低影响开发技术的若干方式及特点探讨

黄 勤

(合肥市滨湖新区建设投资有限公司，安徽 合肥 230001)



低影响开发技术的若干方式及特点探讨

黄 勤

(合肥市滨湖新区建设投资有限公司，安徽 合肥 230001)

根据建设海绵城市遵循的与自然和谐共处的低影响发展模式，介绍了海绵城市建设中低影响开发措施的设计要点，并结合合肥当地的情况，提出其低影响开发设施建设的建议及注意事项，以期为类似低影响开发的工程设计和施工提供参考。

海绵城市，低影响开发，雨水花园，植草沟，绿色屋顶，渗透路面

1 海绵城市建设与低影响开发技术

海绵城市是指城市能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，建设海绵城市遵循的是与自然和谐共处的低影响发展模式。低影响开发模式是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。

低影响开发强调以生态系统为根基，尽可能减少城市建设对原有自然地表径流的影响，提倡将雨洪管理的起始点提前至径流源头，模拟蒸发、过滤、渗透、贮留等自然界的雨水传输路径(见图1)。根据实验资料数据，低影响开发模式可减少约30%～99%的暴雨径流，并延迟约5 min～20 min的径流峰值，还可有效去除径流中的磷、氮、油脂等污染物，有效中和酸雨，是城市可持续发展的核心技术之一。

低影响开发技术一般利用雨水花园、植草沟、绿化屋顶、渗透路面、雨水桶下等分散式生态措施，消纳和减排雨水，减少雨洪期市政管网的压力，降低城市洪灾风险。

2 雨水花园

雨水花园可有效地控制径流污染、削减径流流量和峰值流量，其常见位置为:1)树井、路边的盒状低洼绿地单元、低洼的公路隔离带、车道周边；2)公寓大楼、住房小区、商业、工业及公共建筑范围内的景观区；3)小区停车场附近独立的低洼绿地；4)在屋檐、屋顶，特别在大型商业建筑区和停车场的大型盆栽。其特点及功能如表1所示。

3 植草沟

植草沟常用于雨洪控制、处理工程的预处理设施，可延长水力停留时间，从而削减洪峰，也能通过渗透作用削减水量，净化水质。较常用于公园、道路边、私人景观区等处。

植草沟的设计参数主要包括水力停留时间、植草沟长度、最大允许流速和纵向坡度等；有关研究结果表明：当植草沟的水力停留时间为5.5 min,7 min,10 min,18 min时，其相应的污染物去除率分别为48%,70%,67%和80%。当植草沟的长度从30 m增加到60 m后，SS、碳氢化合物及重金属的去除率分别增加了20%，25%和46%～67%。

通过对植草沟在道路地表径流传输入渗过程中的模拟研究表明：降雨历时越短、降雨强度越低，植草沟的调蓄能力发挥越好，降雨强度相对降雨历时来说对植草沟传输入渗能力的影响更大；植草沟对氨氮、总磷、COD的去除率分别为10%～20%,15%～35%,20%。植草沟的设计要点如表2所示。

表2 植草沟的设计参数

堵塞是植草沟日常运行中需注意的问题，由于沉积物堵塞土壤孔隙，在运行一段时间后的渗透系数降低。在入流一定的情况下，植物根系越厚实，沟渠面积越大，堵塞越不容易发生。

4 绿色屋顶

绿色屋顶适合改建、重建以及新建建筑，能够应用于车库和大型工业、商业和公共建筑。绿色屋顶在不渗透面积比例较大的高度城市化的区域效果更加明显。一般情况下，绿色屋顶在夏天可滞留70%～90%的降雨，冬季可滞留25%～40%的降雨量。绿色屋顶的基本组成：1)能够支撑绿色屋顶系统重量的屋顶结构；当楼板设计载荷在200 kg/m2以下，从安全角度考虑不宜进行屋面绿化。屋面楼板设计荷载大于350 kg/m2以上时，可以选择适当绿色植被进行屋面绿化改造；2)保护建筑和屋顶结构的防水材料；3)由多孔介质组成的排水层，并能有助于植物的吸水；4)土工合成材料层，用来组织颗粒较小的土壤堵塞多孔介质；5)适合屋顶植物生长的土壤层，考虑到屋顶载荷和植物对营养的需求，通常采用轻质改良土壤；6)能够适应屋顶环境并且根系较浅的植物。

绿色屋顶设计与施工时应考虑如下几个方面：1)屋面有坡度时，1∶12～5∶12的坡度比较适合，有利于径流通过重力排出；当坡度较大时，应具有防土壤侵蚀的措施。2)屋顶结构应有足够的载荷能力，屋面各孔口最好使用石块等防护材料堆积在周围。3)屋面必须设置防水层，并且在继续施工前进行完全的防水测试。4)排水层可使用砾石等材料，深度由屋顶载荷能力以及设计绿色屋顶保水量决定，一旦绿色屋顶排水层孔隙饱和，过多的径流通过传统的屋顶排水系统排出。5)考虑到屋顶载荷问题，绿色屋顶的土壤不能过重，且具有足够的养分供植物生长需要。6)屋顶花园必须设防护措施，以防人、物坠落。

