基于LID技術解決城市內澇問題的研究

萬瀚棟 蔣琳琳

摘 要：近年來城市洪澇災害頻發，洪澇災害在影響人們日常生活的同時也給城市帶來不可估量的財產損失，為解決城市內澇帶來的洪澇災害問題，國家根據社會需要提出海綿城市的方案。本文以天津市為例，闡釋并探討海綿城市專項規劃編制的技術思路和要點，尤其是如何結合天津市自身條件和問題特點，形成切實可行的技術路線和針對性策略措施，希望能為業界規劃編制、管理工作提供參考。

關鍵詞：海綿城市；內澇；天津

一、前言

隨著我國城市化的快速發展，城市內澇與水資源短缺的矛盾不斷加深，“汛澇枯旱”現象日趨常見；同時還存在水資源污染嚴重等一系列問題。為解決上述問題國家提出建設“海綿城市”這一構想，并發布《海綿城市建設技術指南》[1]，隨后各地開始仿照國外建設海綿城市的措施，建設城市“海綿”。

海綿城市這一概念的最早由印度國際水管理研究所HughTurra在2005年提出，后由國際相關組織積極倡導，各國技術人員不斷發展和完善，國外對城市水系管理積累了豐富的經驗和成熟的做法，同時把海綿城市建設作為新興水生態城大力推進；就我國海綿城市研究來說，技術明顯不足，各地建設一味模仿使用國外建設措施，未進行實際效果的可行性分析，在建設中具有盲目性，雖投入了大量人力、物力和財力，但實際效果并未達到預期效果，同時評估系統尚未完善[2]。

二、天津市區域概況

天津市處于華北平原的東北部，是海河流域五大支流的匯流處和入?？?。地勢平坦低洼，主要有兩大水系。天津地區河流水文特征主要表現為地表水徑流總量較小，河道徑流量年際變化大的特點[3]。隨著城市的發展，伴隨著人口的持續增長，房屋和道路等不透水面積劇增。城市化前、后年降雨量比較，降雨強度變大，這是因為城市化改變了原有的物質、能量交換過程，從而導致城市降雨度的變化，其中夏季降雨強度變化最為明顯。

三、天津市內澇成因分析

（1）降雨量年際分布不均，汛期暴雨頻率集中，降雨強度大

根據1956年-2003年的年降雨量數據，天津市多年平均降雨量約為570mm，多年平均降水強度約為12.3mm/d [4]。天津受季風影響明顯，使降水量在一年內時間分配不均勻。7-8月份的降雨較多，1-5月份以及10-12月份降水偏少，較為干旱。

（2）城市化嚴重，不透水面積占比較大，城市滲水能力不足

近來年隨著天津城市化進程的加快，城市道路，住宅區等硬質地面的不斷拓寬使不透水面積大幅上升，城市地面滲透量明顯下降，城市化前后地面和地下徑流流量變化明顯。

（3）排水管網老化，排水能力不足

天津市雨水排水管網在建設之初，建設采用的暴雨重現期標準偏低（一般是1年），雨水排水管道管徑偏小，隨著天津的不斷發展，下墊面的不斷變化，徑流量的不斷上升，雨水排水系統的負擔逐年增加，排水管網不能將雨水及時排出，加重了城市內澇問題。降雨頻繁期間，城市雨水排水管網輸水壓力過大，會發生一場降雨的雨水還未排凈，又發生另一場降雨，徑流量超出雨水排水管網的最大負荷能力，從而導致城市內澇嚴重[5]。

綜上所述，天津市內澇主要成因是硬化面積增大，排水設施不完善，因此從因地制宜的角度出發，應該重點解決這兩點主要問題。但是由于天津市城區硬化面積占總面積比重已經達到很高比例，從可行性角度分析，很難解決大面積硬化問題，而整體管網改造代價較大，很難實行。

