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低影响开发雨水系统于城市规划中的应用探讨
来源:综合科 更新时间:2018/2/26 11:31:54 浏览人数:88

 

2017年湖南省城乡规划论文竞赛表扬奖
 
低影响开发雨水系统于城市规划中的应用探讨
          ——以邵阳市为例
                周敬山
摘要:随着我国城市化进程的加快,城市生态系统越加脆弱,低影响开发雨水系统等一系列绿色系统的建设迫在眉睫。如何将低影响开发雨水系统控制要求与城市规划编制相结合是本次研究的重点。以邵阳市为例,探讨如何在规划层面上落实低影响开发雨水系统控制要求。
关键字:低影响开发雨水系统   规划编制
 
 
1、引言
城市化进程中地表被大量混凝土建筑、沥青、硬质铺装、密实的地被所覆盖,造成雨水下渗受阻地下水位下降,地表径流增加。降雨冲刷城市地表带来各种沉积物和各类污染物,经过城市排水系统进入水体,造成水环境污染。随着全球气候的变迁,近年来极限天气频发,暴雨使得城市地表径流量和流速显著增加。
目前邵阳市主要还是以传统雨水排放方式为主,随着城市面积越来越大,全球气候变化加剧,城市洪涝灾害频发,水体污染越来越严重,采用新型的雨洪管理方式势在必行。低影响开发(LID)正是这样一种先进的雨洪管理方式,它致力于增加雨水径流渗透减少城市不透水面积,从而恢复城市天然水文特征。
本次我们通过对低影响开发雨水系统的研究,探讨如何在城市规划的层面上保证低影响开发雨水系统的建设。
2、相关概念
低影响开发(LID):LID是LowImpactDevelopment的简称,是上世纪90年代末萌芽的雨洪治理和面源污染净化技术。(注:面源污染是指因降雨和地表径流冲刷,大气中和地表上的污染物被带入水体,使水环境受到污染的现象。)一般采用分散多点的源头控制来减少暴雨所产生的径流和污染,使建设区域接近于自然的水文环境。
  LID是一种雨洪管理、径流净化、雨水资源化再利用的生态技术系统,其核心是收集、下渗、自然净化、再利用或回补地下水。
  LID设施一般是设置在源头的分散小型控制设施,其功能是维持场地自然水文环境、缓解地表透水面积减少所造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染加重。低影响开发主要通过建设屋顶绿化、屋面雨水接入绿地、植草渠、土壤修复、雨水收集、渗透铺装、生物滞留、湿塘、湿地等措施来维持自然水文环境,减少径流污染,减少污染排放,实现建设区域的可持续水循环。
LID目标是使城市建设过程减少对环境的破坏,核心是分散源头控制和延缓雨洪冲击的理念,构建与自然环境最接近的城市排水系统,利用空间布局和技术措施对暴雨径流进行控制,维持城市自然水文环境减少水环境污染。
3、控制目标
3.1、控制目标分类
要实现建设低影响开发雨水系统,规划上可控制的目标包括地表径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水再利用率等。
3.2、径流总量控制
    地表径流总量控制是所有目标中最直观的指标,适宜采用年径流总量控制率作为核心控制目标。因为我国地域辽阔,气候特征、土壤地质、经济发展水平等差异较大,所以《海绵城市建设技术指南》根据实际情况将我国划分为5个区域,各区域年径流控制率的要求不同。邵阳市在全国范围内属于Ⅲ区,径流总量控制率在75%至85%之间。

邵阳市历年平均降水量
年份
年平均降水量(mm)
1951-1957
1359.0
1958-1966
1300.1
1967-1972
1375.0
1973-1979
1278.2
1980-1985
1367.6
1986-1992
1273.1
1993-1997
1675.5
1998-2009
1270.2
历年平均
1327.5

