徐冉云

（浙江工业大学环境学院，浙江 杭州 310014）

有助于城市防洪的新型储蓄回用树池的研究

徐冉云

（浙江工业大学环境学院，浙江 杭州 310014）

针对浙江省内涝问题，分析了内涝的成因与危害，提出利用树池排雨减缓内涝的措施。针对传统树池土壤易板结、雨水渗透性差、渗滤树池调蓄力弱等缺陷，提出一种新型可储存雨水且无能耗灌溉回用的城市防洪储蓄回用树池。该树池储蓄的雨水在短期干旱时，可渗透到泥土中，还具备反冲洗初期弃流装置，减轻了人工清理的负担。

城市防洪；树池；蓄水

随着我国经济社会的快速发展，城市扩张迅速，人口增长快，随之而来的水环境问题日益突出。旱季缺水，雨季漫溢，“城市看海”事件频发，城市面源污染和洪涝灾害严重。近几年来，全球变暖影响热带气旋活动，浙江省内涝灾害受灾、成灾面积都呈明显的上升趋势。城市大街小巷的行道树树池，就是一种可以提高道路表面排水设施综合排水能力的构筑物。改进道路旁绿化带内的树池，通过土壤渗滤过滤，利用树池将径流集聚的雨水净化，同时发挥其积蓄调节能力，成为解决降雨引发的污染及内涝问题的一种有效途径。

1 城市道路现状与内涝的成因分析[1]

1.1 城市盲目扩张,水面率下降

近几年来，浙江有些城市快速扩张，原有水系被严重破坏，自然蓄水调洪和错峰功能的水库、湖泊和低洼地带等被人为填筑破坏，城市内涝灾害频发，甚至出现余姚整个城市受淹的严重内涝。

1.2 城市地面硬化率较大

目前，大规模的建造活动都采用沥青和水泥等面积巨大的不透水面，这种城市规划格局和土地利用形态的变化对流域的水文过程带来了非常不利的影响。数量庞大无法下渗的雨水增量打破了自然状态下原有的水平衡，由此产生的地表径流导致形成洪峰的时间提前、洪峰流量加大，甚至在时长与强度均较小的降雨中也会如此[2]。

1.3 城市排水管网和道路设置存在缺陷

当前城市道路的雨水排放，普遍采用“偏沟—雨水口—连接管—市政管线”的传统型排水方式，道路排水的设计，仅仅以迅速排水为目的，这种设计思路已经不再适合城市健康发展的要求。降暴雨时，道路径流量激增，大量道路表面污染物没有经过任何拦截措施，直接随着道路径流冲刷到市政管网，带进雨水口，加剧了市政管网排水的压力和处理负担，对水环境造成极大危害。

2 内涝的危害

内涝污染城市水环境，增大排水压力。在降雨过程中，雨水流经城市的下垫面，在空气污染和面源污染等多种因素影响下，大规模来自于地表、城市污水及排水管道积沉的污染物被初期雨水携带，形成随机性强、地域范围大、成因复杂的典型非点源污染。同时，因雨水装置和蓄水体积、渗透系数等限制，汇水面上的大量雨水直接向外排出，增大了雨水管网的压力，导致降雨间隔时期装置补水量的浪费[3-5]。

3 内涝的防治对策

《“十三五”生态环境保护规划》明确要求：推进海绵城市建设，预计到2020年，部分土地能将70%的降雨就地消纳和利用，其面积达到城市建成区面积的20%以上。

防治内涝急需转变城市规划建设理念，综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施，加强海绵型道路与海绵型公园、广场以及绿地、雨水调蓄与排水防涝等设施建设，恢复和保护城市生态。采用多种形式的雨水渗透和调蓄措施，尽量减少雨水径流产生量，同时，通过延缓雨水出流时间，起到错峰排水效果，从而有效防治内涝。

利用树池将径流集聚的雨水净化，同时发挥其积蓄调节能力，成为解决降雨引发的污染及内涝问题的一种有效途径。

3.1 不同树池的结构与应用

3.1.1 传统树池[6]

传统树池是构成城镇和街道景观的重要环节，设计人行道或者分隔带上的树池时，大多只考虑其绿化作用，有下沉式、平地式、高台式3类，结构较为简单（见图1）。

图1 传统树池结构形式图

由于传统树池表面大多以裸露的泥土形式存在，树池土壤容易板结，导致土壤孔隙率下降，不利于雨水的调蓄和下渗。

3.1.2 渗滤树池[7]

渗滤树池一般由种植土层、砂滤层、排水系统以及灌乔木组成，雨水流入渗滤树池的集水口，通过土壤内含的微生物降解、沉淀和吸附重金属及有机污染物，达到过滤效果。过滤后的雨水收集到底部后排出，雨量大时，来不及蓄渗的雨水可经溢流管直接汇入雨水排水系统。除道路绿化外，渗滤树池还具有雨水净化功能，短期暴雨时，可增加雨水的渗入量，减轻市政排水管道负荷。

渗滤树池所需占地面积比雨水花园、植被浅沟、下凹绿地等小，影响开发措施所需的面积小，布置灵活，适合于广场公园、停车场、城市人行步道和道路分隔带等用地比较紧张的场地建设。渗滤树池可在已有的传统树池基础上改造[8]，不用另外铺设雨水管线或者排水管径，就可以实现就地消纳雨水径流、资源化利用雨水，无需另外规划用地，所以，适合应用于我国“海绵城市”建设中。