四、各項LID措施可行性討論

（1）儲存技術

儲存分為地表和地下式兩種，地上式需占用可利用土地以儲水，地下式節省地表空間，更適用于天津室內可利用土地少的情況。且天津市公園較少，面積較小，分布不均且分散，新建建造費用高，不利改造為規劃性雨水花園，故地下儲存是適合于天津的合理措施。

（2）傳輸技術

植草溝或滲渠等措施也需要占用較多地上空間，且需要近處有細支河流或湖泊作為接納場所，天津僅海河一條主河道，條件有限。但就地下儲水來講，可以用傳輸技術輔助協調水量。

（3）滲透技術

滲透技術通過處理迎水表面，增強表面滲水能力達到減少地表徑流，減緩洪澇，比如綠色屋頂，可以處理屋頂積水，但是造價較高，維護不便故費用較高，且天津所處北方冬季嚴寒，夏季酷暑，沒有較合適的植物長期生長條件，不能作為天津改造措施。而透水鋪裝和下沉式綠地可以針對天津洪澇重災區局部改造，費用低且效果好，地表污染物去除率高，且天津屬于我國水資源缺乏地區，滲透技術也能有效補充地下水位，適合天津市的客觀條件。

五、天津市城區改造方案

基于天津氣候水文特點，綜合海綿城市中低影響開發的（LID）各項技術的優缺點，擬設計了一種較為適合解決天津市內澇情況的處理方案（圖2）。

該方案綜合考慮透水鋪裝，下沉式綠地，地下儲水這三種較適宜天津使用的技術，結合天津的市區概況，選取路邊人行橫道區域作為改造對象，增強路上地表徑流的處理能力及儲存滲透能力。機動車道不便改造，故未做整改，而路邊綠化帶及人行道改造不會過多影響交通，且整改時間較短，方便整改。

圖中排水管道為儲水裝置，且街道于街道連通，以平衡水量。且底部與土壤直接相連，儲水可直接滲透入地下，補充地下水位。綠地上孔高于綠地表面為了避免大體積污染物等進入，堵塞管道，也可充分發揮植物層的緩沖輔助滲透作用。且干旱情況下可使用儲水管道中的存水澆灌路邊植物。機動車道邊緣與植物分隔處僅起分隔作用，需多設孔洞使水流入植物區，達到路面排水的目的。

五、結論

本文在大量查閱海綿城市建設措施及國內外城市雨水管理理念，選用天津作為研究對象，針對我國城市化區域和相應降雨特征，探討關于如何科學系統的處理雨水，并從降雨、水文情況、滲水等方面了分析天津內澇的成因，通過海綿城市在已有案例中對比各種方法的優缺點，針對天津的實際情況，提出建立基于因地制宜理念的城市可持續雨水管理措施，通過廣泛討論城市內澇問題的成因，結合各項海綿城市建設措施的特點及適用性，因地制宜的采取措施解決相應城市的城市內澇問題。并且應當以最適合的措施為主導，其他技術為輔助，不能期望僅僅單獨使用某一項技術就能達到所預期的防澇效果。在確定研究問題之后，深入探討了問題待解決的迫切性，之后調查城市概況得出內澇發生的原因，并結合海綿城市的各項舉措，設計針對該城市內澇主要原因的方案。

參考文獻

[1]賈馥冬，楊雪倫.海綿城市的規劃探索--以天津濱海新區為例[J].城市規劃.2015，（10）：44-47.

[2]住房和城鄉建設部.海綿城市建設技術指南[Z].2014.

[3]陳彥熹.基于LID的城市化區域雨水排水系統規劃方法研究[D].天津：天津大學.2013.

[4]李凱歷.LID理念下的天津新八大里場地規劃設計研究[D].北京：北京林業大學.2016

[5]謝映霞.從城市內澇災害頻發看排水規劃的發展趨勢[J].城市規劃，2013，37（2）：45-47.

（作者單位：天津大學仁愛學院）