城市可持续排水设计理念及方法卢琳

城市可持续排水设计理念及方法卢琳

卢琳

中国市政工程东北设计研究总院有限公司深圳分院

摘要：我国工业化处于快速增长阶段，导致水体严重污染，我国大部分都是通过污水处理厂进行集中处理，没有在源头上进行控制。传统城市排水系统对水系功能多样性考虑不够、雨水资源得不到合理利用，导致浪费及污染严重。本文主要就城市可持续排水设计理念及方法进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：城市排水；可持续；设计理念；方法

一、城市可持续排水系统的理念

传统雨水排放系统比较陈旧落后，采取利用建筑雨水斗或天沟的方法来收集雨水，由雨水口收集地面雨水后流入地下污水系统，通过出水口或污水泵站提升后排入江河水体或海洋。可持续排水系统以生态工程原则为基础，把自然净化的作用发挥出来，体现出调蓄功能，把地表水排放系统和生态系统相结合，形成高效的排水体系，既保证自然水文循环体系，又加强对雨水资源的利用。城市可持续排水系统其核心是对城市排水系统进行统筹考虑，把可持续发展理论引入其中，并针对不同情况采取有效措施（见图1）。可持续排水系统的优势显著，除了管渠排水外，还充分利用自然方式，可以在排水系统上游的子流域中使雨水渗与地下，延长排放时间和暂时蓄存等方法取得较好的效果，可以发挥出削峰和减流的作用，同时还能净化雨水径流和补充地下水的作用。但是这些方法的应用需要有一定的工程设施才能完成，例如渗塘、地下渗渠、地表透水路面、小型水库等。目前我国可持续排水系统有合流制和分制系统，对这两种系统要促进其完善和发展，如果采用大规模的行动使一种形式要转换为另一种形式要耗费大量的人力物力，并不是明智之举，也是没有必要的。

二、城市可持续排水系统的特点

（一）可持续排水系统具有较高的科学性、合理性，从源头入手，对雨水径流实施有效的控制，在降雨区域附近及时处理径流，这种模式可以更好地解决径流污染的问题，使受纳水体的污染负荷降到最低，同时也减轻污水处理厂的负担，使其规模和建造成本得以下降。降雨径流最好的净化途径是通过水塘或湿地，水质净化效果较好，经检测发现污染物浓度已大幅下降，回收利用率处于较高水平。可持续排水系统在收集和利用雨水方面功效显著，值得一提的是对所截取的雨水可以实施二次利用，在小区绿化景观用水、补充地下水方面发挥功效，使城市用水紧张的问题得以缓解，更重要的是使下游水系发生洪水的频率和可能性降低。

（二）在城市水系中，自然水文循环作用重大，而可持续排水系统可以使自然水文循环得以保障，为动植物创造出优越的自然环境，以防洪安全为前提优化自然水文环境，使水系具备宜人性和可持续性。在城市规划中，可持续城市排水系统是可持续发展理念的重要表现形式。

（三）可持续城市排水系统复杂性较高，很多因素都会对其造成影响和制约。影响较大的因素有法律法规、管理体制等，发达国家对于可持续发展理念的重视程度较高，针对雨水利用的问题出台相关的法律和法规，并从政策层面予以支持，发达国家为取得更好的效果，要求新建小区都要安装雨水利用设施，否则必须要向政府缴纳一定的费用。

三、城市排水系统存在的问题

（一）雨水资源未得到有效利用

统的城市管理从理论上出现偏差，在实际操作中更加重视量化降雨量和排除积水的问题，对雨水的利用价值没有形成正确的认知。我国在城市雨水利用方面起步较晚，至今没有形成有效的管理机制，在城市建设中重点集中在基础设施的建设方面，而对于城市的自然调节功能却没有关注，更没有进行保留和培育。城市钢筋和水泥随处可见，而土质地面鲜有见到，导致雨水无法渗入泥土，而被纳入到排水系统被冲走，资源浪费严重，一方面水资源危机越来越重，另一方面雨洪危害越来越大，我国城市建设亟待加强，采取有效措施收集利用雨水成为研究的热点。

