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试析概述国外雨洪制约和管理系统概述

收藏本文 2024-01-17 点赞:11658 浏览:46991 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:发达国家早在上个世纪70年代就开始对城市雨洪、雨水径流污染等问题展开系统研究,经过数十年研究和工程应用已逐渐形成系统的雨洪管理体系,代表性的有美国的最佳管理措施(BMPs)和低影响开发(LID)、英国的可持续排水系统(SUDS)、澳大利亚的水敏感性城市设计(WSUD)、新西兰的低影响城市设计与开发(LIUDD)。
关键词:城市洪涝;雨水径流污染;城市雨洪控制与管理体系
在我国城市雨水系统设计中一直坚持以排为主的设计理念,随着我国城市化的快速发展,城市中不透水面积大量增加,造成城市中地表径流量大幅增加、径流污染严重、城市防洪压力增大及雨水资源大量流失等问题,传统的城市雨水设计理念和方法已不能很好地解决城市雨洪问题。发达国家采取的一些雨洪控制利用理念和技术措施值得我们去了解和学习,从而进一步推动我国城市雨洪控制方面的发展,解决我国在城市化进程中遇到的城市洪涝等突出问题。

一、美国最佳管理措施(BMPs)体系

最佳管理措施(Best Management Practices)是由美国联邦水污染控制法及其后来的修正案中提出来的。最初最佳管理措施的主要

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作用是控制非点源污染问题,而发展到现在,最佳管理措施强调利用综合措施解决水量、水质和生态等问题。

1.最佳管理措施的分类

最佳管理措施可以分为工程性措施和非工程性措施两大类。工程性措施主要包括雨水池(塘)、雨水湿地、渗透设施、生物滞留和过滤设施等;非工程性措施则主要指雨洪控制与管理有关的政策及相关法律、法规。

2.最佳管理措施的管理目标

最佳管理措施的目标主要包括以下几个方面:(1)对城市雨洪峰流量及城市雨洪总量的控制,而总量控制主要的对象是年均径流量而非偶然的暴雨事件;(2)对径流污染物总量的控制;(3)对地下水回灌与接纳水体保护;(4)生态敏感性雨洪管理,目的是要建立一个生态可持续的综合性措施,包括以生物、化学和物理的标准来确定最佳管理措施实施的效果。

二、美国低影响开发(LID)体系

低影响开发(LID)是由美国乔治省马里兰州环境资源署提出的,主要以分散式小规模措施对雨水径流进行源头控制。

1.低影响开发设计理念

低影响开发是一项基于综合性措施来解决城市雨水问题的方法。LID的核心是通过合理的场地开发方式,模拟自然水文条件并通过综合性措施从源头上降低开发导致的水文条件的显著变化和雨水径流对生态环境的影响。

2.低影响开发技术体系

低影响开发设计通常需要结合多种控制技术来综合处理场地径流,表1总结了LID的技术体系。主要分为保护性设计、渗透技术、径流储存、径流输送技术、过滤技术、低影响景观六个部分。
表1 LID技术体系分类

三、英国可持续排水系统(SUDS)体系

英国为解决传统的排水体制产生的洪涝多发、污染严重以及对环境破坏等问题,将长期的环境和社会因素纳入到排水体制及系统中,建立了可持续城市排水系统(SUDS-Sustainable Urban Drainage Systems)。
可持续城市排水系统可以分为源头控制、中途控制和末端控制三种途径。可持续城市排水系统综合考虑在城市水环境中水质、水量和地表水舒适宜人的娱乐游憩价值。可持续城市排水系统由传统的以“排放”为核心的排水系统上升到维持良性水循环高度的可持续排水系统,综合考虑径流的水质、水量、景观潜力、生态价值等。由原来只对城市排水设施的优化上升到对整个区域水系统优化,不但考虑雨水而且也考虑城市污水与再生水,通过综合措施来改善城市整体水循环。

1.可持续城市排水系统(SUDS)设计理念

可持续城市排水系统体系要求从源头处理径流和潜在的污染源,保护水资源免于点源与非点源的污染。首先利用预防和良好的家庭、社区等源头管理方法对径流和污染物进行控制,再到较大的下游场地和区域控制,在径流产生到最终排放整个链带上分级削减、控制(渗透或利用)产生的径流,而不是通过管理链的全部阶段来处置所有的径流。

2.可持续城市排水系统的特点

与传统的城市排水系统相比,可持续排水系统具有以下特点:(1)科学管理径流流量,减少城市化带来的雨水洪涝问题;(2)提高径流水质、保护水环境;(3)排水系统与环境格局的协调并符合当地的需求;(4)增加雨水的入渗,补充地下水等。

