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1、浅谈LID技术系统在城市防洪排涝和面源污染规划中的应用关键词： LID技术 防洪排涝规划 应用摘要：我国每年因洪水造成的损失非常巨大，洪灾是我国主要自然灾害中最为严重的灾害之一，几千年来防止洪涝灾害一直是我国治理自然灾害最重要的内容。而近年来由于城市内涝灾害频发，在设计中做到防洪排涝已经得到众多设计者的重视和认可，LID(Low Impact Development，低影响开发)技术的应用前景广阔，对其进行相关探讨很有必要。引言：城市内涝出现始于上世纪80年代末，城市规模的扩张使得洪涝灾害的比例逐渐增加，尤其是大型城市的防洪排涝能力更是直接关系着城市在洪涝灾害面前的抵抗能力，因此从城市设计层面
2、就必须重视防洪排涝的规划，避免出现排涝体系与城市给水体系交叉的现象，避免防洪能力过低的现象。本文主要以镇江市城区为例，从城市内涝产生原因及应对洪涝的举措入手，探讨城市防洪排涝的现状及发展趋势。一、城市洪涝灾害和面源污染产生的原因自上世纪80年代以来，随着我国经济发展、城市化进程加快，由降雨引起的城市内涝灾害和水环境污染问题日益严重。就内涝而言，据近十年来镇江市排水部门统计资料显示，市区不同程度范围的内涝积水区（点）有100多个，其中影响较大的有三茅宫小区、吕家湾、八角亭、江滨新村等地区，虽然内涝具体原因有别，但共同的一点是原有水文环境被破坏，自然渗透、滞留功能丧失，雨水径流和峰值大增。近年来，
3、镇江市城市排水防涝工作体制机制不断完善，政策制度进一步健全，规划体系初步形成，排水设施建设改造力度加大，运行管理进一步规范，形成了较为完善的城市排水防涝体系，目前，城区拥有市政雨水排涝泵站21座，总抽排能力达95.15m3/s，市政雨水管道约1244km，各类排涝河道长度约106.96km，降雨强度在40毫米/小时或100毫米/24小时以内，城市基本无积水或迅速退水，未发生社会反响大、影响面广的积淹情况。从2011年开始实施的控源截污和水环境整治工作，使我市水环境得到了一定的改善。但是传统的“灰色”排水方式只是一味强调雨水“快速排放”，未考虑源头控制和雨水利用，当出现极端性强降雨时，雨水峰值迅
4、速升高，排水管网超负荷运行，仍会出现不同程度的内涝积水和面源污染，难以从根本上解决城市内涝和面源污染问题。通过镇江市城市洪涝分析，主要原因如下：一是城市地势不确定性，容易产生洪水。一般来讲，平原地区的城市洪涝灾害以内涝为主，周边并不具备形成巨大洪水的自然条件，但是大量的降雨会在城市内部的低点形成积水，因此平原地区城市的排涝是重点，比如近些年北京多次在大暴雨中出现内涝现象；山区城市最大的威胁则是洪水，周边的高山和陡坡容易在降雨过程中形成洪水。二是城市扩建，造成排涝排水系统不完善。缺少完善的排涝沟系，城市扩建时未能预留排涝通道同时现状排涝河道断面不足，淤积严重，排水能力低。三是排水系统出口过高，容
5、易造成内涝。排水系统的主要目的在于将城市低位的积水排泄至城市附近的河流、湖泊，但是如果城市将排水系统出口设计过高，比如出口位置的水位长期高于排水系统，那么就容易出现积水无法排出甚倒灌的现象。长江流域的大部分城市属于自然倒灌，长江的水系比内河高。四是城市化建设加快，造成几千年形成的排水体系调节紊乱。在城市建设发展中盲目与水争地，使河道变窄，湖泊变小，导致蓄洪、滞洪面积缩小，泄洪能力和湖泊调节洪水能力降低，而这些与水争地的建设项目往往是涝灾易发区。比如镇江市长江岸边原来有许多滞蓄洪水的农田、洼地、池塘，现在绝大多数己被填平盖房，大大减少了滞蓄水量，使得内河洪水位升高，对支流河道形成顶托，大大影响了
