武汉市低影响开发雨洪管理的前景分析

2013-08-15金进峰

绿色科技 2013年6期

杜巍，金进峰

（中国石油化工股份有限公司武汉分公司，湖北武汉 430082）

1 低影响开发概述

我国很多城市同时面临缺水和洪涝灾害的威胁，同时水环境保护的要求也日益得到重视，这些都是城市水资源综合利用重点解决的问题。“低影响开发”（Low Impact Development，LID）最初是美国20世纪90年代提出的关于雨洪管理的新理念和技术体系；它的基本理念是尽可能在源头上处理好水资源，减少对原有水文条件的破坏，也就是从水资源的角度来指导城市的设计和开发。在这一概念的指导下，以美国为代表的发达国家已经开始了这方面的研究和工程建设，在美国环保局（USEPA）开发的SWMM模型中，有专门的模块对应于LID 的应用情况［1］。

在解决城市水资源问题上，LID的概念和技术在我国也逐步出现迅速发展的势头。从应用形式看，主要包括以下几个方面。

1.1 道路绿化带雨水处理及收集

降雨在道路上汇集成雨水径流，进入雨水处理系统，经过过滤、沉降、吸附、离子交换等作用去除雨水径流中的大颗粒杂质（树叶、碎石等）、碳氢化合物（油、橡胶颗粒等）等污染物质后，通过管道直接排入附近的河道、溪流等水体中。

1.2 绿地雨水处理及收集

对于较大面积的绿地，建成下凹式绿地及雨水盲沟，收集雨水后进行处理，用于浇洒绿地、清洗道路等用水，对于暴雨产生的过量雨水通过无动力设备排入附近的雨水管渠。

1.3 屋顶雨水的收集与综合利用

在建筑屋檐落水下的地面上设置高位花坛，将雨水收集后导入附近的绿地中，雨水流经高位花坛进行渗透净化，而后与道路雨水一起通过低绿地，流入渗透浅沟；雨量较大时，雨水沿着浅沟进入渗渠继续下渗；超过渗透能力的雨水再排入集水塘或人工湖，即“高花坛＋低绿地＋浅沟渗渠渗透”的形式。

1.4 下沉式广场雨水的收集与综合利用

对于下沉式广场采用透水性铺装，同时建立雨水收集系统。少量雨水通过透水铺装下渗，暴雨时，一部分雨水通过专设管道进入雨水储水系统，对雨水进行收集利用，过量雨水就近排入市政雨水管道。

1.5 大面积汇水区域雨水的收集与综合利用

对于具有大面积汇水区域场地，如广场、停车场、运动场等，可以建立一套完整的雨水收集、处理、利用方案。

总的来看，LID是在雨水径流的源头或上游就形成对雨水的处理和截流，从而削减下游的雨水量和雨水径流中污染物的含量，减小对市政排水系统的依赖性，从另一个角度提升排水系统的总体处理和容纳能力，同时保护水环境。

2 武汉市的水资源特点和亟待重点解决的问题

最近几年，随着城市化进程，武汉市和全国很多城市一样，每到汛期城市排水系统都要经受严峻的考验。特别是2011年6月18日的一次特大暴雨，导致市区发生严重渍水，多处交通中断。事后的统计发现，该暴雨在武汉的主城区共有88处渍水点，分别是汉口地区28处、汉阳地区8处、武昌地区52处。从渍水的类别分析，地势低洼、系统不完善导致的渍水占64处，另外工地施工导致的积水12处，立交桥、涵洞导致的积水8处，设施陈旧、不完善导致的积水4处。

对这次城市内涝，渍水分布之广泛，直接原因类别之繁多，很多问题值得反思。除了降雨雨量大、强度大、超过了城市排水设施现有的承受能力以及部分在建骨干项目未发挥作用，这样一些客观原因之外，还有一些较深层次的原因，例如：排水标准偏低；老社区、立交涵洞、低洼地仍是排水薄弱环节；部分在建工程对现有排水管网设施造成的破坏不容忽视；管理调度水平有待提高。

如果简单地采取一些方法，例如：加大部分管段的管径、加大排水泵站的装机容量，虽然能解决一些问题，但是不一定是最有效的。按照低影响开发的观念，解决雨洪问题的重点不是这样一些传统的工程措施，必须结合武汉市的水资源特点和现有基础设施的状况寻找出路。

2.1 武汉市的水资源特点

2.1.1 水资源量相对丰富

武汉的江河湖泊所占面积大，而且地下水位较高，水资源量相对丰富。因此在城市水资源利用中的主要矛盾是水质问题，同时伴随着防汛和防内涝问题。

2.1.2 市内湖泊众多

市内的湖泊给雨水的蓄滞提供了天然条件，同时对湖泊水环境的保护、水量的变化和调节也提出了新的问题和要求。这时，对雨水的蓄滞主要不是用来补充水量不足，而是为了削减洪峰流量、削减雨水径流中挟带的污染物，防止这些污染物流入市区内的湖泊。由于初期冲刷挟带的污染物占全部径流挟带污染物的绝大部分，因此收集、处理初期雨水，防止污染扩散，也就成为重点问题。保护湖泊水环境，比雨水直接、间接地利用更有现实意义，在这一点上武汉有别于很多资源性缺水的城市。