（二）对水系功能未考虑全面

对城市水系的功能进行研究，具有多样性的特点，供水、航运、蓄洪等属于基本功能，除此之外还有很多其它功能也非常重要，例如补充地下水资源、提高水蒸发量等，尤其是近几年的热岛效应在水系的作用下得以缓解。同时还为生物提供空间运动和栖息通道和载体，对人类的生存和发展的作用尤为显著，起到支撑作用。在城市排水系统方面，缺陷比较突出，更加重视排水功能，为了使排水畅通设置和了排水泵站，城市的排水管网系统也处于比较完善的状态，即使降雨量较大，也能及时排到城外或者排向下游水系，对于防洪排涝问题没有利用自然的力量，而是通过工程措施解决此问题。这种排水方式虽然效果显著，却对下游水系造成威胁，使洪峰流量增加，洪水发生的可能性较高，使城市排水系统的规模和造价造成了很大的负担。

（三）人为因素导致城市水系功能退化

填埋城市的河海湖来造地修路和盖房，明河变暗渠的情况具有普遍性，原本流动互通的水系被建筑占领，成了污水沟、污水池，经过调查发现，城市中的河道受损严重，污染率高达90%以上，50%以上的河道存在严重的污染。而城市污水处理系统处于高度集中状态，大量的污水被输送到十几公里之外的污水处理站进行统一处理，而经过处理后的污水再被输送回来，由此可知污水处理系统并不完善，也没有体现出经济性。由于对地下水的管理缺乏有效的措施，导致滥采严重，使城郊湿地的生态功能破坏严重，湿地的生态效用无法发挥。由于水资源的缺乏，大量使用城市地下水，导致湿地最后荒漠化，地层深陷的情况越来越严重。我国污水收集系统并不完善，河岸两侧污染源多而复杂，涉及范围较广，尤其是城乡结合地区仍然以污水直流排放为主，另外很多企业所产生的工业废水严重超标，被直排到河中，造成大面积的污染。

四、城市可持续性排水设计方法

（一）本地化，源头化管理

在传统城市排水系统中，雨水和污水被一同排入下游水系中，对下游水系压力增大，洪峰流量大幅增加，一方面雨水没有得到利用，造成资源浪费，另一方面对水系造成污染。可持续城市排水系统要求在接近降雨的地方采取有效的处置手段，增大地面渗透力的方法可以补充地下水，可以延缓汇流时间、减少暴雨径流量，使洪水发生的可能性降到最低，使下游城市排水管网的管径和泵站规模适当减少，人与自然和谐相处。为了取得更好的治理效果，还要加强与社区的联系，如果条件允许则要采取地下水自然回灌措施，对雨水则以就近处理为主。从源头控制的优势还体现使洪水发生的机率降低，分别从点源污染、面源污染方面进行治理，最大限度地保护水资源。通过以上种种措施可以解决排水系统濒临饱和的问题，使排水系统得到有效扩展并继续发挥功效，同时还要重视新建排水项目，使城市建设区的排水系统建设工作落实到位，排水容量增大，减低雨水流失量。

（二）规划和污染控制相结合

城市排水体制已经形成，在规划时要因地制宜，对原有比较完善的合流制采取保留或改造的方式，也可以采取新型的混合制，不完全分流制同样具有可行性，但是不论采取哪种方式，投资效益是首要因素。实施分流制工程庞大，合流制改造成为分流制涉及的范围较大，所需时间较长，而从技术层面看，城市雨水径流对水体污染的问题一直没有从根本上解决。以瑞典为例，早在上个世纪的80年代，就对市政管理网的雨污分流提出自己的看法，认为实施此项工程的难度较大，而修建雨水渗与和渗透设施的效果更加显著，可以使暴雨径流所造成的危害降到最低，使城市洪峰和水涝难以形成，同时还可以使地面下沉的问题得以缓解，促进城市生态环境的改善，解决和改善合流制污和分流制污的问题。

（三）建造自然污水处理系统

可持续城市排水系统的重点已发生转移，原来侧重对雨（洪）水的管理，而现在则以对自然水环境和生态系统的保护为主，在源头上控制和减少径流量，运用水塘和湿地等自然资源，建造自然处理设施，使水体得到净化，而这种方法的优势在于使水能够缓慢的渗入地下，避免淹没城市下水道的情况发生。

五、结束语

运用可持续排水系统的概念，并对相关理论进行总结，提出了在城市给排水体系中引入可持续排水系统方法。如果布局合理，内涝防治措施到位，对源头、过程末端的所有环节采取综合控制的措施，则可以使城市排水的安全性显著提高，恢复良好水环境。

参考文献：

[1]王青.浅析城市排水体制[J].中国给水排水，2015，23（12）：16-21.

[2]张杰，李捷.城市排水系统新思维[J].给水排水，2012，28（11）：24-26.