LID技术是近年暴雨管理行业诞生的一个新技术,在美国被广泛的用于治理城市洪捞和面源污染的问题。随着LID技术的不断成熟与发展,这套先进的理念被引入国内并引发了业者的追随,国内的一些大城市已经对LID技术进行了试点改造工作。但是,LID技术在中小城市的进展还很小,本文将从道路绿化带建设方面讨论LID技术在中小城市的应用。
关键词: LID技术 城市内涝 道路绿化带
引言:2016年夏天长江中下游沿江地区及江淮、西南东部等地出现入汛以来最强降雨过程,给部分地区造成严重洪涝灾害。面对这样的强降雨大城市自然是频繁开启“看海模式”,小城市也不能幸免。城市内涝其实是城市的“富贵病”,中国目前正处在城镇化的高峰期,人口和财富不断向城市集中,随着城市的急剧扩张,不透水地表增多导致地表径流加大,原有的雨水管网规模已经无法满足现有的雨水排放,导致城市内涝事件频繁发生。
目前各地主要是通过提高市政设施的设计标准,加大市政建设的投入,用以防止城市内涝的发生,但这但这极大地增加了基础设施的建设成本和运行费用,对于合流制将增加降雨时污水处理厂的负荷,对于分流制则增加了排水管道工程的造价,且相对效果也比较有限[1]。
一、LID技术的发展
雨水是淡水资源的来源之一,在水文循环系统中起着十分重要的作用。我国很多城市都面临着水资源短缺的问题,而雨水作为一种宝贵资源却没有得到很好的利用。目前我国雨水资源利用率不到10%,将雨水资源进行有效的滞蓄和利用可以在很大程度上解决城市水资源短缺的问题。因此,如何科学的利用雨水,将雨水资源化,将暴雨管理起来,逐渐成为了是城市管理者、景观规划师以及其他相关专业人员需要综合考虑的问题。
低影响开发(LowImpactDevelopment,简称LID)是20世纪90年代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术,旨在通过分散的,小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制,使开发地区尽量接近于自然的水文循环[2]。20 世纪 90 年代,美国 Maryland 州的专家已经开始LID的研究,目前在美国、欧洲和日本等地已被广泛应用于新城区的建设与老城区的改造,并形成了相应的设计标准,很多关于低影响开发的模型也被开发及广泛应用,如 MUSIC 和 SWMM 模型等[3]。
二、LID技术在城市道路绿化带建设中应用需求
低影响开发的核心是从源头削减径流的产生,因此按径流的产生源头和特性,相应的可以分为应用于建筑物、市政路桥和园林绿地的低影响开发技术。现阶段主要应用有都市自然排水系统、雨水花园、生态滞留草沟、绿色街道、可渗透路面、地下蓄水池、生态屋顶、雨水再生系统等,本文主要从道路绿化带建设方面讨论LID技术在中小城市的应用。
我国大多数中小城市城区较小,发展空间受限,纷纷开拓新区。新区的开发往往改变了原有自然生态下径流产生和汇集规律,使得降雨时产生更多地表径流,洪峰到来时间更短,洪峰流量更大。新修建的主要道路都较为宽阔,可收集到的雨水量非常可观,然而这些资源都无法得到有效利用,如果能在现有雨水直接利用与间接利用的研究基础上,针对绿化带用水特点,研究新型雨水就地渗蓄、利用方式,就近收集道路径流作为路边绿化带的补水源,不仅能够减少排水管道的长度、节省管网的造价、减轻地表径流污染、提高雨水利用率,更可以减少道路绿化用水,降低绿地养护成本。
三、LID措施在城市道路建设中应用研究
3.1 传统道路绿化带模式分析
我国的传统道路设计一般采用“(人行道)非机动车道-绿化带-机动车道-绿化带-机动车道-绿化带-非机动车道(人行道)”的形式。降雨径流先沿横坡流至两侧路缘,再沿纵坡流入雨水口,由连接管连至雨水检查井和雨水干管,最后被排入城市排水系统。这种排水模式以雨水的尽快排除为根本出发点,旨在降低道路雨水径流的峰流流量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着城市的发展这种排水方式的问题也随之出现:在雨季道路雨水对城市污水处理厂造成较大的冲击负荷,容易污染受纳水体;且道路雨水经由城市排水管网直接进入河道,道路绿地不能有效地滞蓄雨水,城市道路绿地又需要经常性的浇灌,每年都消耗大量自来水,雨水资源没有很好的利用,加剧了我国水资源严重短缺的现状。