2.1.3 新旧城区开发程度差别大

旧城区聚集了大量的工商业和居住人口，开发程度高，是洪涝灾害的重点保护区域，同时原有的城市规划，没有为雨水的下渗和储存利用留下足够的空间。因此，老城区在解决雨水问题上，所受约束较多。新城区开发程度低，用地约束较宽松，如果开发密度控制合理，可以对水的重复利用给予全方面的考虑［2］。

2.2 低影响开发的前景和建议

2.2.1 区别对待新旧城区的雨水排水系统

在中心城区（旧城区）基本保留传统排水系统和技术，有条件时将完全的合流制系统改造为截流式合流制，并维护管理好现有的水工程设施，及时更新改造。一般地，传统排水技术与已有的城市规划和基础设施建设基本相适应，并已经十分成熟。在城市中心区由于现状条件的限制，难以从系统的形态（如排水体制）上作出根本性改变。因此，重点不是排水系统的转型，而是在起端作出合理的维护管理和改造，控制不透水面积的增加，控制泥沙、固体废弃物进入排水系统，保持管渠的畅通性，降低污染。

在新城区和郊区：借鉴国外技术，开发、试用适合国情的雨水利用新技术。例如：推广LID技术，建立分散化的可持续雨水利用设施，发达国家的一些经验和技术可以结合当地的情况直接使用，或改进后推广使用。在新城区，地上和地下空间的开发必须同时考虑。新开发区，要彻底扭转“先地上，后地下”的开发模式。另外，还需考虑建设“生态基础设施”，就是在开发和改造中要给城市生态留有余地，保证水面率和绿地率，使其发挥渗、滞、蓄、排功能［3］。

2.2.2 从源头上减轻雨污混接的影响

事实上大量存在的雨污混接现象，是从源头上解决水资源利用的巨大障碍。如果要彻底改造成分流制，不仅工程量大，而且这种排水体制需要足够的地下空间和资金，所以在工程实践上难以全面实现。因此解决雨污混接问题的目标应该适当降低，变得更加可行，应当遵循的原则是：减轻雨水向污水管的排放量，以及减轻污水向雨水管排放的量。

具体说来，就是在街坊和小区范围内，试行小规模的截流式合流制改造。即使现状存在大量的雨污混接，也要保证没有降雨时，排放的污水能经过小区溢流井的拦截，全部汇集接入市政污水管，而降雨初期的雨水和污水也接入市政污水管，只有在雨量过大的时候，多余的雨污混合污水才溢流进入城市雨水管道。当然，这时小区的排水出口需要改造为溢流井。有条件时，为了配合减小雨水量，建议在小区内部设雨水蓄水池，蓄积的雨水可以用于小区的绿化。作为鼓励减少向市政管道排放雨水，政府可以按照蓄水池的容积进行一定的补贴，该费用可以看做政府为削减暴雨径流量间接的工程投入。

2.2.3 近期建设、维护管理与远期规划相结合

对于现有的一些排水问题，不能采取“头痛医头、脚痛医脚”的方法。有些方法虽然看似很有针对性，但是没有从根本上解决问题。问题的解决还是要标本兼治，近期要解决的问题属于“治标”，远期要解决的问题属于“治本”。

在近期的维护管理中，主要解决重点社区、街道的渍水和水污染问题。从工程设施的维护管理看，这些地区通常也是地势低洼、管道狭小、管网系统老化破坏严重的地区。从居民的投诉看，也是投诉较集中的地区。从系统的上下游关系看，这些区域一般集中在系统的上游，符合源头治理的原则。

在远期的规划和治理中，可以融入低影响开发的观念和方法，逐步向可持续的水资源利用转型。由传统技术向低影响开发的雨洪管理转型，绝不是短期内能实现的，因此需要对远期的发展制定城市雨洪管理的远期规划，做到近远期结合。

2.2.4 做好示范工程，以点带面

低影响开发在我国是个新的事物，需要政府和各方的支持，需要不断地摸索并积累工程经验。此外，由于经费和现状条件的制约，工程的建设也应该慎重，并需逐步展开。示范工程的建设，可以为今后类似工程的建设提供学习和借鉴，并积累工程经验。

2.2.5 利用非工程措施辅助解决水污染问题

非工程措施在我国的工程建设和维护管理中一直处于缺位的状态，与国外发达国家相比，我国的非工程措施的实施力度远远不足。这里非工程措施主要指教育和保险。教育的对象不仅是工程技术和管理人员，而且还包括普通群众，尤其是青少年一代，让他们随着年龄的增长，能够逐步懂得水环境保护的意义和有关的先进技术原理，他们才是未来的建设者。洪水保险，可以分散洪水风险，降低某些工程在防洪方面的直接工程投入，转而把部分资金投向保险，从总体上降低防洪成本。