低影响开发在海绵城市建设中意义

低影响开发在海绵城市建设中意义

[摘要]“加快生态文明建设力度,构建美丽新中国”已经成为新时代社会发展与现代化建设的重要目标。在党的第十九次代表大会中明确指出:中国所要建设的现代化建设是“人与自然和谐共生”的现代化,在此过程中要加快雨水资源管理工作,实施流域环境综合治理。而在流域水环境治理过程中,应明确认知低影响开发建设有效开展的重要性,在海绵城市理念指导下投资与建设,实现水资源现状的有效改善,提升城市生态治理的新高度。

[关键词]生态文明;海绵城市;综合治理

20世纪20年代末,“低影响开发”(LowImpactDevelopment,LID)逐步发展起来,它是一种暴雨管理和面源污染处理技术,目的在于场地开发时,通过采用分散的、小规模的源头处理手段,达到有效控制因暴雨而产生的径流和污染,从而最大限度地维持好被开发地原有的、自然状态的水文循环。低影响开发有广义和狭义之分,广义的低影响开发旨在城市发展过程中,通过采用多种措施减轻或消除城市建设对原有生态水文循环的破坏和冲击,以达到保护和修复生态环境的目的。狭义的低影响开发是指一系列可实现城市雨水收集、循环利用的生态技术体系,其关键在于自然净化、原位收集、回补地下水和就近利用,主要措施包括雨水公园、生态植草沟、绿色屋顶、透水路面、下凹式绿地、地下蓄渗等。可见,低影响开发的应用可以有效处理初期雨水污染,减少路面积水、地下建筑倒灌等现象,从而改善城市居民生活。因此,在海绵城市建设中应当结合本地雨洪现状、地势及气候条件,积极运用低影响开发,为构建生态文明城市做出贡献。

1应用低影响开发的意义

近些年,随着城市化建设的快速推进,传统粗放型的城市建设开发模式导致城市中原有的河流、湿地、湖泊等水文生态环境遭受不同程度的破坏。低影响开发技术的应用可以通过采用生态植草沟、透水路面、下凹式绿地等方式帮助降水有效下渗,使径流的排放量降低到40%以下,达到积蓄和利用降水资源的目的。

1.1低影响开发有利于减轻城市灰色基础设施的负荷。地下的市政雨水管网是城市排水的主要途径,屋顶的雨槽、沿3%倾斜度的路面帮助雨水进入市政雨水管网,最后排出城市。城市化大刀阔斧改革之前,城市排水情况是:降水的40%被蒸发;50%入渗到地下土壤以补充地下水资源;10%进入河流。然而,城市化的快速发展,造成土壤覆盖形式的变化,渗入地下土壤的降水减少到5%,高达55%的降水汇入市政雨水管网后排出城市。事实上,城市化过程中的土壤不透水性导致了地下土壤雨水吸收、储存功能的丧失,最终引发城市内涝。另一个主要原因是城市化发展进程中,忽视和填埋原有的城市河渠和冲沟。低影响开发设施的应用旨在通过科学的方法完善城市生态雨洪管理系统,实现雨水汇、流的吸纳和慢排,以减轻城市灰色基础设施的排水负荷。采用低影响开发,综合利用与城市灰色基础设施相耦合的一系列设施,实现从场地集雨源头上综合雨水管控,在满足城市地表建设硬度要求的同时,减轻灰色基础设施的负荷,极大地缓解了城市内涝。

1.2低影响开发有助于补给城市地下水资源。地下水补给的重要来源包括大气降水和地表水的下渗,而大气降水是地下水资源的最主要补给。研究表明,降水的下渗是在分子力、毛管力和重力等综合因素的共同影响下产生的,而大气降水的入渗率又受到土壤条件的影响。前文指出,当今城市土地覆盖的变化破坏了原有的水文循环模式,最终导致雨水资源的流失和地下水资源的匮乏。专家指出,地下水补给区不透水面积每增加1km2,地下水渗入减少25万m3,与此同时,地表径流增加45.73万m3。低影响开发是生态城市建设和规划的重要手段,不透水路面的铺装取代了硬化地面形式的公路建设。这种生态改造方式,帮助城市地下水逐步回升,使土地保有蓄水的本能,减少雨水资源的流失,重建土壤的“海绵效应”过程,直接帮助城市地下水得到有效补给,减少城市干旱和洪涝等生态问题。所以,加强低影响开发设施建设,构建城市的雨水管理系统,放慢地表径流速度,增长径流时间,提升透水地面吸收、储蓄雨水的功能,是补给城市地下水资源的重要途径。

1.3低影响开发有益于雨水资源的可持续利用。城市地表覆盖形式的变化,造成雨水资源的快速流失。当前水资源的主要矛盾,已成为城市居民日益增长的水资源利用需求和城市水资源流失之间的矛盾。雨水资源可持续利用的提出,必将成为解决水资源矛盾的重要举措,同时也将成为我国生态文明建设规划的发展趋势。低影响开发通过建设植草沟、人工湿地等方式构建城市雨水利用的生态系统,雨水的有效循环可以用于居民生活、公共场所或工厂的非饮用水,如冲厕所、绿植灌溉及景观水体用水等,实现雨水资源的最大化利用。低影响开发综合考虑雨水径流路径,从源头有效管控雨水排放,通过过滤、沉淀、净化和储存等一系列措施,再用于生活、生产和景观用水,实现雨水的循环利用。可见,低影响开发是实现雨水资源可持续利用和管理的重要方式。城市的生态环境受到破坏之后,便会出现内涝、水资源流失、水生态环境恶化、水环境污染等一系列问题。因此,可持续发展的保护水生态环境措施势在必行,原有的开发形式和建设理念必须转变。低影响开发是海绵城市建设的主要手段,也是改善当前城市水生态环境现状的主要方式,更是生态文明城市可持续发展的重要举措。低影响开发的应用以生态文明建设为指针,有利于城乡绿地的合理布局,有利于完善基础设施,有利于改善居住环境。与此同时,更有利于协调经济、社会、生态环境、生态安全与城市化进展之间的相互影响,对建立可持续性发展的生态文明社会具有重要的理论和实践意义。

