嘉兴市低影响开发体系雨水系统试点调研_免费论文全文下载

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摘要 针对嘉兴市面临的城市内涝和水质型缺水并存的问题，嘉兴水问题治理在规划转型的新常态下变革思路，借鉴国外低影响开发（LID）理念，进行海绵城市的改造。本文基于嘉兴海绵城市建设背景，对蒋水港绿道和勺园停车场试点的运作情况进行分析，最后总结本次调研对课题中地域性参数化试验研究的借鉴指导意义。

关键词 海绵城市；低影响开发技术；地域性；雨水花园；浙江嘉兴
中图分类号 TU992 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）11-0162-05
A Pilot Study on Rainwater System with Low Impact Development System in Jiaxing City
SHEN Pei-yu WANG Yu-jia ZHOU Hai-ju XU Hai-shun
（Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037）
Abstract According to the city waterlogging and water shortage in Jiaxing City，under the new normal condition of planning transformation，the water governance in Jiaxing will change mentality and use the concept of foreign low impact development（LID） to carry on the reform of sponge city.In this paper，based on the background of sponge city construction of Jiaxing，the operation of Jiangshuigang green road and the parking lot of Shaoyuan were analyzed，finally summarized the references significances of experimental research on regional parameters.
Key words sponge city；low impact development technology（LID）；regional；rainwater garden；Jiaxing Zhejiang
嘉兴市位于浙江北部著名的杭嘉湖平原，襟江带湖，自古为富庶繁华之地，也是我国近代史上重要的革命根据地。嘉兴虽为江南水乡，河流密布，水系发达，但近年来其因水环境破坏引起的水质型缺水问题相当严重（图1），嘉兴目前可利用水资源总量大大低于全国和全省平均水平，其中以地表径流污染为代表的非点源性污染日益严重。与此同时，嘉兴在城市建设过程中，大量自然地面逐步被包括道路在内的硬化面所取代。其不（弱）透水下垫面不断增加（根据嘉兴市第一次地理国情普查报告，截至2015年，嘉兴的104.35 km2建成区内，不透水下垫面（全硬化）面积达56.01 km2，弱透水下垫面（绿色屋顶等）面积达到6.89 km2，不（弱）透水下垫面占比约60%），而且在嘉兴市平原河网地区，降雨量大而集中（多年平均约980 mm），城市内涝问题也不断加剧。
1 国内海绵城市建设情况
1.1 �体情况
住房和城乡建设部发布的《海绵城市建设技术指南》（以下简称《指南》）对海绵城市进行了如下定义：“城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的‘弹性’，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”[1]。中国住房和城乡建设部在2014年10月编制了《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建（试行）》，部分内容涉及海绵城市绿地的规划设计与建设。该导则主要参考了美国关于低影响开发（LID）雨水系统等方面的理论研究与实践经验。
