對(duì)可持續(xù)性城市排水設(shè)計(jì)方法的探討

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城市排水系統(tǒng)體制的選擇是城市排水系統(tǒng)規(guī)劃中首要問題，它影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)和管理，對(duì)城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)。本文通過對(duì)幾種可持續(xù)性排水設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，從而闡述了排水系統(tǒng)在功能、規(guī)劃和設(shè)計(jì)方面可持續(xù)發(fā)展的必然性。

　　1、屋面雨水的收集

　　城市雨水徑流利用越來越受到人們的重視，許多干旱城市的缺水形勢(shì)也使得那里的人們開始收集利用屋面雨水徑流。具體應(yīng)用如下：①在家庭使用方面，屋面雨水收集在雨水桶中可供給家庭生活以外的其他低質(zhì)用水，如澆花、沖廁、衣物洗滌等方面；②在公共用水方面，更大范圍的公共建筑群或地區(qū)的屋面雨水被收集到雨水存儲(chǔ)罐中或調(diào)蓄池中，經(jīng)過撇流初期雨水和簡(jiǎn)單的沉淀消毒處理即可用于更大范圍內(nèi)的市政雜質(zhì)用水（如洗車、冷卻、消防等低質(zhì)用水）、灌溉用水、景觀用水、家禽用水或回灌到地下等。雨水利用不僅可以降低城市供配水管網(wǎng)在用水高峰時(shí)的用水量，還可以有效緩解暴雨洪峰流量。同時(shí)減少降雨徑流的污染負(fù)荷，此外，屋面雨水利用是城市徑流綜合管理的一個(gè)重要組成部分。

　　2、雨洪入滲的設(shè)計(jì)

　　在土壤具有良好的通透性并且徑流水質(zhì)不會(huì)造成地下水污染的情況下，將雨水直接入滲地下也是雨水生態(tài)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要策略。相對(duì)無污染的雨水徑流入滲可以減少徑流的量和速率，并能補(bǔ)充地下水從而維持河流基流，提供供水水源，對(duì)維持地區(qū)水系平衡發(fā)揮著重要作用。雖然依靠入滲系統(tǒng)無法阻止大的洪澇災(zāi)害的發(fā)生，但是卻可以有效降低雨水管道系統(tǒng)的水力負(fù)荷，這有助于緩解洪水問題并在減少合流制管道溢流方面使城市收益。

　　各種雨水入滲設(shè)施在具體的工程實(shí)施中，有兩個(gè)方面需要注意：①可能受到室外固體廢棄物的收集管理的欠缺、街道清掃不徹底和缺少維護(hù)等因素的制約和影響；②潛在的對(duì)地下水的污染威脅，地下水回補(bǔ)的效益與長(zhǎng)期地下水水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)的潛在分析后應(yīng)認(rèn)真考慮。此外在工程具體實(shí)施中，各種入滲設(shè)施應(yīng)遠(yuǎn)離化糞池和建筑物基礎(chǔ)、地下室停車庫等。

　　3、合理的屋頂綠化設(shè)計(jì)

　　近年來，我國(guó)一些大中型城市污染嚴(yán)重，綠化用地又極其有限。由于沒有土地成本，屋頂綠化無疑成為城市中心區(qū)最廉價(jià)的改善城市綜合環(huán)境的方式之一。屋頂綠化的主要好處有以下幾點(diǎn)：①削減城市雨水經(jīng)流總量：屋頂綠化后由于植物對(duì)雨水的截留、蒸發(fā)作用以及人工植土對(duì)雨水的吸納作用，屋面匯流的雨水量可大大降低。資料表明，由于屋面采用了綠化設(shè)計(jì)，徑流系數(shù)可由原來的0.9降低到0.3左右，即在相同降雨量下排水管渠收集到的雨水會(huì)相應(yīng)減少，一些小雨甚至不會(huì)形成徑流。此外，屋面的綠色植物和土壤還可以起到對(duì)雨水進(jìn)行預(yù)處理的作用，因此可以省去地面初期雨水的控制措施。②消減城市非點(diǎn)源污染負(fù)荷，減少大氣中的灰塵和吸收二氧化碳；有效除去徑流雨水的污染負(fù)荷。③提高城市綠化率和改善城市景觀，為提高城市綠化面積提供了一條新的途徑；此外，它還可以通過綠色植物的蒸騰和潮濕土壤的蒸發(fā)可明顯調(diào)節(jié)城市氣溫與絕對(duì)濕度。④有效改善建筑屋頂?shù)男阅芎蜏囟龋侠碓O(shè)計(jì)的屋頂綠化可延緩屋頂各種防水材料的老化，也能增加屋面的使用壽命。