6、城市洪水的下泄。五是城市建设用地面积不断扩大，使地面硬化率提高。增加了径流系数，从而加大洪水量，导致积水现象严重。六是大气地表污染物随降雨径流排入河道水体，城市面源污染造成城市水环境污染。镇江有一句民谣说 “六十年代淘米洗菜，七十年代洗衣灌溉，八十年代鱼虾绝代”，比较形象地反映了镇江城市水环境逐渐恶化的状况。据环保部门的监测数据显示，镇江市区九条主要河道16个断面水质除古运河京口闸等极少数断面能达到、类水质标准，其余大部分为劣类水质，个别时段甚至出现黑臭现象。但相较于90年代，总体水质已有明显改善。究其原因，早期尚无污水收集处理系统，大量的点源污染（生产、生活污水等）直接排入河道水体，导致水质
7、完全恶化；后期（90年代中后期）逐步建设污水收集处理设施，点源污染得到治理，但面源污染导致河道水质恶化的问题未能根本解决。二、LID技术在城市排水防涝和面源污染治理中的应用根据调查研究，随着点源污染治理和水环境改善工程的实施，现阶段造成城市水环境恶化的污染源中，诸如生活污水、工业企业排污等点源污染所占比例逐渐降低，而城市降雨径流带来的面源污染逐渐成为主要的污染源。城市主干道和小区配套的凸起式绿化带和草坪，晴天，路面的尘土被车辆辗压、人工打扫扬起的灰尘洒向绿地，而绿地一旦浇水或是下雨，这些灰尘再次流向绿地，如此恶性循环。因此对雨水的合理引导、资源利用以及面源污染治理，是解决现代城市“水问题”的关
8、键所在，也是未来城市水环境综合治理的研究和发展方向。从上世纪90年代末期开始，美国等西方国家研究创新出低影响开发技术（LID）作为治理城市内涝和面源污染的主要方法之一，其核心是利用经过改造后的土壤、植被等，通过分散的、小规模的源头控制机制和设计技术，来达到对暴雨所产生的径流和面源污染进行控制，使开发地区尽量接近于开发前的自然水文环境。LID技术在欧美等国家得到推广应用，形成了西雅图Sea Street排水系统、马里兰州王子县道路等LID技术改造实例。2007年，LID技术正式引入我国，取得了一定的发展和创新，也形成了例如深圳光明新区国家雨水综合利用示范区和上海世博园等LID技术应用实例。LID
9、技术（如下凹式绿地、雨水花园、植物草沟、可渗透路面、绿色屋顶）不占用大块的土地资源，而是利用城市分散的、小块的景观用地，通过土壤和植被的蓄流、入渗、过滤和蒸发等方式减少径流水量和延长汇流时间，根据研究显示，LID技术措施的实施可使暴雨径流减少30%以上，延迟暴雨径流的峰值5min20min，减轻市政排水管网系统的压力，减少暴雨带来的城市内涝灾害。LID技术通过吸附、分解、微生物降解等方式对污染物进行截留，可以有效去除雨水径流中的磷、氮、油脂、重金属等污染物，有中和酸雨的效果，可以减少雨水回用成本及相应的污染物处理费用。与传统雨洪管理模式相比，LID 的优点主要有：比建设传统雨水设施更加环境友好
10、，更加经济适用，将城市化的影响降低到最小；在节省开发商和政府资金的同时提高环境质量，保护公众健康，提高社区宜居性；施工简单，投资少，对降雨径流的水质处理水量控制更加高效，可以提高开发项目的环境效益，降低项目开发的费用；灵活性好，具有多功能性，兼具景观效果，能够有额外的环境效应和社会效应；减少占地，合理使用开放性空间和公共空间。实施LID能够充分体现绿色基础设施和绿色建筑的生态、节水、节地、节材和节能理念，对改善城市的生态环境有着重要的作用和意义。三、治理城市内涝和面源污染的对策在国务院苏南现代化建设示范区规划中，对苏南城市提出了明确要求，如对镇江明确提出打造成令人向往的现代化山水花园城市和旅游
