设置，易于管理维护，是城市雨洪管理未来的发展方向。

参考文献：

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[2] 程江， 徐启新， 杨凯， 刘兰岚， 李博. 下凹式绿地雨水渗蓄效应及其影响因素. 给水排水. 2007；33（5）.

[3] 张炜， 车伍， 李俊奇， 陈和平. 植被浅沟在城市雨水利用系统中的应用. 给水排水. 2006；32（8）.