邵阳市在城市规划编制中,可将年径流总量控制率目标制定化解为单位面积控制的容积,从而分解综合控制指标来落实径流总量控制率目标。
根据《海绵城市建设技术指南》的要求邵阳市年径流总量外排率应该为15%至25%之间,又因为径流量=降雨量-蒸发量,所以邵阳市建设低影响开发雨水系统的目标是年外排量不高于每平方米0.2-0.33吨雨水,年径流控制量不少于每平方米1.0-1.13吨雨水。
径流总量控制的手法主要有:雨水下渗减排或者直接集蓄利用。在实施中可根据实际情况确定下渗减排和资源化利用的比例。
3.3、径流峰值控制
径流峰值控制是雨洪管理控制的关键目标。因为低影响开发雨水系统受到降雨频率和降雨量以及雨水系统设施建设与维护的影响较大,一般对中、小降雨事件的峰值削减效果较好,对特大暴雨事件的峰值削减度较低。所以为了保障城市安全,减少洪涝灾害影响,必须在低影响开发设施的建设区域内,将城市雨水灌渠和泵站的设计重现期、径流系数等参数统筹考虑,各项标准仍然应按照《室外排水设计规范》中相关标准执行。
3.4、径流污染控制
    径流污染控制既要控制雨污分流径流污染总量也要控制合流制溢流的频次和污染物总量。规划中一般采用SS(悬浮物)作为径流污染控制的指标,低影响开发雨水系统一般能达到40%至60%的去除率。考虑到径流污染物的不确定性,径流污染控制目标也可以通过控制径流总量实现。
4、规划与控制目标的落实
4.1、规划原则
    城市规划中应该明确保护河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区,规划必须结合这些区域以及周边条件进行低影响开发雨水系统的规划设计。
通过分散的低影响开发设施建设实现规划中控制目标,防止城市区域水土流失消除面源污染。
低影响开发雨水系统建设内容应该与城市总体规划、水系统规划、绿地系统规划、排水防涝规划、道路交通规划、控制性详细规划、修建性详细规划等相关规划结合。
4.2、城市总体规划
邵阳市城市总体规划的编制过程中应该开展低影响开发专题研究,在绿地率、水域面积率等相关指标基础上,增加年径流总量控制率等指标。
首先将水生态敏感区纳入非建设用地(禁建区),将城市蓝线与低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统、超标雨水径流排放系统相衔接。
增加城市透水面积,控制透水比例,根据用地性质不同控制绿地率、透水铺装率等指标。
优化自然径流通道,优先采用湿地、植草渠、雨水花园、湿塘等低影响开发设施控制径流,减少硬质驳岸采用生态驳岸。
在城市总体规划层面上,确定低影响开发重点控制区域。
4.3、专项规划
4.3.1、绿地系统规划
邵阳市绿地系统规划需要根据绿地的类型和特点,制定开发建设的目标和控制指标,如下沉绿地占绿地面积的比例以及下沉绿地的深度等指标,明确适合的低影响开发设施类型。
统筹整体水环境、各种生态空间和绿地空间布局,充分发挥绿地的调节、蓄水、净化功能,实现城市总体规划设置的目标。
绿地规划还应明确周边汇水区域汇入水量,在预处理、溢流衔接等保障措施基础上,通过各种平面布置设计手法或土壤改良等工程措施,使绿地规划设计满足周边雨水汇入调蓄的要求。
低影响开发应与园林植物种植及养护管理技术的要求相统一,可选择乡土植物和耐淹植物等方式避免影响景观效果。
绿地系统规划应要求采用多功能调蓄设施调控排放径流雨水,可因地制宜的布置湿塘、雨水湿地等,对特大降雨进行有效调蓄和排放。
4.3.2、其他专项规划
邵阳市的城市水系统规划、城市排水防涝综合规划、城市道路交通专项规划暂时还未编制,未来编制过程中应充分研究低影响开发雨水系统的控制目标并与之相衔接。
4.4、控制性详细规划
根据城市总体规划的要求,制定不同地块低影响开发的控制指标。依照城市规划用地分类标准和用地的特点进行分类拆解,对地块低影响开发的控制指标做一个详细分析和控制,具体可按城市已建区、新建区、改造区以及排水分区或者流域等划分。
应控制并梳理地表径流,统筹场地内建筑、道路、绿地、水系等的分布和场地竖向,使地表径流有组织的汇入绿地中和城市水环境中,低影响开发雨水系统必须与城市雨水管渠和超标雨水径流排放系统衔接,在保证城市安全的基础上充分发挥低影响开发设施的作用。
根据地块低影响开发控制指标,合理确定低影响开发设施的类型,统筹区域内各个设施的规模,做好各个设施之间的衔接,将低影响开发设施的效益最大化。
 
4.5、修建性详细规划
     修建性详细规划中应与其他各专业配合,采用有利于建筑和环境可持续发展的方案,落实低影响开发设施的类型、布局、规模、资金等问题。在工程技术手段上细化落实上位规划制定的低影响开发控制指标,按具体项目具体分析的方式确定建设项目的主要控制手法、指标比例和V量值(下渗量、储存量、调节及排放量)。
5、技术框架
根据以上分析我们建立了一个城市规划与低影响开发雨水系统之间的技术框架。在城市建设过程中如果要落实低影响开发雨水系统构建就必须明确责任主体。以邵阳市为例,市规划局可作为主要指导与审批单位,应由规划局牵头发起各层次规划调整,将低影响开发雨水系统的要求纳入各个规划之中,并在编制新的规划时要求加入此内容。

 
 
 
 
城市总体规划
低影响开发雨水系统专题研究
提出开发策略、原则与目标要求
低影响开发系统控制目标制定
专项规划协调落实
1、水系统规划
2、绿地系统规划
3、排水防涝综合规划
4、道路交通专项规划
5、其他专项规划
确定重点建设区域
 
控制性详细规划
确定各区域控制目标
分解落实总体规划控制目标
 
确定各地块控制指标
综合指标
单项指标
单位面积控制容积
(m³/h㎡)
下沉式绿地率及相关要求
 
 
修建性详细规划
 
 
建设项目
LID设施类型
确定控制模式比例及量值(下渗容积、储存容积、调节容积、弃流量、排放量)
设施空间布局
设施规模
 
施工图设计
1、方案设计征集
2、初步设计审批
3、施工图设计审查
1、竖向设计
2、汇水区域划分
3、技术选择
4、水文水力计算
5、设施规模确定
6、技术经济分析
施工与验收
 
 
 
运行维护
 
 
 
实施评估
 
 
 

6、结语
中国城市处于快速发展的时期,不断发展变化也带来了许多问题,其中环境问题是最迫切也是最关乎民生的。低影响开发雨水系统是海绵城市的核心,是解决环境问题的有效手段。我们需要充分发挥规划的前瞻性,通过经验技术积累探索出一条适合本地的发展道路,在规划层面上解决低影响开发雨水系统的建设问题。
 
 
参考文献
[1]刘玉华.王楚凤.钟伟业.赵杰夫.朱和香.邵阳市区60年来的冷暖变化特征[N].邵阳学院学报,1672-7010(2010)03-0058-07
[2]陈韬.李业伟.张雅君.典型城市雨水低影响开发(LID)措施的成本效益分析[J].西南给排水,2014,36(2):41-46
[3]住房建设厅.《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建》
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