付 雁 軍

(大同市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山西 大同 037003)

談城市雨水徑流量控制方法

付 雁 軍

(大同市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山西 大同 037003)

結(jié)合大同市的實(shí)際情況，對(duì)控制雨水徑流量采取的設(shè)置下凹式綠地、透水鋪裝、屋頂綠化、雨水花壇、植草溝、植被緩沖帶和雨水調(diào)蓄池等低影響開發(fā)措施進(jìn)行了研究，達(dá)到了雨水資源化利用和緩解城市雨水管網(wǎng)壓力的目的。

雨水徑流量，低影響開發(fā)，海綿城市

0 引言

近些年來(lái)，受全球氣候變化的影響，暴雨等極端天氣對(duì)社會(huì)管理、城市運(yùn)行和人民群眾生產(chǎn)生活造成了極大的影響，加之部分城市排水防澇設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后、雨水調(diào)蓄設(shè)施不足，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的暴雨內(nèi)澇危害，這樣就對(duì)城市的雨水管網(wǎng)建設(shè)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)要求。規(guī)劃通過(guò)源頭的雨水徑流量控制可以有效地緩解城市雨水管網(wǎng)的壓力，從而降低城市內(nèi)澇發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。目前雨水徑流量的控制可采用低影響開發(fā)(LID)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，其控制方法主要有以下幾種。

1 下凹式綠地

下凹式綠地是指道路兩側(cè)的綠化帶、公園綠地、小區(qū)綠地等等高程低于硬化路面，呈“下凹式”構(gòu)造。下凹式綠地的豎向設(shè)計(jì)格局中，硬化路面處于最高位置，下凹式綠地處于最低位置，綠地排水系統(tǒng)位于綠地中，高于綠地，但是低于硬化路面。集雨路徑為雨水徑流經(jīng)硬化路面進(jìn)入綠地或直接到達(dá)綠地，經(jīng)滲透、截流、集雨至一定高度時(shí)，超量的雨水經(jīng)排水口進(jìn)入排水系統(tǒng)(如圖1所示)。

大同市綠地建設(shè)時(shí)可根據(jù)土壤滲透能力，當(dāng)土壤滲透系數(shù)處于10-6m/s～10-3m/s數(shù)量級(jí)時(shí)，土壤滲透性較好，可以使用下凹式綠地措施。對(duì)土壤入滲能力較差的區(qū)域，亦可采取下排水系統(tǒng)或改良土壤性能及土層結(jié)構(gòu)等措施。對(duì)于內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)高、缺乏調(diào)蓄水體的區(qū)域，可對(duì)現(xiàn)有綠地進(jìn)行下凹式改造，緩解雨水管網(wǎng)排水的壓力。

2 透水鋪裝

透水鋪裝是針對(duì)傳統(tǒng)路面透水性較差的缺陷，改良路面及路基結(jié)構(gòu)，促使雨水進(jìn)入路面，滲入路基或土壤中，起到削減徑流總量、洪峰流量和污染負(fù)荷的效果。透水性鋪裝主要由面層和基層構(gòu)成。面層可由多孔瀝青或混凝土、透水磚或孔型磚、卵石或碎石等構(gòu)成；基層由不同級(jí)配的砂、礫石、碎石等構(gòu)成，深度通常不超過(guò)200 mm(見圖2)。

透水鋪裝的特殊結(jié)構(gòu)和鋪裝方式，能夠從多方面來(lái)改善城市生態(tài)環(huán)境，具有削減雨水徑流、控制徑流污染，提高雨水入滲量、補(bǔ)充地下水等等顯著優(yōu)點(diǎn)，被眾多城市廣泛采用。透水性鋪裝設(shè)計(jì)可以滲透降落至其表面的雨量，亦可吸收經(jīng)植被過(guò)濾的各地徑流。

3 屋頂綠化

屋頂綠化是指在建筑屋頂種植樹木花卉等植被，主要是由植被層、介質(zhì)層、蓄排水層、阻根層和保溫層五部分構(gòu)成。屋頂綠化對(duì)雨水具有良好的蓄水以及滲濾功能，達(dá)到減少?gòu)搅魉?、改善徑流水質(zhì)，但同時(shí)也增加了屋面的荷載、增大了滲漏風(fēng)險(xiǎn)(如圖3所示)。