1.4低影响开发有益于面源污染的有效控制。面源污染是指以“面流”的形式向水环境排放污染物的污染源,是水环境破坏的主要元凶之一。它们在降水和地表径流的冲刷过程中,使存在于大气和地表的氮、磷等污染物以“面流”的形式进入到水环境中,从而造成水体环境不同程度的污染。通过运用低影响开发技术,建设生态基础设施,增加城市绿地面积,搭建下沉式绿地,使城市中的面源污染物随着地表径流进入下沉式绿地当中,有效减少城市的地表径流量,降低面源污染,又可以将地表径流当中的氮、磷等污染物转化为绿地中植物所需的“化肥”。由此,下沉式绿地成为城市面源污染控制的有效措施,其主要的控制方式不仅做到了源头阻断,更做到了过程净化,实现了面源污染物的合理利用和资源转化。低影响开发的运用,一种方式在面源污染的各个源头采取有效措施将污染物进行截留处理,防止污染物随着雨水径流进入水系,污染水环境。这些措施主要是通过降低水流速度和延长水流时间来减轻地表径流进入水体的面源污染负荷。在城市绿地、城市道路等不同源头的截留技术可以采用下沉式绿地、透水铺装、植被缓冲带、生态植草沟等低影响开发技术。另一种方式是采取过程阻断控制面源污染。海绵城市的建设要求就是通过建设草地、草沟、海绵公园、下沉式绿地以及各类雨水处理池、雨水沉淀池、植被截污处理带等低影响开发措施,将城市雨水中的悬浮物、耗氧物质、营养物质等多种污染物质进行截断处理。这其中,有属于植物生长所需要的氮、磷等营养物,可以成为城市绿地所需要的肥料。另外一些油脂类、有毒物质则可以随着城市地下管道进入污水处理厂处理。

2城市规划中充分运用低影响开发的路径

低影响开发是从水资源和水生态环境保护角度构建的雨洪管控方法,属于微观范畴,正逐步被社会认识且与城市建设与规划相契合。但从目前的发展情况来看,低影响开发与传统城市规划建设方式的结合还未充分展开,笔者认为可以从以下几个方面努力。

2.1有效整合低影响开发应用与传统的生态导向城市规划理念。当前,低影响开发以水资源循环作为分析重点,这对分析区域建设的景观设计与土地开发的动态过程具有重要意义,而且场地的水文过程是场地生态过程中的核心要素。然而,区域开发时,不仅要考虑水文要素,还要综合考虑其他的诸如自然和社会等经济因素。因此,应当在整体规划上促使低影响开发有效整合传统生态导向城市发展过程中的整体规划,方能使低影响开发更全面地应用于区域发展的自然生态过程与社会经济过程。

2.2有效整合低影响开发目标与传统的生态导向城市目标规划。当前,低影响开发的建设目标主要侧重于建设区域的水文与水生态环境目标,包括区域内的降水总量、地表径流量、地表径流频率、水质、污染状况等,而对建设区域的综合生态与社会、经济等可持续发展目标考虑较少。因此,应当在目标体系上促使低影响开发兼容传统生态导向城市目标规划,方能使低影响开发具有更广泛的社会、经济与生态目标。

2.3有效整合低影响开发规划与传统生态导向城市总体规划。当前,低影响开发建设规划更加侧重于建设区域开发范围的确定,以及低影响开发综合管理实践设施的布局,对建设区域的土地利用方案、布局方案、交通枢纽组成、生态基础设施体系的规划与布局等内容的综合考虑相对较少。因此,应当在内容体系上有效地整合低影响开发与传统的生态导向建设区域规划的内容体系,方能使低影响开发在实际建设中取得更广泛的应用。低影响开发设施的投入建设要结合具体的水文地质、土地利用情况、周围建筑物密度等现实情况,根据城市的总体发展规划、专项建设规划制定的目标,要全面考虑、评估设施建设的功能、价值、适用性、景观效果等综合因素而做出最优选择。具体的设施规划中,其适用性应符合城市的土壤渗透性、地形、地势、地貌、地下水位及空间密度等现实条件。降水的下渗应当避免对地下水源造成污染,不得对区域内居民的生活带来不良影响,不可破坏原有的生态环境,更不能危及区域内场地的建筑安全。

3结语

城市要发展,必然要经历变革,发展中也会不断出现新的问题,这就需要用新的措施去解决。低影响开发作为海绵城市建设的重要途径,其实施宗旨是维持区域内开发前后的水文特征,尽量降低对原有生态环境的破坏,减少降水排放对市政管网的压力,减轻地表径流对水质的污染,形成“雨水有效管控、污染有效防治”的生态安全系统。这不仅符合我国生态文明建设的要求,也与城市雨水治理规划目标相符合。

作者:王超 单位:黔南民族职业技术学院管理系