5 其他技术方式

5.1 渗透路面

渗透路面主要应用于工业区、商业区和居民区的停车场、人行道以及非机动车道等，较不适宜高速公路等交通负荷量较大的道路。透水路面的应用主要包括以下方面：1)降低路面的径流系数；2)减小地面径流污染；3)降低道路的热岛效应；4)提高城市路面的使用性；5)补充地下水并保障水质。Ferguson对透水地面径流系数的研究表明：刚铺设的透水路面径流系数为0.12～0.40，使用3年～4年后，其径流系数仍保持在0.18～0.29。

渗透路面建设应注意以下几个方面：1)渗透路面适合人行道以及低速、交通量不大的区域；2)确保当地土壤有足够的渗透能力；3)因透水铺装的优良性状是靠空隙渗水来实现的，故需确保渗透路面周围的渗透系统有足够的抗堵塞能力；4)具有一定的抗冻能力。

5.2 雨水桶

雨水桶具有一定的滞蓄库容，常用于高度城市化及人口密集的地区，这些地区往往没有空间发展其他低影响开发技术，也可用于绿色建筑等，减少市政给水的消耗。雨水桶的径流削减效果与其布设位点、容量有效利用、降雨强度等均有关，优点是占地小，投资省，维护方便。

雨水桶的位置选择：1)雨水桶应设置在水平位置，且不易下陷、侵蚀和倾倒；2)地下雨水桶应离建筑物至少3 m，应防止雨水桶渗漏，破坏地基；3)雨水桶离地面越高，就有越多的压力可用，储蓄的水可通过重力流进入灌溉系统或渠道等；4)若雨水桶安装在地下室，需安装抽水系统;5)如果空间允许，可在屋顶安装雨水桶，便于利用重力流。

雨水收集系统基本组成部分应包括：1)收集雨水的不渗透表面，如屋顶等；2)收集和传输屋顶等收集区域雨水的设备与装置；3)用于滤去碎片等杂物的格栅装置；4)可移动的桶盖或入口等装置；5)溢流管；6)出水口；7)当重力流无法传输雨水时，可考虑安装泵。

6 讨论与建议

合肥市位于中纬度地区，地处湿润带和过渡带，降水量受地形及水汽来源影响，面上分布不均，总趋势是南多北少，西多东少，多年平均降水量970 mm。合肥市年内降水大部分集中在汛期5月～9月，汛期降雨量占全年降雨比例60%以上。合肥市土质特点明显，土壤中粘土含量较高，其渗透性能较差。

目前，针对合肥当地的低影响开发措施的研究相对较少。合肥市的屋面雨水水质总体较为良好，建议屋顶绿化的雨水经截污弃流装置将初期雨水弃流后，经蓄水池沉淀、过滤、消毒后进行城市杂用回用(绿化、灌溉和冲洗道路等)。初雨冲刷导致道路水质总体相对较差，建议在人行道、非机动车道下铺设透水铺装，道路采用透水路面。绿地系统建议采用植草沟+雨水花园+下凹式绿地的LID组合模式，且考虑到合肥市的土壤特性，渗透系数小，无法满足雨水花园的渗透速率设计要求，建议采用改良的土壤基质。

合肥市城区的雨水管道建设设计重现期标准较低，雨水花园、植草沟、绿色屋顶、渗透路面相结合的低影响开发技术组合模式可有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷。建议加快对合肥市不同类型的典型下垫面的土层、厚度、渗透能力、雨水水质等基础数据的收集及雨水利用的综合措施的技术规范编制，深入探讨适合合肥本地特点的优化设计，加快低影响开发系统示范区的建设，开展雨水花园、绿色屋顶、透水铺装(停车场)、雨水调蓄利用等示范工程的建设。

[1] 林 琳.低影响开发技术设计要点[J].中国市政工程,2013(Z1):137-138.

[2] 王建军,李 田.雨水花园设计要点及其在上海市的应用探讨[J].环境科学与技术,2013,36(7):164-167.

[3] 罗红梅,车 伍,李俊奇,等.雨水花园在雨洪控制与利用中的应用[J].中国给水排水,2008,24(6):48-52.

[4] 唐双成,罗 纨,贾忠华,等.雨水花园对暴雨径流的削减效果[J].水科学进展,2015,26(6):787-794.

Inquiry on various low-influence developing technologies and features

Huang Qin

(HefeiNewBinhuRegionConstructionInvestmentCo.,Ltd,Hefei230001,China)

According to low-influence development pattern of mutual development between spongebob city and nature, the paper introduces design points of low-influence development measures in spongebob city construction, and puts forward low-influence developing facility building suggestions and matters by combing with local Hefei conditions, with a view to provide some guidance for similar low-influence development engineering design and construction.

spongebob city, low-influence development, rainwater garden, grass ditch, green roof, permeable pavement

1009-6825(2017)11-0134-02

2017-02-09

黄 勤(1968- )，女，高级工程师

TU991.114

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