屋頂綠化不宜用于坡屋面、老舊屋面、輕質(zhì)高層屋面等，對(duì)新建工業(yè)廠房、大型公建等大屋面建筑，實(shí)施效果明顯，應(yīng)積極采用屋頂綠化；對(duì)于已建大屋面建筑，在結(jié)構(gòu)、排水等允許的條件下，逐步開展屋頂綠化改造。對(duì)于住宅建筑，屋頂面積相對(duì)較小，但總量龐大，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)示范技術(shù)研究，積極推廣，提升城市綠化率，改善城市環(huán)境。

4 雨水花壇

雨水花壇是指設(shè)置在建筑物、道路等周邊的植物綠化欄，有入滲型和過(guò)流型兩種，其區(qū)別在于過(guò)流型雨水花壇具有混凝土底座，雨水無(wú)法入滲至下層土壤。雨水花壇的設(shè)計(jì)原理是雨水以管道或片流通過(guò)植物入滲設(shè)施，部分雨水被植物根系吸收，雨水中的污染物經(jīng)土壤過(guò)濾而削減。為防止對(duì)建筑基礎(chǔ)產(chǎn)生不良影響，入滲型雨水花壇不宜建設(shè)于建筑物周邊或高密度建筑區(qū)域，適用于停車場(chǎng)、露天廣場(chǎng)、人行道周邊等區(qū)域，既能充分利用空間，又能美化環(huán)境。過(guò)流型花壇可設(shè)置于建筑周邊以及高密度建筑區(qū)域，對(duì)土壤含水率較高的區(qū)域，不宜采用雨水入滲設(shè)施，可建設(shè)過(guò)流型花壇(見圖4)。

雨水花壇由于具有占地面積小、應(yīng)用空間廣等特征而被廣泛使用。為避免建筑基礎(chǔ)受到不良影響，在建筑周圍或高密度建筑區(qū)域推薦采用過(guò)流型雨水花壇；對(duì)于停車場(chǎng)、廣場(chǎng)、人行道周邊等開敞空間推薦采用入滲型雨水花壇，可通過(guò)選擇不同粒徑的土壤顆粒來(lái)增強(qiáng)雨水的入滲能力。

5 植草溝

植草溝是指種植植被的景觀性地表溝渠排水系統(tǒng)。地表徑流以較低流速經(jīng)植草溝滯留、植物過(guò)濾和滲透，可有效去除雨水徑流中的多數(shù)懸浮顆粒污染物和部分溶解態(tài)污染物。植草溝可用于源頭、污染物傳輸途徑和就地處理系統(tǒng)(見圖5)。

按地表徑流在植草溝中的傳輸方式，可分為標(biāo)準(zhǔn)傳輸植草溝、干植草溝和濕植草溝等三種。標(biāo)準(zhǔn)傳輸植草溝可用于道路兩側(cè)，同時(shí)也可用于徑流量較小、人口較少的居住區(qū)、工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)；干植草溝須定期割草，才能有效保持植草溝干燥，保證土壤下滲能力，適用于居住區(qū)周邊；濕植草溝可用于公路、廣場(chǎng)周邊，蓄滲路面和廣場(chǎng)雨水，而由于其土壤層在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持潮濕狀態(tài)，易產(chǎn)生異味或蚊蠅，不適用于居住區(qū)周邊。由于植草溝邊坡較小、占地面積較大，一般不適用于城市密集區(qū)。干植草溝對(duì)土壤下滲要求較高，但對(duì)于小區(qū)雜填土等可以采用。

6 植被緩沖帶

植被緩沖帶是指河岸兩邊向岸坡爬升的植被組成的緩沖區(qū)域，其功能是防止由坡地徑流所帶來(lái)的污染物進(jìn)入河溪系統(tǒng)。植物緩沖帶是控制非點(diǎn)源污染，保持水土和提高生物多樣性最有效的策略之一。設(shè)計(jì)河岸植被緩沖帶時(shí)應(yīng)充分考慮到緩沖帶位置、植物種類、結(jié)構(gòu)和布局及寬度等因素，以充分發(fā)揮其功能。通常緩沖區(qū)呈帶狀沿水體分布，其具體形狀根據(jù)地形、地表和地下徑流的運(yùn)移途徑而定(見圖6)。