3.2 LID措施在道路绿化带中的应用分析
因传统市政道路排水系统的诸多问题,我们需要改善使之能够发挥洪涝灾害防控,面源污染控制,雨水资源有效利用等效益。
3.2.1机动车中间绿化带改建为生物滞留带
道路中间绿化带一般比较窄且处于横坡最高处,此处收集到雨水较少,污染物主要是以车辆活动带来的重金属、有机污染物。根据这一特点我们建议将此处绿化带改为微微下凹生物滞留带,沿道路方向种植对重金属、有机污染物污染吸附能力较强的植物,为不阻挡行车视野,最好为低矮植物。为延长径流在滞留带中的滞留时间,利用植物的间隔不对称布置改变滞留带内径流形态,模拟自然水体形态,提高污染物的吸附。
3.2.2道路两侧绿化带改建为生物滞留带
市政雨水管道一般布置在道路两侧绿化绿带下面,此处收集到雨水因人类活动产生的垃圾废弃物和尘土较多。根据这一特点我们建议将绿化带改为下凹生物滞留带,有一定深度,形成蓄水带,以增加流入滞留带的径流量,达到滞留、净化径流雨水的目的。建议栽种耐旱耐涝本土植物,最好乔、灌及草本类植物的混种,不仅自身的生存力和适应力强,还能较好地减轻道路径流污染。改造时可与道路原有雨水设施,如雨水口、检查井、市政雨水管道等生态设施配合,处理好雨水溢流和出水问题。
3.2.3道路交通安全岛改建为雨水花园
交通安全岛是指为控制车辆行驶方向和保障行人安全,在道路之间设置的高出路面的岛状设施,交通岛绿地可分为中心岛绿地、导向岛绿地和立体交叉绿岛。[4] 此处收集到雨水较少,污染物主要是以车辆活动带来的重金属、有机污染物,并且安全岛多为不规则形状。根据这一特点我们建议安全岛改建成雨水花园,自成景观。安全岛雨水花园面积应综合考虑道路空间的设计和道路汇水面积的大小。为更多蓄滞留水,可将路口一带的雨水口的雨水收集方式改造用以满足雨水花园用水;亦可在安全岛下方设置蓄水池。
3.2 LID措施在道路绿化带中改造经济分析
道路绿化带LID措施改建工程费用是远远低于改造或重建整套地下雨水管的费用的。这一点无需赘述。在后期维护方面,仅仅增加了道路绿化园林的工作量,维护过程对交通影响极小。
四、结语
虽然LID措施在城市道路建设中可以缓解缓解城市洪涝灾害、控制面源污染、改善城市河湖水质,但是目前来说也不可能单靠LID技术解决城市内涝,LID技术在国内外的推广以及使用已经取得了一定的效果,但是我们也不能盲目全盘否定原有的排水系统。在很长一段时间内原有的城市排水系统依然是雨水主要的排除方式,LID技术与城市现状排水系统有机的融合才是目前需要做的研究。只有将LID技术与我们现有的管道系统、调蓄设施结合起来,才能将雨水资源化,城市不再看海。
参考文献:
[1] 谢卫民,张芳,张敬东,林红. 城市雨水径流污染物变化规律及处理方法研究[J].环境科学与技术,2005,28(6):30-31,49.
[2] 王建龙,车伍,易红星. 低影响开发与绿色建筑的雨水控制利用[C]. 第五届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会论文集,2009,(3).
[3] 王建龙,车伍,易红星. 基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展[J]. 中国给水排水,2010,26(18):50-54.
[4]李海燕,罗艳红,张悦.LID措施在道路雨水利用工程中的应用[J]. 节水灌溉,2013(11):44-49.
论文作者:尹作聪
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/18
标签:雨水论文; 绿化带论文; 径流论文; 道路论文; 城市论文; 技术论文; 安全岛论文; 《基层建设》2016年31期论文;