11、文化名城。要实现这样的目标，必须解决好“水问题”，实现水与城市和谐发展。近两年来，国家、省相关文件要求积极推行LID低影响开发模式，要求各地区旧城改造和新区建设必须树立人与自然和谐相处的生态文明理念，来系统解决城市内涝和面源污染问题，从根本上解决好城市水环境问题。（一）转变理念传统的治理水环境的理念是强调利用完善的管网体系快速排出雨水，未考虑源头控制和雨水利用，存在雨水径流污染的风险，并且遇到极端性强降雨时，仍存在内涝风险，而LID模式强调保护场地的自然特性，利用场地的土壤、植被的水文调节功能，可以显著减少内涝风险和初期雨水污染。因此，在全面贯彻落实国家、省和市相关政策文件基础上，通过电视、报
12、纸、广播、宣传栏等方式加强宣传排水防涝和面源污染治理的重要性、必要性和复杂性，普及LID对于城市排水防涝和面源污染治理的意义、相关知识和措施，逐步推进LID技术应用，改变过去只注重点源污染治理的观念。（二）规划先行1.城市土地利用不仅是面源污染产生的根源，而且也是污染物迁移的媒介，城市土地利用格局的改变对城市水环境影响十分显著。就镇江市而言，目前已经编制完成镇江市城市排水规划和镇江市城市面源污染治理规划，并根据国家、省相关文件要求正在编制镇江市城市排水防涝综合规划，做到与城市总体规划、城市防洪规划等规划协调衔接，按规划用地分类及雨水控制利用的特点，将低影响开发理念引入到规划当中进行推广，以不增
13、加城市基础设施负担为原则，从源头控制雨水径流量，将开发区域的径流系数作为规划指标加以明确，严格控制。2.根据城市总体规划和城市排水防涝规划，市规划主管部门应按照规划中规定的雨水径流控制标准，在新开发地块和旧城改造时，明确开发和改造后的径流量不能超过开发和改造前。针对新建住宅小区，新建公共、商业建筑与工业建筑，新建、改建、扩建广场或停车场，新建改建道路（含老小区改造、街道改造和积水区整治等）及公园绿地等项目，规划部门应在土地出让时将规划中关于不同项目类型的绿地率、下沉式绿地比例、雨水利用率、透水地面铺装率、综合径流系数等低影响开发控制指标纳入项目规划条件并严格落实。（三）措施落实比如，镇江市依据
14、已经编制完成的镇江市城市面源污染治理规划和正在编制的镇江市城市排水防涝综合规划，按规划用地分类及雨水控制利用的特点，全面贯彻落实低影响开发理念，采取工程和非工程相结合措施，从源头开展雨水径流控制，最大限度减少对城市原有水生态环境的破坏。1.工程性措施（1）新建区域应推广低影响开发技术措施，采用雨水花园、草沟、绿色屋顶、雨水利用装置、生态滞留池、透水路面、蓄洪储水池、生态湿地、不透水面积控制等减少和控制城市建设不透水面积，保护利用现有湖泊、水塘、湿地、河道和生态缓冲区，充分利用原有自然水系资源蓄洪排涝，降低洪涝灾害，净化雨水带来的污染。（2）建成区成片开发地块应参照相关规划中新建区域低影响开发标
15、准，建设低影响开发措施；老小区改造、积水区整治、街巷改造等项目应有计划对旧城实施LID改造，采用雨水花园、透水铺装和雨水罐等技术对屋面和小区内初期雨水进行调蓄和净化，对城区水体结合景观改造进行生态修复，尽量减少调蓄池的修建。（3）企业单位、新改扩建项目应落实相关规划中低影响开发模式指标，配套建设雨水利用等LID设施。2.非工程性措施（1）建立行之有效的面源污染治理和内涝防治监管机制。排水主管部门应当会同规划主管部门加强对排水防涝规划和面源污染治理专项规划执行的监督管理，确保城市排水防涝和面源污染治理要求在规划实施过程中实现。相关部门应严格面源污染治理和内涝防治工程建设和管理制度，创新监督约束机
