海绵城市建设在城市径流污染控制中的应用

海绵城市建设在城市径流污染控制中的应用

发表时间：2019-09-17T09:02:43.497Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：杨威郭林春

[导读] 摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文结合目前城市降雨径流污染的特点与实际情况，分析对比了国外水敏性城市理念与国内海绵城市建设理念，并在此基础上探讨了城市降雨径流污染的控制与治理技术，提出在海绵城市的建设中，通过渗透性铺装、生物滞留设施、城市绿地等海绵建设体，可以有效地兼顾城市降雨径流污染的控制，减小下游污水处理的压力，提高城市降雨径流的处理效率，为城市雨水管理体系的建立提供参考

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摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，本文结合目前城市降雨径流污染的特点与实际情况，分析对比了国外水敏性城市理念与国内海绵城市建设理念，并在此基础上探讨了城市降雨径流污染的控制与治理技术，提出在海绵城市的建设中，通过渗透性铺装、生物滞留设施、城市绿地等海绵建设体，可以有效地兼顾城市降雨径流污染的控制，减小下游污水处理的压力，提高城市降雨径流的处理效率，为城市雨水管理体系的建立提供参考。

关键词：海绵城市；降雨径流污染；雨水管理

引言

近几十年来，中国经济的快速发展推动着城市化的进程，同时城市生态环境问题也逐渐凸显，致使我国经济社会发展面临着越来越大的生态环境压力．水是生态环境的重要组成部分，中国城市水环境日趋恶化，各种水安全、水生态、水资源等问题层出不穷，严重威胁到城市社会经济发展和人民生命财产安全．究其原因，主要是随着城市化进程的不断推进，城市下垫面透水性和排水模式也在不断变化，进而造成水资源循环以及排水的时、量、质的改变，最终体现为城市内涝、缺水以及水质恶化等一系列问题，给人民生活带来了极其不利的影响，严重威胁到城市的良性发展．因此，解决城市水环境问题已经迫在眉睫．从这些水环境通病可以看出，一方面我国城市水资源匮乏且分布不均，致使城市地下水位下降；另一方面，城市化带来的不透水面积增加导致城市雨水无法自然下渗，从而频繁引发城市内涝．因此，原有的城市排水理念以及排水设施已不能满足城市发展的需求．这些水环境问题是系统性、综合性的问题，亟需一个更为全面系统的解决方案．“海绵城市”理念的提出正是立足于这一背景，该理念试图通过对城市雨洪进行合理管控，使城市能够像海绵一样防蓄兼顾，从而在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性然而，在各城市推进海绵城市建设过程中，仍会面临不少的困惑和问题，直接影响试点城市的推行效率以及实施方案的合理性．因此，亟待全面系统地认识该理念，以期为后续建设提供导向．本文通过总结与提炼国内外海绵城市的研究进展，力求系统地展示这一研究领域的发展沿革、前沿动态与潜在风险，并对海绵工程对地表径流污染控制现状进行分析，为我国海绵城市的理论研究和建设实践提供参考与借鉴．

1现代城市径流污染现状

国际环保相关组织已经把城市中的径流污染看作是地表水质污染的关键因素，其是河流、湖泊、河口污染中的重要污染源。相关研究报告表明，城市中的径流污染会污染更多的水体，属于是世界性的问题。对比西方发达国家，中国城市中的径流污染问题也非常严重，依据相关报告中的内容，城市中的径流污染正在呈上升的趋势，在雨季其污染比例会更加严重。国内城市中的径流污染问题已经非常严重了，由于其在黑臭水体时并未引起人们的重视，人们对其所使用的治理方式也不正确。例如，国家环保部门已经出台了相关政策，制定了各地污水排放的标准，可是其在落实过程中却出现了问题。各级地方政府在相关政策的认知上欠缺该有的深度，未划分水环境维护监管过程中的轻重缓急，未认知到城市中径流污染管控的紧迫性。城市中的径流会对城市水环境与生态系统产生不可估量的影响，比如，一场疆域就能让城市中的水质恶化，而相关部门更是无暇对其进行有效的管控。所以，不管是城市含棉项目建设还是针对黑臭水里的有效治理，城市中的径流污染管控都是不容忽视的关键探究对象。

2海绵城市建设在城市径流污染控制中的应用

2.1植被过滤带

城市中的植被过滤带在渗透传输径流的过程中，可以使径流中的颗粒物得以沉淀，并对径流水质进行过滤，对中水污染物进行吸附，进而去除径流中的部分污染物。植被过滤带中的植物可以包括草、灌木、树木等，不同类型的植被将会起到不同效果的污染物去除效果。植被过滤带作为雨水径流的初步处置场所，其处理效果将直接影响到后续海绵体对径流的吸收容纳，因此，应当合理设计植被过滤带，使其能够有效地治理好暴雨径流，去除径流中的污染物。除上述基本措施之外，在建筑小区中，也可以采取适当的措施，尽量减少径流中的污染物携带量。首先对于建筑材料的选择，应尽量选择对径流水质影响较小的建筑外表面材料，包括屋顶以及墙体等材料。根据侯培强等学者的研究，表明不同屋面材料中，沥青屋面径流污染浓度最高，混凝土屋面径流污染浓度次之，瓦屋面径流污染浓度最低；其次，在小区内建设存储池以及净化设备，将雨水径流收集积蓄后经过沉淀、消毒等净化设备，使小区出水水质满足相应的要求。

2.2雨水弃流

初期雨水对地表冲刷，挟带着大量污染物质，所以初期雨水污染程度比较严重，处理成本相对较高，从经济角度综合考虑，把这部分初期雨水作放弃处理。通过弃流装置将第一部分需要弃流的雨水排出，雨水先流入弃流装置，经过透水混凝土排出。但由于透水混凝土的透水系数比较小，即透水量比较小，所以，装置中的水面会渐渐上升，浮球始终飘在水面上的，浮球会沿着一定的方向上浮，到一定程度后（此时弃流结束）将装置上进水口堵住。此后的雨水将流入检查井，进而向出水口流去。

2.3模型技术

降雨径流污染的程度与污染物的浓度与降雨雨量情况、水力条件等因素密切相关，因此在降雨径流污染的研究中，必然需要借助一些水文与水力学方面的模型技术，在结合水文条件、水力条件以及降雨径流污染情况的前提下，构建一个完整的模型，才能更好地模拟降雨径流污染在传输过程中的变化情况，从而更精确地构建海绵城市建设中的各个“海绵体”的位置以及体积情况。国内关于城市雨水管理模型的研究起步较晚，目前尚无通用的独立开发的成熟模型，主要引入国外模型进行研究，国内一些学者也开发了一些拥有自主知识产权的模型，但这些模型仅满足于开发者个人或团队使用，尚未商业化。目前，国内对于径流污染的水质模拟较多的以使用SWMM （StormWaterManagementModel）为主。SWMM作为一个相对开放的比较完善的城市暴雨供水管理模型，可根据降雨输入和系统特性等条件来模拟完整的城市降雨径流过程，包括地表径流和排水系统中的水流、雨洪调蓄处理，以及受纳水体模式和水质影响评价等。该模型对城市雨洪管理的模拟较为成熟，对雨水径流的水量水质模拟具有较为可靠的结果。但是，由于其模型输入文件为“.inp”格式文件，与CAD