四、澳大利亚水敏感性城市设计(WSUD)体系

水敏感性城市设计(WSUD-Water Sensitive Urban Design)是澳大利亚对传统的开发措施的改进。通过城市规划和设计的整体分析方法来减少对自然水循环的负面影响并保护水生态系统的健康,将城市水循环归为一个整体,将雨洪管理、供水和污水管理一体化。

1.水敏感性城市设计理念

水敏感性城市设计体系是以水循环为核心,主要是把雨水、给水、污水(中水)管理做为水循环的各个环节,这些环节都相互联系、相互影响,统筹考虑,打破传统的单一模式,同时兼顾景观、生态。雨水系统是水敏感性城市设计中最重要的子系统,必须具备一个良性的雨水子系统才有可能维持城市的良性水循环。

2.水敏感性城市设计原则

水敏感性城市设计认为城市的基础设施和建筑形式应与场地的自然特征相一致,并将雨、污水作为一种资源加以利用。其关键性的原则包括:(1)保护现有的自然和生态特征;(2)维持汇水区内自然水文条件;(3)保护地表和地下水水质;(4)采取节水措施,减少给水管网系统的供水负荷;(5)提高污水循环利用率,减少污水排放;(6)将雨、污水与景观结合来提高视觉、社会、文化和生态的价值。
五、总 结 我国城市未来排水系统的建设,应该是传统的灰色基础设施与LID等绿色的雨水基础设施的结合,不仅要解决水涝问题,还要解决径流污染、雨水资源利用、城市景观和生态环境改善等综合性问题。在国家“十一五”、“十二五”重大科技攻关项目中,都有不少相关的研究项目和课题,国家和地方都在加大这方面的投入。我国可借鉴发达

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国家的经验,建立城市雨水排放许可或收费制度,可以先在发达城市、缺水地区和水环境污染重点治理地区进行雨水管理试点工作,经验成熟之后再向全国推行,制定国家层面的雨水排放许可制度。建议在新建项目中,将雨水的减排和控制要求纳入项目审批程序,也可结合我国多年执行的雨水防洪费和污水排放费建立雨水排放收费制度。目前,一些相关的规范标准已经或正在修编或编制中,如我国绿色建筑评价标准中就已经提出了雨水的减排和利用的具体量化要求。
当前,我国城市防洪排涝体系布局与急速扩张中城市水安全保障需求不匹配的矛盾日益突出。尤须指出的是,中国城市非理性扩张的现象普遍存在,“先地上、后地下”的城镇化扩张模式,使本应先行的城市防洪排涝基础设施建设举步维艰。城市发展中肆意挤占河湖水域的短视行为,城市扩张到防洪圈外或低洼易涝区中却无必要的自保措施,为城市防洪安全留下了重大隐患。
近10年来,我国的专家学者也开展了城市雨洪控制与管理方面的研究和工程应用,并取得了一定的研究成果。例如北京的奥林匹克公园、上海的世博园等都采取了雨水的收集回用、雨水的调蓄、雨水的渗透、雨水补充景观水系等工程性的措施,并取得了很好的效果,体现了绿色生态的主题;我国还于2007年正式实施了《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(GB50400-2006)。但是目前我国的城市雨洪控制与管理在技术、工程建设与管理和相关政策法律法规等方面还没有构建成完整的体系,没有形成完善的系统。一些发达国家的雨洪控制与管理在技术、工程建设和管理、相关政策法律法规等方面已经形成了成熟、完善、系统的体系,非常值得我国深入地了解和学习,从而进一步推动我国城市雨洪控制与管理的发展,解决我国在城市化进程中遇到的城市雨洪问题。
通过了解和研究国外先进的雨洪管理体系,逐步建立和完善我国的城市雨洪控制利用技术和管理体系,为实现我国城市可持续发展提供必要的技术支撑。
参考文献:
USEPA.The Use of Best Management Practices(BMPs) in Urban
Watersheds.US Environmental Protection Agency,2004,EPA/
600/R-04/184.
USEPA.Low Impact Development(LID).US Environmental Protection
Agency.2000,EPA-841-8-00-005.
[3] 车伍,李俊奇.城市雨水利用技术与管理[M].北京:中
国建筑工业出版社,2006.
[4] 李俊奇,车伍.城市雨水问题与可持续发展对策[J].城
市环境与城市生态,2005,18(4):5-8.

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