广州市城市径流生态利用管理体系初探
2011-02-15游学咏
游学咏
(广东省广州市天河区污水治理和河涌综合整治工作领导小组办公室,510630,广州)
广州市城市径流生态利用管理体系初探
游学咏
(广东省广州市天河区污水治理和河涌综合整治工作领导小组办公室,510630,广州)
城市内涝是城市化进程中困扰市民生产生活的难解问题。广州市为迎接第16届亚运会,两年间开展了500多项治水工程,水环境得到极大改善。结合城市降水径流污染成因分析及德国、美国、日本等国对城市降水径流的利用技术分析内涝成因,探讨广州在亚运后发展城市径流生态利用管理体系的做法。
内涝;城市径流;生态利用管理;广州
为迎接第16届亚洲运动会,广东省广州市全面实施大气环境、水环境和人居环境等综合整治工作,其中水环境整治包括河涌综合整治及污水治理、城区内涝达标改造等内容,简称治水。广州治水较为前瞻性地推进了城市水网维护与水体净化,尽量提前消解城市化对水网的负面作用,重点在保护水资源的同时减少对水环境的破坏。如何保护亚运会前完成整治的治水成果?亚运会后如何延续治水成效?在转变治水观念的基础上,应结合市民意识、法律环境、新技术应用、经济补助、行政执法等多方面提升的基础上,打造以城市绿地为主的城市径流生态利用管理体系,解决城市内涝问题。
一、广州市水资源概况
广州市地处广东省中南部,接近珠江流域下游入海口,位于珠三角中心处。市内河网密布,全市主要河流(涌)1 308 条,总长 4 736 km,水域面积广阔,其中集水面积在100 km2以上的河流21条,中心城区主要河涌231条,主要起排涝及排污作用。广州市人均淡水资源拥有量 1 139m3,居全国水平的下限,历史上广州市“重产水、轻节水”,市区人均生活用水量和综合用水量位居全国前列。20世纪80年代,随着广州城区范围不断扩大,常住人口快速膨胀,工业迅猛发展,工业废水、生活污水大量排放,市内水环境污染日益严重,部分河涌长年黑臭,部分河涌被覆盖作为单一排污渠,市内河涌逐年淤积,严重影响了市容市貌和市民生活环境。
二、城市内涝成因分析
特大型城市通常围绕江河湖泊形成,这些城市范围大部分保有河涌、水库、湖泊等,组成城市河网水系,城市水系的畅通对及时排洪、降低内涝灾害起着重要作用。随着城市化的逐步提升,伴随而来城市内涝问题日趋严重,主要成因有两大类。
1.雨强雨量发生变化
以广州市为例,降雨时间分布不均使得大量的降水白白流走,降雨空间分配不均使得全市各行政分区中雨量参差,打破本地水资源总量由北向南逐渐递减的规律。上述现象既造成广州市水资源利用程度不高,又使得强降雨时城市内涝灾害问题难以解决。
2.城市河网水系消亡
主要原因有污染严重、水位抬升、排涝模式改变、污水处理厂及污水管网建设落后等四大原因。
除了上述成因,城市发展用地需求与水环境争地,商业繁华地带等城市中心区域所处地势较低,公共空间可蓄水地面面积不断缩小,排水能力不足,人为堵塞或破坏排水系统等问题,都导致了城市内涝日益加剧,内涝灾害造成的损失大大增加。
三、德美日现行城市径流综合利用体系
自20世纪70年代至今的几十年间,德国、美国、日本等发达国家已施行全面的法律法规、技术创新、经济杠杆、行政管理等手段,开发各种雨水利用技术,形成较为完善的城市降水径流—雨水资源利用管理框架和技术支撑体系,各种手段有机结合,发挥良好联动效果,水资源保护及利用成效显著。相对于我国幅员广阔,地貌种类多样,上述国家的综合利用做法及经验均有借鉴意义。
1.法律手段
德国的水法,美国的联邦水污染控制法、清洁水法,日本的雨水贮留渗透计划、第二代城市地下水总体规划,都对有效补充涵养地下水,复活泉水,恢复河川基流,改善环境生态条件等目标产生良好效果。
2.技术手段
德国城市的雨水利用技术主要利用屋面雨水集蓄系统、雨水截污与渗透系统、生态小区雨水系统三种体系;美国的城市雨水利用处理强调非工程性生态技术的开发和应用,主要利用植物、绿地、水体等自然条件和景观结合的生态设计,增加植被缓冲带、植物浅沟、湿地等区域,大量应用屋顶蓄水、入渗池、井、草地、透水表面组成的地表回灌系统;日本主要采用多功能调蓄设施、在城市建筑物上设计收集雨水设施等两种技术手段。
3.经济手段
德国的各个城市根据生态法、水法、地方行政费用管理条例等规定,制定了雨水排放费(也称为管道使用费),日本的雨水利用资金补助制度等促进了国民对降水径流再利用的热情,并付诸实施。
4.行政手段
德国由水务局统一管理与水务有关的全部事项,涵盖雨水、地表水、地下水、供水和污水处理等各个水循环环节,并以市场化模式运作,运营效果接受全社会监督。
日本由环境部、建设省负责雨水应用管理,强调组织民间力量,协调大型企业共同参与,政府民间通力合作,促进节水型社会发展。
四、广州发展城市径流生态利用体系的构想
城市径流生态利用体系即生态排水体系,主要通过严控城市径流污染源,逐步达到降雨径流“零增长”和径流污染物“减量化”两大目标。目前国外主要采用城市降雨径流“生态排水”体系,采取工程性与非工程性管理措施结合,尽量增加城市降雨径流就地入渗量,削减径流污染物。短期以生态排水方式达到维持城市水文过程的良性循环,进而达到保护净水资源的目的,长期则全部以非工程性管理措施为发展目标,随着城市径流量的增加而加大管理力度;尽量少采取强排泵站等工程性措施,而是依靠非工程性措施中的植被自我成长、自我修复等特性配合加大土地开发管理力度,特别是在城市新开发区域中施行。