LID理念的核心是通过合理的场地设计，模拟场地开发前的自然水文条件，采用源头调控的近自然生态设计策略与技术措施，营造出一个具有良好水文功能的场地，最大限度地减少和降低土地开发导致的场地水文变化及其对生态环境的影响。与BMPs（美国20世纪70年代提出的雨水管理技术体系，最初主要针对非点源污染的控制，通过最佳管理措施来预防或控制非点源污染）相比，LID强调通过分散式、小规模调控措施对雨水径流源头进行控制，更多体现的是一种贯穿于整个场地规划设计过程的场地开发方式和设计策略[2]。
LID体系包含结构性措施和非结构性措施2种策略。结构性措施主要通过小型雨水设施将雨水回收利用，包括生物滞留池、下沉式绿地、植草沟、绿色屋顶等（表1）。结构性措施主要包括以下内容：①渗透。采用植被或可透水路面材料，增强地面透水性；②滞留。利用植被、土壤良好的吸水能力滞留雨水，使雨水径流总量减少；③蓄水。通过蓄水池、水塘等收集雨水，不仅能减少雨水径流，还能作为灌溉用水或经过处理后作为生活用水；④过滤净化。通过植被和土壤的过滤、吸附和微生物降解等作用，清除雨水中的污染物[3]。非结构性措施包括街道和建筑的合理布局、增加植被面积等。
2015年2月，国家财政部、住建部、水利部联合发文确定了包括嘉兴在内的16座城市为海绵城市建设试点。
2015年10月，国务院办公厅颁布《关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发〔2015〕75号），从国家层面战略性地推进我国海绵城市建设，明确指出推广海绵型公园和绿地，增强公园和绿地系统的城市“海绵体”功能，并首次提出了径流总量控制的海绵城市量化工作指标：70%的降雨就地消纳和利用；到2020年，城市建成区20%以上的面积达到目标要求；到2030年，城市建成区80%以上的面积达到目标要求的工作目标。海绵城市应具有像海绵一样吸纳、净化和利用雨水的功能，以及应对气候变化、极端降雨的防灾减灾、维持生态的能力[4]。 1.2 嘉兴试点
目前，嘉兴已建成多处于其他江南地区海绵城市建设有较强参考性的试点。从“点”的层级上，已建成如晴湾佳苑、勺园停车场、嘉兴植物园、再生水厂等试点。从“线”的层级上，已建成蒋水港、湘家荡等试点。从“面”的层级，已建成以南湖为中心的18.44 km2示范区。在政策方案上，编制了《嘉兴市海绵城市建设技术规范》。
2 旧城改造案例――嘉兴市蒋水港绿道
2.1 场地简介
本试点位于嘉兴市南湖区蒋水港，改造时间为2012―2013年。蒋水港河道全长约2.5 km，改造区域北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段（约600 m）。到目前为止，北至南湖大桥、南至长盐桥新气象路段均已经改造完成（图2）。其中亲水河道的构成分为4个水深区，正常水位分别为1.0、1.4、1.8、2.6 m（图3）。
2.2 LID在蒋水港绿道中的体现
嘉兴城市以硬化路面为主，不（弱）透水下垫面占比约60%，且硬化路面的排水也以强排快排的形式，增加了排涝压力。同时，道路对沿线周边的水体污染十分严重。路面雨水径流中，除含有重金属、碳氢化合物等对环境危害性大的污染物质以外[5]，车辆运行带来的油类等污染物[6]、行人抛弃的废物、从庭院和其他开阔地上冲刷到街道上的碎屑和污染物等最终都将在雨水淋洗、冲刷作用下迁移至水环境中，并对这些水域产生很大危害。在周边有生态敏感保护区和重要水源保护区的地方，道路污染物对水质、生物及生物多样性的潜在威胁更需要认真对待[7]。
LID技术主要是尽量把雨水入渗到地面以下，一方面减少了雨水的排放，降低了城市的内涝风险；另一方面减少了初期雨水对河道的污染。而在蒋水港绿道工程建设中，具体应用的低影响开发技术有以下几种形式。
