低影响开发LID
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浅谈低影响开发
摘要:随着城市化进程的加快,城市内涝问题也在我国各城市愈演愈烈。末端治理为主的传统城市雨洪管理技术已经不能满足现代城市可持续发展的要求,以生态系统为根基,强调自然做功,倡导城市与自然共生的城市低影响开发理念展现出强大的优势,本文介绍了低影响开发研究概况和现有技术。
关键词:城市内涝低影响开发
城市化的快速发展,扰乱了区域原有的水文循环过程,使城市化区域的雨洪灾害增多,近年来许多城市都发生了严重的城市内涝灾害,使城市部分功能瘫痪、生命财产损失惨重。低影响开发(LID)以维持或恢复区域开发前的水文机制为目标,通过措施降低洪峰流量、减少洪量、延长汇流时间,其作用效果与透水面积相同,起到较好的涝灾减灾作用,可对因城市化减少的透水率进行减灾作用补偿。
1、低影响开发简介
低影响开发(LID,Low Impact Development),是上世纪90年代提出的一种新的雨水管理与利用思维理念及工程技术方法,重点在于采用生态化的措施,如渗透、过滤、储存、蒸发和滞留等,尽可能从源头、分散式地维持城市开发建设过程前后的水文特征保持不变,希望有效缓解城市化带来的道路不透水面积增加、土壤下垫面硬化造成的径流总量、径流峰值与径流污染的增加等对环境造成的不利影响。总的来说,低影响开发是雨水综合利用源头化、生态化、综合化发展的工程技术和管理措施,是解决日益严重的面源污染问题的一大重要思想。
低影响开发是一种强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念,20世纪90年代在美国马里兰州开始实施。低影响开发主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件,控制径流污染,减少污染排放,实现开发区域可持续水循环。与国外相比,低影响开发技术目前在国内应用较少,但已列入国家“十二五”水专项重大课题进行研究。
LID技术的特点是可持续、分散化、低能耗、节约成本并与建筑、景观规划设计与土地开发建设相结合,所以具有广泛的推广前景和潜在的应用市场。LID 措施强调雨水控制设施的设计应贯穿于整个场地规划设计过程之中,采用分散的小规模措施对雨水径流进行源头控制,减少雨水径流峰值流量和总量,提高径流水质。LID措施提倡因地制宜,采用绿色屋顶、植被浅沟、下凹绿地、渗滤、滞留等措施对雨水径流进行生态化、低能耗处理,尽可能模拟雨水自然循环过程。LID措施不仅能有效地在源头去除雨水中营养物质、病原体、重金属离子等,还能最大程度上减少和降低土地开发对于周围生态环境的影响。其主要技术措施包括雨水花园、植被浅沟与缓冲带、绿色屋顶、透水路面等。LID即适用于新城开发也适用于旧城改造。LID能有效控制雨水冲刷带来的污染物对受纳水体的污染,渗入地下的雨水还可对河湖提供一定地下水补给。
低影响开发的原则主要有以下五点:
1)以现有的自然生态系统作为土地开发规划的综合框架:首先要考虑地区和流域范围的环境,明确项目目标和指标要求;其次在流域(或次流域)和邻里尺度范围内寻找雨水管理的可行性和局限性;明确和保护环境敏感型的场地资
源。
2)专注于控制雨水径流:通过更新场地设计策略和可渗透铺装的使用来最小化不可渗透铺装的面积;将绿色屋顶和雨水收集系统综合到建筑设计中;将屋顶雨水引入等可渗透区域;保护现有树木和景观以保证更大面积的冠幅。
3)从源头进行雨水控制管理:采用分散式的地块处理和雨水引流措施作为雨水管理主要方法的一部分;减小排水坡度,延长径流路径以及使径流面积最大化;通过开放式的排水来维持自然的径流路线。
4)创造多功能的景观:将雨水管理设施综合到其他发展因素中以保护可开发的土地;使用可以净化水质,减弱径流峰值,促进渗透和提供水保护效益的设施;通过景观设计减少雨水径流和城市热岛效应并提升场地美学价值。
5)教育与维护:在城市公共区域,提供充足的培训和资金来进行雨水管理技术措施的实践与维护,并教导人们如何将雨水管理技术措施应用于私有场地区域;达成合法的协议来保障长期实施与维护。
2、LID国内外研究概况
上世纪90 年代末,美国环境保护局(EPA)同美国马里兰德州(Maryland)共同编写了《Low Impact Development Design Strategies:An Integrated Design Approach》,这是低影响开发(LID)领域的第一本详细规范的设计手册。1999年,美国国家资源保护委员会在雨洪管理措施的研究报告中详细列举了低影响开发的应用案例。三年后,美国LID 研究中心在其研究报告指出,LID 可用于旧城改造、城市雨洪管理和生态环境的改善,自此,低影响开发技术被许多城市接受并应用。美国环境保护局(EPA)在2007 年从建设和维护成本角度对低影响开发技术措施与传统雨洪管理措施进行了比较分析。随后,历经多年的发展和研究,美国的低影响开发技术应用已迈进了法规化、系统化的全新阶段,编著了为数众多的低影响开发应用手册和导则。除美国外,德国、日本、英国和澳大利亚等许多国家也都逐渐开始接受并在城镇雨洪管理中应用低影响开发技术。
LID 引入国内的时间不长,对LID 的研究还处在探索、学习阶段。目前,国内机构和学者对于LID 的研究主要集中在以下三个方面。1)以车伍、李俊奇教授为代表的北京建筑工程学院团队,他们依托城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室,在重大科研基金项目的支撑下,以城市水环境保护与修复为切入点,对LID 进行了大量的基础性研究,特别是LID 城市可持续雨水系统的研究。车伍教授目前正在承担国家“十二五”水专项“城市道路与开放空间低影响开发雨水系统研究与示范课题”的研究工作。2)以李迪华教授为代表的北京大学景观设计学研究院团队,他们主要从景观设计的角度,以生态基础设施为切入点,以水环境保护为目标,重点研究LID 在城市规划、景观设计中的应用,竭力促进生态学在城市研究和规划设计中的实际应用。3)以任心欣为代表的深圳市城市规划设计研究院团队,该团对依托深圳光明新区,联合国土资源委员会,编制了《深圳市雨洪利用系统布局规划》,将LID 理念引入了《光明新区雨洪利用详细规划》中,迈出了践行系统化、集成化的LID 措施的第一步,也是首次将LID 编入法定规划。另外同济大学长江水环境教育部重点实验室、西北农林科技大学教授魏晓妹、博士孙艳伟也对LID 开展了相关研究。总体而言,对LID 的研究,国内学者还处在理论引入和适用性分析阶段;对其应用的研究,也处在某些单项技术措施应用研究阶段。
3、低影响开发技术概述
1)雨水花园(低势绿地)