生态排水主要以优化城市土地利用/土地覆被类型和格局为基础,从削减水量、控制水质两个层面构建“生态排水”最佳管理措施,初期结合经济杠杆等激励措施,构建法律法规与优惠政策等细化配套政策的保障机制,来激励市民主动应用生态化等非工程强排水工程,加快推广生态排水体系,政府协助生态排水体系设计或生产者加快新技术的转化及应用,对于生态排水体系的实施者给予明晰的行政管理调控机制,通过“四个结合”,逐步形成城市生态排水体系,确保城市径流生态利用体系的快速推广、有效运转与可持续发展。
城市绿地是强调开敞空间作为保持、恢复或建立自然景观的地域,即没有上盖构筑物的平面空间,主要指以植被覆盖的地块。
1.平面绿地
作为城市生态系统常见的组成部分,平面植被为主的绿地主要在营造优美景观的同时,可对降雨径流起调蓄效应,并具有易于管养维护等特点,如日本的多功能调蓄设施等成熟技术。
2.下凹式绿地
主要以德国MR系统为代表,以建立分散、实用的雨水处理设施为手段,尽可能增加回补地下水,减少城市排水系统建设运行费用。下凹式绿地是绿地雨水调蓄技术的一种,利用下凹空间充分蓄集雨水,显著延缓雨水下渗时间,具有渗蓄雨水、削减洪峰流量、减轻地表径流污染等优点。结合适当工程性排水措施,下凹式绿地即可成为有效的生态型排水设施。具体施工方法为通过绿地结构和下部土壤的特殊改造,设置含砾石和熔岩颗粒的渗渠,下凹式绿地高程低于路面高程,雨水口低于路面高程但高于绿地高程。下凹式绿地汇集周围道路、建筑物等区域产生的雨水径流,部分雨水渗入地下,超过绿地渗蓄能力的雨水经雨水口排入雨水管网。依靠洼地短时间蓄存和渗渠的长时间蓄存,尽量增加雨水径流渗透量,从而保持城市化地区的生态水文循环平衡。
3.园林式绿地
随着城市发展过程中市民追求绿化面积的不断增加,对公共景观园林审美水平不断提高,城市绿地朝着景观园林方向发展,高低结合的绿地更能提高雨水生态利用的复合功能。我国古典园林按性质可分为北方园林、江南园林和岭南园林。地处南粤中心的广州,可采用岭南园林设计,考虑到广州中心城区内城市绿地面积较为分散,设计上应考虑高低结合、错落有致的植物群落;平面则主要应用各式草地,中层及高空可考虑《上海植物志》中的 常见耐涝绿化树种,高中低结合形成立体园林式绿地,兼顾城市景观与渗蓄能力。
城市绿地对降雨径流的渗蓄技术包括雨水下渗和雨水蓄存两大部分。雨水下渗主要是利用人工湿地、屋顶绿化、绿地调蓄池等收集调蓄雨水,雨水蓄存主要是利用凹地建成大小不同的绿地、城市公园、儿童游乐场和休闲娱乐锻炼场所。根据现场地形条件,上述场所底部用渗水材料铺设,当暴雨来临可暂时储存大量雨水,暴雨过后,雨水继续下渗或外排,在一定时间(48小时或更短)内完全排出,这种应用集绿地的休闲娱乐功能和雨水调蓄功能为一体,具有显著的环境效益投资比。
五、结 语
随着广州市等特大城市的城市化水平快速提高,硬底化地面导致渗蓄降雨径流能力不断削弱。从先建设后使用的规律可知,强排泵站等工程性措施不可能无限增长,每当特大暴雨产生瞬间特大径流发生内涝时,有限的强排能力无法满足排水要求,也就是工程性的“硬”排水措施基本无法满足城市内涝的瞬间强排需要。因此,应建立城市径流生态利用管理体系,以“生态排水”逐步解决城市内涝问题,尽量采用非工程性措施缓解城市排水难问题。目前整个珠三角水系亟需进行保护与生态修复,长远看,广东省应联合邻近省份,对整个珠三角水系进行生态整治,结合《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008—2020年)》建设人水和谐的水利工程体系。
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[3]刘廷恺.东京墨田区的雨水利用及其补助金制度[J].北京水利,2005(6).
Probingon ecologicaluseofurban runoffmanagementsystem in Guangzhou
You Xueyong
Water logging cause complications production and living in urbanization process.For host 16th Asian Games,Guangzhou build hundredswatercontrolworks to improvewaterenvironment,finish a lotof floodingpointalteration.Through urban runoffpollution sources,relate to German,US,Japan in urban rainfall runoff recycling technology to analyze causes.How tobuild up ecologicaluseofurban runoffmanagementsystem inGuangzhouafter16th AsianGamesisdiscussed.
water logging;urban runoff;ecologicaluseofmanagement;Guangzhou
TV212
B
1000-1123(2011)03-0016-02
2011-01-06
游学咏(1979—),男,在职研究生。
责任编辑 李计初