3.1.3 新型储蓄回用树池的设计

目前，树池的雨水储存装置能够解决径流外排量大的问题，但不能在无能耗的条件下将储存雨水灌溉回用；目前已经应用的初期弃流装置，虽然能控制初期径流也能处理初期雨水，但无法清洗初期弃流装置。

针对现有技术中存在的问题，设计出了一种净化存储雨水的树池，既能在不外加能量的条件下将储存雨水灌溉回用，又能清洗初期弃流装置（见图2）。地下池体分隔为卵石区（1）、储水区（2）和植物生长区（3）；卵石区内由下至上填满卵石，卵石区底部设有连通储水区的卵石区出水口（11），储水区顶部设有与地面齐平的顶盖（21），储水区的顶盖下方靠植物生长区一边留有溢流口（22），溢流口连通植物生长区的顶部，植物生长区由下至上设有填料层（35）、细砂层（34）和改良土壤层（33），植物种植在改良土壤层上，在填料层底部开设有出水口。

图2 新型储蓄回用树池示意图

降雨时，汇水面积上的径流雨水先进入卵石区，经净化处理后由卵石区底部进入储水区，待水面上升后，储水区的雨水溢流进入植物生长区，经卵石消能及植物、改良土壤层、细砂层、填料层截留过滤后，多余的雨水通过植物生长区的出水口流出，直接排放或进行后续处理。

降雨间隔期，储水区的水位下降至溢流口下部，雨水经慢渗透性墙体进入植物生长区，减少了人工浇洒用水，节约灌溉用水，又降低了绿化工人的工作量，且不需外加能源。反冲洗时，利用储水区的上部溢流口作为进水口，卵石区的上部进水区作为出水口，清除了卵石区和储水区底部残留的大颗粒污染物。

新型储蓄回用树池可以利用储存雨水无能耗地灌溉回用，在短期干旱时，可经渗透回到泥土中，实现生态动态调节平衡的作用，还能反冲洗初期弃流装置，大大减少清理树池所需的人、财、物耗费。

3.2 不同树池对内涝的防治效果对比

不同树池对内涝的防治效果对比见表1。

表1 不同树池对内涝的防治效果对比表

4 改进型储蓄回用树池的推广应用前景

杭州市年降雨日130 ～ 160 d，年平均降雨1 420 mm，降雨量不均匀，主要集中在5 — 8月[10]，地属平原，河网众多，但是河道水系高差小，部分河道流向多变且水流流速缓慢，环境容量较小，雨水在排入环境过程中流程大多较短，自净能力差。

杭州市种植行道树5万多株[11]。如果将改进型树池推广使用到各主支干道中，以单位树池占地1.00 m2计，将有4.11万m2可就地消纳雨水的土地，将极大地减少城市土地硬化率。在发挥树池调节储蓄雨水作用的基础上，结合行道树吸收水分、调节湿度的功能，可实现雨水过滤及资源化利用，大大提高道路对雨水的调蓄能力，减轻排水管网处理压力，减缓内涝危害，保护生态环境。

5 结 语

随着海绵城市理念的推行和浙江“五水共治”的实施，对雨水径流的源头处理必然成为减缓内涝的重要举措。树池占地面积小，适应性灵活，可在原有传统绿化基础上进行改造，分散设置，因此树池不论在我国旧城还是新区的开发建设中，都具有很大的应用前景。恰当的行道树树池设置有助于提升城市形象，但不当的树池处理会造成植物生长不良，反而不利于城市的管理。因此，在树池的实际运用过程中，还需考虑树池材料的透气渗水性能、土壤空隙及水分含量等因素对植被生长的影响[12]。相信通过更深入的研究和设计，改进型树池终将应用于实际道路中，实现雨水流量与水质控制，减缓城市内涝问题，提升居民生活品质。

[1] 叶斌，盛代，林门小瑜.城市内涝的成因及其对策[J].水利经济，2010(7)：62 - 65.

[2] 张一平.城市化与城市水环境[J].城市环境与城市生态, 1998，11(2)：20 - 22.

[3] 相展，卢剑波，李伟东.杭州市雨水径流污染控制及利用对策[J]．环境科学导刊，2016，35(增)：90 - 94.

[4] Kayhanian M，Singh A，Suverkropp C，et al．Impact of annual average daily traff i con highwayrunoff pollutant concentration[J]．Journal of environmental engineering，2003，129 (11)：975 - 990．

[5]王宝山．城市雨水径流污染物输移规律研究[D]．西安：西安建筑科技大学，2011.

[6] 颜双桑.树池在现代景观中的设计研究[D].湖南：中南林业科技大学，2014.

[7]王淇.雨水口与渗滤树池的优化设计及联合应用研究[D].北京：北京建筑大学，2013.

[8] 向璐璐.雨水生物滞留技术设计方法与应用研究[D].北京：北京建筑工程学院，2009：6 - 10.

[9]任雪丽.简议海绵城市建设的排水措施与生态树池对路面排水影响[J].建设与发展，2016(10)：1647.

[10]陆小明，陆宝宏，邓山.近63年杭州市降水特征分析及趋势预测[J].水利发电，2015，4(11)：17 - 20.

[11] 郭春梅.杭州市行道树应用现状分析及建议[J].科技信息，2010(35)：406 - 407.

[12] 徐兴根.城市园林绿地中的雨洪控制利用研究[D].杭州：浙江农林大学，2013.

（责任编辑 郎忘忧）

TU99

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1008 - 701X(2017)05 - 0017 - 03

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徐冉云(1995 - )，女，浙江工业大学环境学院2014级环境工程专业在读本科生。E - mail：xvranyun2014@126.com