城市透水性铺装效益评价指标体系研究

2015-01-16大连理工大学建设工程学部水环境研究所辽宁大连116024

水利规划与设计 2015年3期

刘璐（大连理工大学建设工程学部水环境研究所，辽宁大连 116024）

城市透水性铺装效益评价指标体系研究

刘璐
（大连理工大学建设工程学部水环境研究所，辽宁大连 116024）

透水性铺装可以缓解城市化水文效应，在城市的可持续发展中起着非常重要的作用。当前透水性铺装效益评价指标体系不完善，导致无法科学的衡量其功能效益，降低了推广的积极性。遵循全面性、代表性、科学性等原则，从经济发展、生态环境和社会影响三个方面，利用系统层次法构建其综合效益评价指标体系，为城市透水性铺装的效益评价与推广提供了理论支撑。

透水性铺装；效益评价；指标体系

1 引言

随着经济的快速发展和城市化进程的不断加快，城市建设在不遗余力地创造人类生存空间的同时，也极大地改变着自然原有的生态环境。原有的天然植被与裸露土壤不断被各种建筑物及不透水硬化路面所取代，从而影响了降雨、蒸发、雨水产汇流等水文过程，同时引发城市水资源紧缺以及面源污染等一系列问题，这些问题共同构成了城市化水文效应，并已经开始逐步引起人们的重视。

城市化水文效应的一个重要表现就是城市雨水径流产汇流特征的改变。由于各种建筑物屋顶以及不透水路面面积在城市中占的比例越来越大，导致雨水径流形成的时间越来越短，雨水形成的洪峰流量加大。这些快速形成的径流一方面极大地增加了城市道路排水系统的负担，容易引发城市内涝现象；另一方面径流的剧烈冲刷作用将屋顶路面的沉积物、行人车辆产生的垃圾快速带入城市水体，引发城市雨水径流污染问题，其中有些致癌化学物质甚至因此进入食物链富集，从而危害人体健康。

透水性铺装路面是内部构造由一系列可以与外部空气连通的多孔结构形成骨架，同时又能满足路用及铺地强度和耐久性要求的地面铺装。透水铺装系统可实现暴雨径流的就地消减和分散处理，减少城市内涝风险及消纳雨水径流污染。此外，下渗收集到的雨水资源经过简单处理可用于某些生活用水，缓解城市水资源紧缺及热岛效应，从而获得全面的生态效益和社会效益。

随着透水性铺装的作用日益受到重视，针对其的技术研究已取得了很大进展，但是目前对于其后期产生的效益识别和评估还不完善，尚未构建一套科学合理普遍适用的理论体系。为此，本文从透水铺装对经济发展、生态环境和社会影响等角度出发，探讨透水性铺装可产生的效益，提出城市透水性铺装的经济、社会、生态环境效益识别和评估指标体系。

2 城市透水铺装效益研究概况

发达国家对于透水性材料的研究起步于20世纪70年代，现已大都进入实用阶段。90年代以来，国内开始进行透水性混凝土与透水性混凝土路面砖的研究，目前已在北京、上海等多个省市地区推广使用。针对透水性铺装产生的种种效益，也已经有学者进行了相关研究:王哲等对透水性铺装地面滞蓄净化雨水径流的效应进行了综述；王波等对透水性铺装在城市生态及物理环境方面的优势进行了比较细致的分析与总结；李伏贞等运用全寿命周期思想，通过采用层次分析法，对透水路面的技术-经济评价指标进行了初步的探讨；李俊奇应用差额收益法对4种雨水处置与利用方案进行了比较，发现渗透方案的效益最为明显，值得大力提倡和推广；张洪涛，徐向舟等以大连市行政区的透水路面为研究对象，采用碳税法定量计算了包括林地、草地、透水路面在内的城市透水路面带来的部分效益。这些研究（详见参考文献）虽大都局限于某一方面的效益，但仍可以为透水性铺装效益的综合评价研究提供有力的参考。

3 城市透水铺装效益评价指标体系建立

城市透水铺装效益综合评价就是对透水性铺装产生的经济效益、生态效益以及社会效益进行综合、科学的评估，是一个涉及多方面的多层次、多方位和多功能的复合系统，建立评价指标体系是进行综合评价的基础，只有科学合理的指标体系才能得出公正可信的评价结果。

3.1 指标体系建立原则

（1）全面性原则

即评价指标体系必须反映被评价事物的各个侧面，绝对不能“扬长避短”。否则，评价结论将是不公平的。力求评价指标反映透水铺装应用效益的所有方面，做到既能反映其定量属性，也能反映其定性属性。

（2）代表性原则

因为综合评价体系比较复杂，因此在建立评价指标时为了提高评价精度，要求指标简明扼要，能够充分反映其本质特征，且不存在重复设置。指标体系应涵盖为达到评价目的所需的基本内容，能反映对象的全部信息。