　　屋頂綠化適用在新建生活小區(qū)、公園或類似的環(huán)境條件較好的城市園區(qū)，通過科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)可將區(qū)內(nèi)屋面、綠地和路面的雨水徑流收集利用，從而達(dá)到顯著削減城市暴雨經(jīng)流量和非點(diǎn)源污染物排放量、優(yōu)化小區(qū)水系統(tǒng)、減少城市水澇災(zāi)害和改善環(huán)境等效果。無論是從節(jié)約土地資本，節(jié)約能源，還是綠化城市環(huán)境的角度來看，屋頂綠化恢復(fù)了土壤、恢復(fù)了水循環(huán)，提供了生物嬉戲的空間和人們休閑娛樂的空間，其應(yīng)用前景是非常廣闊的。

　　4、草皮溝的設(shè)計(jì)

　　草皮溝（Grass Trench-road）國(guó)內(nèi)也有學(xué)者稱為或譯為“淺草溝”、“植被淺溝”或“植草溝”。草皮溝是具有雙重徑流控制作用的種植植物明渠，它除了通過存儲(chǔ)削減降雨洪峰流量外，渠道的底部和兩側(cè)的透水能力可以促進(jìn)入滲。植物產(chǎn)生的渠道粗糙度可降低徑流速度，還有降低徑流污染物的濃度的作用。在土壤滲透能力差的地區(qū)，草皮溝可以與多孔管系統(tǒng)結(jié)合，低草草皮溝設(shè)在多孔管和顆粒材料渠道的連接處。草皮溝在氣候溫和的發(fā)達(dá)國(guó)家，被廣泛地用作流量和水質(zhì)控制設(shè)施。目前，草皮溝在世界各地都得到了很好的應(yīng)用。尤其是在低開發(fā)密度、土壤滲透性能好、地下水位底的地區(qū)，如草皮溝與滲渠結(jié)合通過增加入滲能力可使草皮溝的效率大大的提高。除了徑流控制，草皮溝對(duì)懸浮物等大顆粒以及附著在固體上的污染物（如磷）也有很好的去除效果。草皮溝的污染物去除機(jī)理主要是沉淀和顆粒吸附，另外還有顆粒過濾和植物，吸收溶解物質(zhì)。但是草皮溝的污染物的去除效率變化是很大的，應(yīng)該在今后的實(shí)踐中做進(jìn)一步的研究。

　　5、人工濕地

　　濕地技術(shù)屬于環(huán)境生物技術(shù)范疇，其特點(diǎn)是利用生物本身及其產(chǎn)物的作用功能來去除可溶性和固體有機(jī)物、TSS、氮、磷、金屬、烴類和一些優(yōu)先考慮去除的污染物，以及病原菌和病毒，以達(dá)到治理污染和保護(hù)環(huán)境的目的。由于具有徑流控制和改善水質(zhì)方面的雙重作用，人工濕地正在廣泛用于城市雨水管理。人工濕地還具有美化環(huán)境、提高舒適度、提高城市環(huán)境美觀度和為動(dòng)植物提供生存環(huán)境的作用。

　　濕地有多種類型包括地表流濕地、潛流濕地和垂直流濕地等。由于雨水具有輕污染、高流速的特點(diǎn)（相對(duì)于生活污水），城市雨水系統(tǒng)人工濕地通常設(shè)計(jì)成水平地表流濕地。人工濕地種植植物，通過植物的過濾、入滲和生物吸收等過程提高污染物去除能力，它還能有效去除顆粒物、溶解性污染物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和重金屬等有毒物質(zhì)，從而來達(dá)到凈化雨水的目的。水力、物理和生物因素的綜合作用決定了人工濕地的處理效果。最重要的設(shè)計(jì)因素是天然雨水徑流的短間歇性。由于這種易變性，濕地特征的重要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)隨當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)而不同。停留時(shí)間通常用于評(píng)估這類設(shè)施作為污染物控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

　　可能一般公眾會(huì)認(rèn)為濕地會(huì)聚集蚊蠅，使?jié)竦爻蔀槟切┪孟墏鞑ゼ膊?、流行病的地區(qū)的潛在威脅。雖然這方面不應(yīng)該被忽視，但是問題并不像他們想的那么嚴(yán)重。在濕地設(shè)計(jì)中可采取有效的措施來阻止蚊蠅傳播，使蚊蠅的居住時(shí)間只有幾天，其蟲卵來不及長(zhǎng)大。另外，還可以使用生物控制的方法來控制害蟲的傳播，因?yàn)樯锟刂频某杀靖畠r(jià)且對(duì)人體危害更少，所以它比化學(xué)方法更適用。

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