2.2.1 绿地建雨水花园，从源头解决周边硬化路面排水和削减污染。蒋水港绿道在施工中通过适当改造，在绿地中建设雨水花园。雨水花园是一种下凹式绿地，下凹式绿地是一种生态型雨水渗透设施，具有投资少、蓄渗效果明显、截留净化径流雨水、不易堵塞等优点，它既可设置在城区范围内的建筑物、街道、广场等不透水地面周边，用于收集蓄渗小面积汇水区域的径流雨水，又能在立交桥附近、市郊等空旷区域大规模应用，从而提高立交桥及整个城市的防洪能力[8]。
2.2.2 雨水花园渗透层构造及参数。在雨水花园中，原有的壤土被换成了渗透系数大的材料如砾石、砂、煤渣等。雨水花园的主要作用为滞留、下渗及处理雨水。其主要构造及设计参数为蓄水层0.25 m，种植土及人工填料层0.5 m（孔隙率0.3）、砂层0.1 m、砾石层0.2 m（图4）。同时，雨水花园中设置雨水溢流设施，将暴雨时的雨水排入雨水管道或河道。蒋水港绿道改造过程中将周边硬化路面雨水引入绿道内绿地，可通过改造人形道侧石（拆除侧石或侧石开口）形式，将雨水排入绿地。
通过现场调研与前期资料收集可知，图4、5所示的雨水花园地下层的主要构造及设计参数可能适用于以嘉兴为代表的江南地区的雨水花园，这些构造及参数将对后期的地域性参数化研究有借鉴意义。
2.2.3 雨水花园植物选择。在植物生长环境方面，根据雨水花园中种植区不同的水淹情况可将雨水花园种植区分为蓄水区、缓冲区、边缘区（图6）。植物在这3个分区中的配植要充分考虑到不同植物的耐淹、耐旱特性。边缘区无蓄水能力，植物物�N需要有较强的耐旱能力，对植物的耐淹能力无特别要求，可选用一般较耐寒的植物，与周边植物景观相衔接；缓冲区有一定的蓄水容积，对植物的耐淹特性有一定的要求，同时要求植物有一定的耐旱能力和抗雨水冲刷能力；蓄水区植物物种耐淹能力和抗污染能力、净化能力要求最高，同时要求在非雨季的干旱条件下也要有一定的耐旱能力[9]。
调研发现，蒋水港绿道雨水花园采用下凹式绿地的做法，中间下凹部分铺有较大块的卵石，卵石中种有一些耐水湿植物。在坡道上还种植一些灌木及地被植物，植草沟也普遍分布。雨季来临时，雨水顺着植草沟流到下凹式绿地中，起到滞留下渗及净化处理雨水的作用（图7）。
调研过程中，小组成员对蒋水港绿道雨水花园中使用到的植物材料进行了分类与总结（表2）：通过观察绿道不同区域不同植物的生长状况，可以初步判断绿道采用植物的耐水性与耐旱性，由此指导雨水花园地域性植物的选择。
2.3 生态浮岛
调研发现，蒋水港河道中央及岸边置有生态浮岛。生态浮岛适用于没有空间建设雨水塘或雨水湿地的场所，可通过对生态的重新构造，提升河道的自净能力，同时也提升景观效果（图8）。
2.4 总结
嘉兴生态绿道网是一种线形绿色开敞空间，通常沿着河滨带情况较多，内设可供行人和骑车者进入的景观游憩路线，连接主要的公园、自然保护区、风景名胜区、历史古迹和城乡居住区等，有利于更好地保护和利用自然资源、历史文化资源，并为居民提供充足的游憩和交往空间。
运用低影响开发技术建成的绿道，将面临着与传统绿地养护不同的管理挑战。传统绿地养护仅限于修剪、施肥及保洁，由于具有嘉兴特色的绿道需要的养护措施广泛，所以在绿道养护方面嘉兴也有不少实际经验，雨水排入了绿道，因而每隔几次降雨均需进行养护。另外，雨水塘、雨水湿地内需要定期清淤，水生植物到秋季需进行收割等。
3 生态停车场改造案例――勺园停车场
3.1 场地简介
嘉兴勺园停车场位于嘉兴南湖景区的南部、南溪西路北侧（图9），建设总面积约5 200 m2，是供园内参观时停车所用。其中，停车位面积约1 169 m2，通道面积约1 670 m2，停车场共有85个停车位， 是勺园内重要的交通枢纽地。此处独特的设计，有利于地面径流，防止地面过多积水从而影响园区的营业与使用。