（3）科学性原则

即整个综合评价各指标选择及结构拟定都必须要有科学依据，只有这样，得到的指标信息才是客观的，可靠的，才能使评价结果具有可信性。

（4）层次性原则

在一定逻辑关系的基础上，必须遵循合理的等级层次关系，指标体系要能体现综合效益指标与不同层次指标之间的联系。

（5）可行性原则

指标体系应能抓住问题的关键，技术上可行且有效，有明确的科学内涵。在尽可能简单的前提下，选择符合规范、易于计算、有统计资料的指标。

3.2 指标体系的构成

依据上述原则，在分析城市透水性铺装对地区经济发展、自然生态和社会环境方面效益的基础上，采用系统层次法构建了透水性铺装效益识别和评价的指标体系。系统层次法为指标体系建立时普遍采用的方法，首先确定研究对象可持续发展的目标，即目标层，然后在目标层下建立一个或数个较为具体的分目标，称为准则层（或类目标层），准则层则由更为具体的指标（又叫项目指标）组成。本研究中目标层为单一目标，下面有经济效益、生态效益和社会效益三个准则，每个准则有若干指标。

3.2.1目标层

透水性铺装效益评价的目标在于综合识别与评估透水性铺装利用的整体综合效益，为城市建设决策者指导城市防洪、规划和设计提供可靠依据。

3.2.2准则层

准则层反映城市实施透水性铺装后产生的不同方面的效益，分为经济效益、生态效益和社会效益三个方面。这三大效益同时产生，同时存在，互为条件，相互影响。

3.2.3指标层

（1）经济效益指标

经济效益是指透水铺装利用获得的各种能够直接或间接量化为货币单位进行计算的效益。可以从以下三方面考虑其经济效益:①成本费用。主要包括透水性铺装的建设成本及日常运行维护费用。国内有资料显示，渗透地面的成本比不透水地面成本高10%左右，但通过储存雨水、延长径流时间，而能降低大约12%-38%的市政雨水系统的投资。②直接效益。采用透水路面将雨水入渗地下后，每年可减少向市政管网排放雨水量，从而减少城市排水设施的建设和运行费用，张书函等利用每方水的管网运行费用、污水处理费用和减少的外排水量计算这部分收益。透水路面的使用能补充地下水，张书函等用渗透雨水置换自来水的效益代替这部分效益。③间接效益。透水砖铺装路面的扩展，能带动盛产其制造材料地区的发展，它的应用有利于提高当地经济效益。

（2）生态效益指标

生态效益，也称“环境效益”，指在投入一定劳动的过程中，对整个生态系统造成某种影响，从而对人的生活环境和生产条件产生某种影响的效应。目前，专门针对透水性路面产生的生态效益方面研究较少，但国内外专家、学者对资源环境价值已展开了广泛研究，提出了多种价值评价体系，尽管各种价值评价体系叫法不同，但概括起来可从三个途径出发，即成本途径、收益途径和市场调查途径，每种途径都包含有若干种具体的评估方法，这些方法可以用来进行一些生态效益的定量计算。透水铺装路面的生态效益指标主要有:透水路面对雨水径流中的污染物有吸附净化作用，从而减少了人类与被污染水接触后可能产生的健康影响，产生相应的水质效益，据分析，为消除污染每投入1元可减少的环境资源损失是3元，即投入产出比为1∶3；由于大规模使用透水性路面，加大了如建筑垃圾、沙漠砂等废弃材料的处理与再利用，一定程度上实现了变废为宝，改善了生态环境；改善大气水、地表水、地下水三者之间正常的水分循环和水量转换，恢复自然水文循环状态；由于加大了降雨入渗，补充了地下水，涵养水源；增加了土壤的水分含量，促进植被生长；营造城市小气候，缓解热岛效应；增加了雨水下渗，补充了地下水，可以缓解因为地下水超采引起的地面沉降以及海水入侵；消解噪声、美化环境和净化大气污染，并为某些生物物种提供稳定的栖息地，使城市成为生物多样性保护与表达的场所。

（3）社会效益指标

社会效益是指人类活动所产生的社会效果，从社会角度评价人类活动的成果，如教育、社会主义精神文明建设等。通过透水面实现雨水下渗，可大量减少地表径流量，减缓洪峰流量，减小城市排水系统压力，对城市防洪排涝具有重大作用；实施透水路面工程，可带来直接和间接就业效果，直接提供的就业机会指工程实施以及后期维护方面的工作等，间接提供的就业机会指对透水材料生产量增大，产生的劳动需求等；透水路面工程能够使居民在享受更加舒适的城市生活的同时，受到水资源和环境意识的教育，增强惜水、节水意识，有利于可持续发展战略的深入落实以及促进生态环境和谐社会的构建。

综上，建立了包括定量与定性的多层次多指标结构的透水性铺装效益评价指标体系，推荐了一些指标定量评估计算方法并对这些方法进行了简单介绍，如表1和表2所示。