城市暴雨水的综合管理创新设计

城市暴雨水的综合管理创新设计

（王珊珊 资源环境学院 2010级 环境科学专业）

1.引言

随着我国城市化进程的不断加快，城市自然水文条件发生了明显改变，水的自然循环被人为割裂，暴雨内涝频发，对城市功能、社会秩序、资源与环境造成不同程度的破坏，直接影响城市整体形象的提升，甚至危及人们的生命及财产安全。目前，我国城市排水系统的建设及其完善受到越来越多的关注，政府也加大了该领域的投资力度，但由于城市暴雨内涝的形成影响因素众多，不少城市在暴雨内涝防治方面存在误区，从而造成投资建设力度很大，但并未达到预期的效果。 排水系统设计标准低下是我国城市暴雨内涝的一个重要的、但非唯一的成因。我国城市排水系统设计重现期大都采用一年一遇，但从我国大部分城市暴雨内涝的发生频率看，近些年暴雨内涝发生的次数远不止每年一次。也就是说，按一年一遇设计标准敷设的排水系统并不具有排放一年一遇暴雨的能力，城市暴雨内涝的形成还受到其他因素的影响。因此，不能将城市暴雨内涝的成因仅仅简单地归结为排水系统设计标准过低。如果意识不到这一点，即使全面提高雨水排放系统的设计标准，也很难将设计重现期下的暴雨完全排除，遏制城市暴雨内涝的发生。

2.设计任务简介

当城市、环境和生态系统的关系以及传统的城市发展模式的弊端逐渐被认识后．新的环境规划和管理的理念诞生了．新理念更多的从自然和生态系统方面来思考城市发展的问题，希望能够将自然机制引入城市。或者说恢复城市中的自然机制。对于降雨这一自然过程来说．雨水渗透人土壤对地下水补给这一重要环节受城市内的不透水地面的阻扰而减弱乃至消失。土壤对雨水的滞留作用未能有效的发挥，致使城市区域的暴雨径流量不断增大。因此新的暴雨管理方法一方面努力恢复和增强土壤滞留雨水的机能。一方面通过创新的工艺和技术在保证城市健康安全的前提下，尽可能将降雨滞留在城市区域，不再将雨水看作废弃之物排放掉，而作为资源来使用。以下介绍的是针对于暴雨的综合管理所设计的技术正是基于这种理念诞生的。

3.生物渗透排水沟( drainage swale)概述

渗透排水沟是一种扁平的。覆盖有植被的排水沟．用于排放或暂时储存雨水。通过渗透作用．这种渗透性的排水沟也可以将部分雨水排入地下，并过滤掉雨水径流中的污染物(图4)。这种具有渗透性的排水沟可有效替代雨水管道和笔直的、经过铺砌的排水渠道。在某些地区，自然的渠道也可作为渗透排水沟。与传统的道路边沟和地下排水管网构成的排水系统相比．渗透排水沟能够削减暴雨径流的频率和径流量。尤其低强度的降雨。即使是在粘性的土壤条件下，预计暴雨径流的削减量可以达到15％。渗透排水沟对于径流污染物的去除取决于多种因素．包括排水沟的坡度、土壤条件以及植被情况等。估计固体悬浮物和金属物质的去除率可以达到30％一70％，氮磷营养物、生化耗氧量及其他有机物的去除率为10％一20％。但可溶解的无机盐类物质却很难经渗透的方法去除。渗透沟在美国的运用很广泛，用于各类地区的开发。即使在高密度的城市建设区．渗透沟也可用于连接雨水管道来构建排水

系统。

生物渗透系统是经过结构和景观处理的低洼地．用于促进暴雨径流的吸收和渗透。这种处理方式能够有效的减少暴雨径流并去除径流中的污染物质。当暴雨径流流人生物渗透系统后．雨水在渗透区表面积累，形成水塘，并逐渐开始向系统的土壤床渗透。经过过滤后的渗透雨水通过渗透系统的盆状或沟状的的土壤基层向西周的土壤渗透。而过剩的雨水可以由设置在土壤基层下的暗沟或暗管系统收集后，排放至城市排水管网，或直接排入受纳水体。生物渗透系统比较适用于处理强度较小的降雨．如果能在雨水径流流入渗透系统前设置过滤带，除去雨水中的固体悬浮物．则生态渗透系统的处理效果更理想。 生物渗透系统的运用形成了有别于传统的集中式排水组织方式——分散式就地处理的新方法．对降雨产生区域实施径流源头控制．可以有效的削减地面径流量。

4.生物渗透排水沟各构筑物的设计

4.1渗透管（渠）

生物渗透雨水渗透管（渠）是在传统雨水排放的基础上，将雨水管或明渠改为渗透管（穿孔管）或渗透渠，周围回填砾石，雨水通过埋设于地下的多孔管材向四周土壤层渗透。上图是一种雨水渗透管和渗透渠的断面作法。

雨水渗透管（渠）的主要优点是占地面积少，便于在城区及生活小区设置，它可以与雨水管系、渗透池、渗透井等综合使用，也可以单独使用。缺点是一旦发生堵塞或渗透能力下降，地下式管沟很难清洗恢复。而且由于不能充分利用表层土壤的净化功能，对雨水水质有要求，应采取适当预处理，不含悬浮固体。在用地紧张的城区，表层土渗透性很差而下层有透水性良好的土层、旧排水管系的改造利用、雨水水质较好、狭窄地带等条件下较适用。一般要求土壤的渗透系数K明显大于10-6m/s，距地下水位应有1m以上的保护土层。见附图（1）

4.2排水暗管

雨水中心渗透管一般采用PVC穿孔管、钢筋混凝土穿孔管制成，开孔率不少于2%.管四周填充砾石或其他多孔材；砾石外包土工布，防止土粒进入砾石孔隙发生堵塞，以保证渗透顺利；土工布搭接宽度不少于150mm.中心管也可用无砂混凝土管等材料制成。 为了保证雨水渗透管的有效空间被充分利用，雨水渗透管的连接可以在高程上错开，如附图（2）所示。也可在检查井内设置与上游管沟砾石填料顶标高相平齐为弥补地下渗透管不便管理的缺点，可以采用地面敞开式渗沟或带有盖板的渗透暗渠，也减少挖深和土方量。渗沟可采用多孔材料制作或做成自然的带植物浅沟，底部铺设透水性较好的碎石层，特别适于沿道路或建筑物四周设置。 4.3覆盖层生长的植物

在渗透系统的上表面有覆盖层，可以种植本地适宜的植物或可适宜的景观植物作为观赏， 达到一举三得的效果。 4.4填充支撑料

砾石，可作为微生物的附着层，对被城市管道污染的雨水进行生物处理。

5.生物渗透排水沟的特点

这种具有渗透性的排水沟可有效替代雨水管道和笔直的、经过铺砌的排水渠道。在某些地区，自然的渠道也可作为渗透排水沟。与传统的道路边沟和地下排水管网构成的排水系统相比．渗透排水沟能够削减暴雨径流的频率和径流量。尤其低强度的降雨。

参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cgb2.html