基于海绵城市理念的低影响开发设施应用研究

2019-11-29李秋萌

商品与质量 2019年11期

李秋萌

大连市市政设计研究院有限责任公司辽宁大连 116000

1 海绵城市概念

海绵城市是习近平总书记提出的城市建设新模式，是城市低影响雨水开发技术方法的简称。其内涵是充分利用海绵状良好的水文循环系统，实现降水滞水蓄水功能，必要时放水利用，有效缓解城市缺水与城市内涝的矛盾，有利于城市的修复。水生态环境。与低影响发展理念相比，海绵城市逐渐由原来的源头控制理念向源头、中途岛和终点的全过程过渡，类似于美国近年来新兴的绿色雨水基础设施。在海绵城市建设领域，虽然这些设施是关键和有效的，但过去的灰色基础设施不应被完全禁止。这是因为在高密度城市化地区，海绵城市的建设主要集中在“存储与排水”、“源头与末端”、“地面与地下”、“灰色与绿色”等要素的有机结合上[1]。

2 低影响开发技术的概述

第一，绿色屋顶由植被层、介质层、土壤层和人工水层组成。旨在减少城市暴雨径流污染，减少热岛效应，美化环境，调节建筑物温度。同时，可作为雨水储存的预处理措施。第二，凹形绿地是指低洼绿地。利用周围径流渗入凹地绿地，减少排水，节约用水。凹形绿地的设计应尽量调整绿地、路面和雨水出口之间的高程关系。即绿地高程低于路面高程，绿地设置雨水出口，雨水出口高程低于路面高程，高于绿地高程。凹形绿地增加了雨水在土壤中的入渗，减少了城市洪水，节约了绿地灌溉用水，减少了水污染和江河湖泊淤积，提高了绿地土壤肥力。第三，雨水花园是指在低洼地区种植灌木、花卉等植物，利用土壤和植物过滤来净化雨水，也可以保留雨水，然后慢慢渗入土壤，减少雨水径流。第四，雨水渗滤设施，是指雨水分散渗入地面的人工设施。该设施可明显保护地下水，抑制暴雨径流，不污染地下水。它是一种有效的雨水控制技术。雨水入渗技术可分为分散入渗和集中回灌两种。

3 LID设施适用性分析

3.1 透水铺装

透水性路面是指采用透水性好的多孔材料铺面。雨水可进入铺面层结构，并通过蓄水量的基座渗入土壤地基，雨水可降到地面，净化水质。透水砖路面和透水水泥混凝土路面主要适用于广场、停车场、人行道以及交通和荷载较小的道路，如建筑物非机动车道、住宅道路、市政道路等，透水沥青混凝土路面也可用于机动车道。研究表明，入渗路面总径流量减少率约为40%-90%，峰值径流量减少率约为40%-65%。

3.2 海绵城市结合水景观改造

海绵建筑遍布海绵社区。在快速城市化到来之前，我国许多地区都有一个良好的城市水景观，称之为“景观城市”。当代城市规划者应继承历史文化，回归社区魅力，增强社区凝聚力。通过自下而上的重新设计，将社区水资源化、景观化、人性化相结合，结合具体的历史文化进行海绵社区建设。同时，海绵社区的建设可以激发居民保护水环境、保护水环境、尊重水环境的心态，实现人与自然水生态和谐共存的目标。以杭州为例，杭州曾经有一条浣熊纱河，据说是当年的西施浣熊纱河。这条河流经许多社区。如果把文化融入到环沙江的水景观重建中，就可以完全再现人与水的和谐风光，保留这美好的记忆，控制水污染，最大限度地减少对水环境的影响。

3.3 绿色屋顶

绿色屋顶是一种部分或全部种植绿色植物的屋顶景观格局。其基本结构由绿化种植层、植物生长基质和屋顶防水层组成。绿色屋顶适用于满足屋顶荷载和防水条件的坡度小于15度的平屋顶建筑和屋顶建筑。研究表明，绿屋顶总径流量减少率可达15．3%-50%，峰值减少率为18．0%-62．3%。城市建筑屋顶是一种优良的闲置资源。绿色屋顶是增加城市绿地面积、提高城市园林生态效益的有效手段[2]。

3.4 凹形绿地

凹形绿地是一种比路面低海拔的特殊绿地。它可以收集周围道路和屋顶的雨水径流。前者渗入地下，后者在绿地中蓄积。径流超过库容后，通过内置雨水溢洪道进入城市排水管网。一些研究表明，当集水区面积增加一倍时，10年、50年和100年暴雨对凹面格陵兰的径流减少率分别为87．15%、58．48%和50．75%。凹形绿地结构简单，操作方便，投资少，应用范围广。但在大面积应用时，易受地形等条件的影响，实际存储容量小。

LID设施均可削减径流总量、径流峰值及径流系数，但其削减效果随降雨重现期增大而下降。另有研究证明径流削减效果随LID设施布设面积比率的增大而增加，且其径流削减率呈线性增加。然而，LID设施建设通常限于场地或技术特性，不能只依赖于增加面积来提升径流削减效果[3]。多位学者对单一设施及组合设施的径流削减效果进行了模拟核算，结果表明：低影响开发（LID）设施组合径流削减效果明显优于单一设施，即在实际工程中应根据区域规划的整体结构，参照各项LID措施的不同性能特点和施工条件，采用多种LID协同作用的组合方案。

3.5 生物滞留槽

生物滞留池主要适用于建筑物及小区周边绿地、道路及停车场、城市道路绿化带。其结构层次一般为植被层、种植土层、填土层和碎石层。深圳某道路生物拦污栅雨水径流监测试验结果表明，当总降雨量为 3．3-76．7mm，平均降雨强度为 0．03-0．67mm/min 时，生物拦污栅总径流减少率为50．5-100%，峰值减少率为53．4-100%，峰值流量为50．5-100%。时间可以延迟2分钟以上。生物蓄洪池不仅具有很高的减径率，而且由于其良好的景观而广受欢迎。