植被緩沖帶能避免非點(diǎn)源污染源與河流、湖泊之間的直接連接。功能主要有：過(guò)濾、滲透、吸收、滯留、凈化徑流雨水；穩(wěn)固河岸；形成良好的微生態(tài)系統(tǒng)，為生物多樣性提高保護(hù)。在新建小區(qū)

中，一般規(guī)劃有一定面積的景觀水體，小區(qū)內(nèi)景觀用水一般不得采用市政供水和自備地下水井供水。可以在景觀水體周邊設(shè)置植被緩沖帶，過(guò)濾徑流雨水，補(bǔ)充景觀水體，既改善水體周邊環(huán)境，又節(jié)約補(bǔ)水成本。大同市在御河兩岸控制線外側(cè)構(gòu)建了生態(tài)緩沖隔離帶，可考慮進(jìn)一步利用防護(hù)帶內(nèi)的植物或者植物與土木工程相結(jié)合，有效過(guò)濾、凈化路面雨水，改善河道水環(huán)境，減輕道路雨水管網(wǎng)壓力。

7 雨水調(diào)蓄池

針對(duì)大同市部分市政管網(wǎng)不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)下排水能力的要求，并且道路排水改造存在困難時(shí)，可以在關(guān)鍵約束節(jié)點(diǎn)處建設(shè)雨水調(diào)蓄池，削峰調(diào)洪，緩解管網(wǎng)壓力。調(diào)蓄池內(nèi)蓄水可以收集利用，也可以當(dāng)降雨峰值過(guò)后，管網(wǎng)負(fù)荷降低，調(diào)蓄池雨水回流至市政管網(wǎng)。

對(duì)城市新開發(fā)地塊、新小區(qū)和老舊小區(qū)整治等配套工程，建設(shè)時(shí)應(yīng)設(shè)置小型多功能雨水存儲(chǔ)池，可實(shí)現(xiàn)初期雨水的收集儲(chǔ)存、超標(biāo)暴雨的源頭調(diào)蓄、雨水就地利用等綜合目標(biāo)，效益顯著。對(duì)管網(wǎng)末端入河口處增加雨水調(diào)蓄池，可削減降雨徑流污染，降低入河污染負(fù)荷。

8 結(jié)語(yǔ)

理想狀態(tài)下，徑流總量控制目標(biāo)應(yīng)以開發(fā)建設(shè)后徑流排放量接近開發(fā)建設(shè)前自然地貌時(shí)的徑流排放量為標(biāo)準(zhǔn)。自然地貌往往按照綠地考慮，一般情況下，綠地的年徑流總量外排率為15%～20%(相當(dāng)于年雨量徑流系數(shù)α=0.15～0.20)，因此，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，年徑流總量控制率最佳為80%～85%。這一目標(biāo)主要通過(guò)控制頻率較高的中、小降雨事件來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》，大同市屬于Ⅰ區(qū)，年徑流總量控制率為85%≤α≤90%。

規(guī)劃依據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》和《大同市城市總體規(guī)劃》等，按用地分類及雨水控制利用的特點(diǎn)，進(jìn)行分區(qū)雨水徑流量控制。通過(guò)采用低影響開發(fā)(LID)措施，減小雨水的徑流量，達(dá)到了就近補(bǔ)充地下水，減少雨水的外排量，從而達(dá)到雨水資源化利用、緩解城市雨水管網(wǎng)壓力和降低城市內(nèi)澇發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的目的。

[1] 李俊奇，車 伍.城市雨水問題與可持續(xù)發(fā)展對(duì)策[J].城市環(huán)境與生態(tài)，2005(8)：7-10.

[2] 李俊奇，車 伍.城市雨水利用技術(shù)與管理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[3] 劉 燕.植草溝在城市雨水利用系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2006(10)：9-11.

[4] 羅紅梅.雨水花園在雨洪控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2008(5)：59-60.

Analysis of urban rainwater runoff control

Fu Yanjun

(DatongPlanningDesignInstitute,Datong037003,China)

Combining with the actual situation of Datong, this paper researched the used setting recessed green space, permeable pavement, roof greening, rain flower bed, grassed swales, vegetation buffer zone and other low influence development measures to control the rainwater runoff, achieved the purposes of rainwater utilization and reduce the urban rainwater pipe network pressure.

rainwater runoff, low influence development, sponge city

1009-6825(2015)30-0118-02

2015-08-02

付雁軍(1975- )，男，工程師

TU991.114

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