3.2 低影响开发技术在勺园中的体现 3.2.1 铺设专用透水混凝土。勺园生态停车场的表层是使用透水混凝土铺设的，结构见图10。20 cm厚的透水混凝土表层，形成了透水路面和透水停车位。这样的新型混凝土可以让雨水较为快速地流入地下，防止“快排水”带来的水体快速流失以及由于雨水过量而导致的洪涝积水的现象。另外，一方面这一举措也可以有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等城市环境问题。这样的做法不仅保护了地下水，节约了水资源，而且更能够有效缓解因水滞留在路面表层而带来的油类化合物污染地下环境的问题，维护了城市的生态平衡。
调研过程中，小组成员进行了试验。将约20 mL的水浇在停车场路面，模拟雨水下渗，试验发现地面不会像普通的水泥地一样马上变深色，浇下去的水也不会马上四处溢流开来打湿地表，而是慢慢下渗，吸收效果显著（图11）。
3.2.2 植浅草沟。勺园停车场在停车位之间的绿地中植浅草沟，并配以侧石开口（图12）。植草沟沟顶宽0.5～2.0 m，深度0.05～0.25 m，边坡（垂直∶水平）1∶3～4，纵向坡度0.3%～5.0%。植�\草沟具有输水功能，具有一定的截污净化功能。这样有利于将硬质停车场中未能及时排出的雨水排入一旁的绿地中，通过植浅草沟的下渗吸收更多雨水，加快雨水排放，避免雨量过大带来的雨水堆积给使用者带来不便的现象（图13）。
植浅草沟的植物一般选用当地适种的草坪地被，在保证排水给予过滤的同时也能够带来景观上的美好感受，为停车场增添一定的视觉效果。
3.2.3 铺排地下网状排水盲管。除了地上部分的精心设计，勺园停车场的地下部分更是进行了多样的设计与处理。停车场在地下布设了将近1 km的网状排水盲管（图14）。盲管能够收集地上的渗水，进行统一处理，也可在雨量较大时，调节地下水，减缓地下水的压力，这对解决目前城市中经常出现的积水问题有很大的作用。
3.2.4 地下雨水调蓄池。勺园停车场在地底更是设置了一个巨大的地下雨水调蓄池（图15）。在多雨的季节，城市往往会因长时间的强降雨导致地下水的大量积聚，而现有的地下网管不能满足排水需求，不仅会带来严重的洪涝灾害，更会将大量雨水带来的河流污水排入地下，从而对污水厂造成一定的危害。而这样的调蓄池既可以减缓污水的冲击，减少污水厂的压力，也可以在一定程度上减小城市的内涝问题。
3.3 总结
每当下雨天，落在停车场地表的雨水首先通过透水材质浇筑的地表渗入土中；当土壤含水量过高时，专门用于集排土中渗水的盲管就会发挥作用，把多余的雨水排放到停车场北侧的排水管道内，地下调蓄池也可以帮助蓄、排水。
自2014年起，经过设置透水路面、建设透水停车位、安装地下网状盲管，并设计了下凹式绿地和植草浅沟等一系列改造后，勺园停车场已能在一定程度上控制雨水径流。据统计，整个项目年径流总量控制率达80%，控制雨量达24 mm。
4 结论与启示
在水质型水资源缺水的大背景下，雨水不应该是负担，而应是宝贵的资源。为了应对城市水问题，嘉兴的城市建设理念从破坏生态转向恢复生态。海绵城市的建设相对于传统的市政雨水管理系统有很大的优势。一是在雨水治理理念上变革，从原来的末端治理转变为源头治理；二是雨水就地收集处理，减少径流；三是从原来的单一下水管网建设转而利用好河湖蓄水、道路渗水等多种方式建设。
总体而言，我国海绵城市建设尚处于起步阶段，理论研究在很大程度上依旧滞后于实践，尤其是在本土化、地域性等方面的研究亟待重视，这对以后的研究方向有指导意义。
5 参考文献
[1] 住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南[S].北京：[出版者不详]，2014.
[2] 徐海顺，蔡永利，赵兵，等.城市新区海绵城市规划理论方法及实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.
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[9] 王佳，王思思，车伍，等.雨水花园植物的选择与设计[J].北方园艺，2012（19）：77-81.

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