于紅

（煙臺市勘察設計審查服務中心有限責任公司，山東煙臺 264000）

在可持續(xù)發(fā)展的背景下，各個國家都在城市雨水控制方面進行著積極的探索和實踐，提出了如“綠色基礎設施（GI）”、“低影響開發(fā)(LID)”、“最佳控制措施（BPMs）”、“海綿城市”等概念，為城市內(nèi)澇問題的解決提供了新的方式和方法。新理念依據(jù)分散化雨水控制、增加雨水滲透、分流理論、城市徑流控制等方面研究成果，通過在適當?shù)膱鏊藿?、雨水花園和改建已有設施來減少暴雨給城市帶來的損失、降低城市熱島效應、增加地下水補給，同時起到美化城市景觀，提升市民生活品質(zhì)的目的。

1 相關理論的闡述

有關分散化城市雨水控制的理論數(shù)量多，種類豐富，由西方國家首先提出。由于其正處在一個逐漸發(fā)展的過程中，理論沒有明顯的邊界，且許多理論之間有相互重疊的部分，包含與被包含的關系。本文按照理論提出的先后順序?qū)δ壳氨容^主流的分散化城市雨水控制理論其進行介紹。

1.1 綠色基礎設施（GI）

綠色基礎設施的根源可以追溯到過去一個半世紀在西方規(guī)劃中出現(xiàn)的理論和實踐，現(xiàn)在這個詞有很多定義，因為不同的利益群體賦予其不同的意義和效益。例如，一些學者認為美國的文獻傾向于關注環(huán)境，而英國關于綠色基礎設施應用的政策撰寫側(cè)重于社會經(jīng)濟功能和利益。

許多學者和從業(yè)者認為綠色基礎設施的擴張是促進城市可持續(xù)性發(fā)展的一種手段，并且指出了綠色基礎設施在環(huán)境、社會和經(jīng)濟方面對可持續(xù)發(fā)展推動具有很大潛力。例如，綠色基礎設施可以為野生動物的遷徙增加景觀連通性、保護生物多樣性、維持或增強自然生態(tài)系統(tǒng)功能、促進適應氣候變化并協(xié)助雨水控制減輕洪水。

1.2 分流理論

分流理論通過結(jié)合傳送、截留和容納理論的要素，創(chuàng)建分散的控制系統(tǒng)，更加生態(tài)地將雨水控制與景觀設計相結(jié)合。分流設計的目的是創(chuàng)建一個綜合的雨水控制系統(tǒng)，可用于模擬蒸發(fā)、滲透和排放的自然過程，從而模擬地區(qū)雨天的發(fā)生率、質(zhì)量、頻率、持續(xù)時間和暴雨量。

當與更常規(guī)的雨水控制方法相比時，分流理論的基本優(yōu)點是其將過量徑流導入三個精密系統(tǒng)：蒸發(fā)、滲透和排放。通過這個過程，蒸發(fā)量是固定的，而滲透和排放量是有自我調(diào)整的比例。

1.3 低影響開發(fā)（LID）

低影響開發(fā)是一個全面的土地使用規(guī)劃和設計方法，目的是在子流域?qū)用鏈p輕都市化對環(huán)境的影響。低影響開發(fā)技術通過從局部不可滲透的源頭減少徑流實現(xiàn)，還可在地表徑流到達主要水網(wǎng)之前，減緩徑流并過濾泥沙和污染物，另外，在主要水網(wǎng)或毗鄰主要水網(wǎng)放緩并過濾徑流也是一種常用的手段。LID 技術的有效實施受幾個變量的影響，如位置、技術選擇、設計、建設和維護等。

圖1 城市流域的定義（圖片來源：作者自繪）

圖2 雨水敏感的城市流域設計方法（圖片來源：作者自繪）

1.4 最佳流域控制措施（BMPs）

BMPs 作為LID 的一部分，是用于預防、控制和處理雨水的小規(guī)模分散的“綠色技術”。這些雨水控制設施在城市地塊或住宅區(qū)（例如洼地、儲水池、多孔路面或綠色屋頂）規(guī)模上的目標，在某種程度上模擬了流域在城市化之前的行為。BMPs 可以根據(jù)關于土地利用特性、地點特征、流域特征、數(shù)量和質(zhì)量性能要求以及舒適性、環(huán)境社區(qū)和參與要求的廣泛標準來選擇。

1.5 水敏感城市設計（WSUD）

該理論試圖將自然的水文循環(huán)過程與現(xiàn)有的城市水循環(huán)方式相結(jié)合，希望盡可能地使城市水循環(huán)恢復到平衡的狀態(tài)。在目前的實踐中，自然滲透過程受到阻礙，因為我們使用混凝土排水渠，在復合排水通道中容納和快速處置雨水。這種方式阻止了自然滲透過程，在城市化與人工化的景觀中體現(xiàn)的尤為明顯。

2 流域整體角度分析

由于雨水循環(huán)是一個包括蒸發(fā)、滲透、徑流等步驟的復雜系統(tǒng)，涉及范圍廣，研究方向多，所以只單個綠色基礎設施的建設意義不明顯。當設計具有最佳流域控制（BMPs）實踐的雨水控制計劃時，與城市水文相關的流域尺度方法總是被忽略。