16、制，严格实行奖惩制度，确保规范化操作、程序化运行，责任落实，监管到位。（2）加强信息化建设。完善水系管理体系，建立城市土地利用类型基础资料信息系统，泵站运行状况系统，实现汇水区监测点、排口、城市河湖水质实时监测，以便控制中心对信息全局统一调度和管理。（3）禁止将路面垃圾扫进雨水口或向雨水口倾倒垃圾、接餐饮、洗衣和其他污水下水管等，保持城市地表清洁，定期清理排水系统的污泥。（4）加强对居民宣传教育，提高群众对于城市排水防涝和面源污染治理工作的认识，建立公众参与和监督机制，积极鼓励社会公众主动参与城市排水防涝与面源污染治理工作。鼓励市民、单位进行雨水资源化利用，并制定相关的优惠政策。（四）政策保障
17、依据国家、省和市法律法规和政策文件，运用法律法规约束有关影响水环境、面源污染的活动。政府部门应制定相应的政策和制度，就低影响开发的要求明确责任相应主体，逐步建立雨水控制利用和低影响开发的规划、用地、设计、和审核验收制度，对实行雨水控制利用的项目给予经济补偿或政策优惠；制定规范新建工程和小区排水防涝设施建设模式、建设方案审查、验收及交付的相关制度。重点要做到：一是规划控制做到刚性。一方面，新建地块、旧城改造、老小区改造及新、改、扩建项目应按照总体规划和相关专项规划的要求，在土地出让时，将低影响开发相关指标纳入规划条件并严格落实相关措施，确保城市排水防涝和面源污染控制的具体要求在地块出让和项目建设
18、过程中实现。另一方面，排水防涝规划和面源污染治理规划等专项规划实施过程中，相关部门应根据各自职能结合实际情况提出具体落实措施，加强协调，将规划中关于排水防涝和面源污染治理方面的要求落到实处，确保城市排水防涝和面源污染治理目标在规划实施过程中实现。二是建立规范的、制度化的资金投入机制。在现有城维费、土地出让收益基础上，建议政府每年安排防洪基金和面源污染治理环保专项资金，纳入同级财政预算。三是保障用地。市国土、规划等部门要依据镇江市城市排水防涝综合规划和镇江市城市面源污染治理专项规划，科学利用、统筹协调城市地上、地下空间，将雨水收集利用、调蓄等面源控制设施建设用地纳入土地利用年度计划和建设用地供应
19、计划，确保满足城市排水防涝和面源污染控制设施的建设用地和管位需求。结语：我国在城市防洪排涝方面的研究起步较晚，由于固有城市布局的限制和城市规划领域技术的制约，导致许多城市的防洪排涝能力都不足以满足当前城市发展的需求。虽然当前国内在防洪排涝方面已经制定了相应的规范，针对性的研究也在不断深入，但是距离国际先进水平还有较大的差距，需要不断的探索和针对国内城市规划实际来强化城市防洪排涝能力。2007年12月1-2日华盛顿和俄勒冈州连下两场暴雨，为内涝创造了预备条件，2007年12月3日的暴雨格外集中，6小时的降雨量为100年一遇，华盛顿州最大地区降雨量为17.4英寸（442mm），最大风速为129英里
20、/小时（208公里/小时）。 参考文献：1汤利华.城市污水处理厂的设计水质探讨J.安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2005；2赵春雨.污水处理厂在城市所处流域水体污染治理中所起作用的研究A.2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷），2007； 3于琪洋.加强城市雨洪资源利用，保障城市可持续发展J.水利发展研究，2002，2（3）：12-14；4谢华等.城市化地区市政排水与区域排涝关系研究J.灌溉排水学报.2007，（5）：lO-13；5鲁航线等，城市防洪、排涝及排水三种设计标准的关系初探J.城市道桥与防洪.2007，（11）：64-66；6张静，何俊仕.城市排涝体系优化规划研究J.大连理工大学学报，2006，46（4）：24-25；7张理等.西安市城市雨水与城市排涝流量计算比较研究J.城市道桥与防洪.2007，（2）：47-51。9 / 9文档可自由编辑打印
关于采用LID技术系统解决镇江市城市内涝和面源污染问题的调查报告