2.1 流域的定義

流域是水文學的空間參考單位。它被定義為由河流排水并以流域線為界的領土范圍。城市流域是一種由水構成的景觀，是根據(jù)城市社會發(fā)展協(xié)定所規(guī)定的城市肌理。因此，被認為是領土單位的城市流域?qū)⒕坝^、城市結(jié)構和領土開發(fā)協(xié)議（公約）這三個項目結(jié)合在一起，產(chǎn)生相互作用。

2.2 面向設計的五個步驟

為了減少暴雨洪水風險并在城市流域中維持可持續(xù)的雨水控制，必須研究和調(diào)整流域的配置。事實上，惡劣天氣對城市地區(qū)的影響取決于流域的形態(tài)和流域內(nèi)的人類活動。在此，圖2 中總結(jié)出的五步驟方法。這五個步驟突出了一個研究城市流域形態(tài)的過程，其重點是雨水敏感設計。

2.3 實施策略和方法

通過對城市景觀、城市結(jié)構、城市規(guī)劃和法規(guī)的指標進行調(diào)查分析和評估，能夠提出合理的適合該城市的雨水控制建設方法和策略。

2.3.1 增加生物多樣性

通過地域發(fā)展綠色和藍色網(wǎng)絡的連接和組件，實現(xiàn)對雨水的分散控制，在城市流域增加生物多樣性。為此，可以在道路系統(tǒng)和流域的地塊中實施各種控制策略。

2.3.2 雨水方向控制

通過對地形起伏和藍色網(wǎng)絡的考慮，減少常規(guī)管道承擔的排水量。藍色網(wǎng)絡可以用作來自周圍區(qū)域的徑流雨水的自由表面出口，在該周圍區(qū)域，斜坡將水排向網(wǎng)絡中。該策略根據(jù)地區(qū)的局部地形起伏將雨水連接到最接近的藍色網(wǎng)絡中，并且將徑流水排入該網(wǎng)絡。

2.3.3 整合環(huán)境規(guī)模

城市肌理的營造環(huán)境由建筑、地塊和城市街區(qū)三大尺度組成。每個規(guī)模在分散的雨水控制方面都有特定的效益。建筑規(guī)模上的效益是促進雨水的使用。在結(jié)構規(guī)模上，樁的重量是用來補償建筑造成的土壤防水。在城市規(guī)模中，效益是發(fā)展藍色網(wǎng)絡。

3 最佳安置點的選取

結(jié)合土地利用和土地覆蓋數(shù)據(jù)來為低影響開發(fā)（LID）選定最優(yōu)的位置

3.1 局部尺度LID 的選擇

為了確定局部尺度LID 的優(yōu)先位置（雨桶、綠化的屋頂和多孔路面），我們可推導會橫穿源頭水流的每一個的排水區(qū)。在排水區(qū)中的每個不滲水區(qū)域，當裝有LID 時，都有可能減少徑流以及水壓。

3.2 中間尺度集水區(qū)尺度的LID 選擇

中間尺度（雨水花園和長草的洼地）和集水區(qū)尺度（集水的池塘）的LID 的最佳位置是通過分析土地覆蓋物和土地利用類型進行確定?；谫Y源的可用性、現(xiàn)有土地覆蓋和土地用途分析，不適合LID 的土地覆蓋物和土地使用是依賴集水區(qū)尺度的。

4 具體技術手段與實施方式

主要介紹分散化城市雨水控制實施的載體。主要包括干滯水池、雨水花園、綠色巷道、綠色屋頂?shù)染唧w實施方式。

圖3 堤岸旁的滯水池（圖片來源：網(wǎng)絡）

4.1 干滯水池

目前存在許多類型的干滯水池。 每種類型可能有不同的設計，但大多數(shù)的設計都是為了相同的目的服務的。干滯水池可利用地形的斜坡。凹陷處的設計是為了在降水期間滯留一些水。因此在降雨后的短暫的一段時間內(nèi)將會有一個可見的水池，后來逐漸減少，因為水會逐漸滲透進入地面。 如果水超過了滯水池的容納能力，有一個出口允許多余的水流通過管道排放至附近的水道（圖3）。

4.2 雨水花園

雨水花園可以在許多種類的地點建造，如預先存在的綠地、溪流區(qū)、廣場、停車位、圍場、建筑物的開放空間，學校和教堂場地和街道等。雨水花園還必須連接到傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)。雨水花園像其他綠色基礎設施一樣需要維護工作，最頻繁的維護是對下雨天流到雨水花園的“垃圾”進行處理。而且，垃圾可以滯留超過36 小時的雨水，水環(huán)境會成為一個蚊子幼蟲的棲息地（圖4）。

圖4 不同類型雨水排水口花園（圖片來源：網(wǎng)絡）

5 局限性與總結(jié)

本文回顧了分散化城市雨水控制理論的發(fā)展過程與相互之間的關系，形成了整體的理論框架。同時通過案例闡述了從流域整體角度來進行規(guī)劃分析的具體五步驟方法，LID-BMPs 建設選址的方法和評估，分散化雨水控制具體的技術手段與實施方式如雨水花園、滯水池等。對分散化城市雨水控制進行了較為全面地介紹和說明。運用已有的理論知識，從流域整體角度分析和評估，選取合適的場地和技術手段進行建設，并且注意后期的使用和維護，實施低影響開發(fā)，來降低暴雨造成的損失，提升生態(tài)環(huán)境，美化城市景觀，達到對城市的雨水控制起到積極的作用的效果。