海绵城市工程与LID技术应用解析

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时间：2016-06-29 19:07:03

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海绵城市工程与LID技术应用解析　　1 、海绵城市和LID的本义　　从这些年来众多国家级和世界级的项目中可以看出，保护自然及城市区域的水平衡，几乎成了所有国家的共识。然而，尽管维持

　　1 、海绵城市和LID的本义

　　从这些年来众多国家级和世界级的项目中可以看出，保护自然及城市区域的水平衡，几乎成了所有国家的共识。然而，尽管维持城市水循环平衡的手段存在已久，但这一原则在许多城市并没有得到充分贯彻。主要原因在于：我们总是将经济发展视为城市的首要目标，而并没有对雨洪管理和废水处理进行有效管控。

　　中国大部分城市的规划条例中都要求尽可能地截流雨水径流，希望对这些雨水直接利用，或者补给地下水，以作为一种水资源供给，因为人们认为土壤具有极强的储水能力。如果雨水并没有全部截流，那么池塘将对径流进行进一步滞留，以使蒸发最大化并增加雨水下渗，从而降低径流峰值和峰值流量（图1）。然而，雨水收集在不同气候条件下、不同的城市开发类型中、不同的地形和土壤环境中、不同的排水系统现状下发挥不同的作用。

　　虽然4 000多年前在古代城市中就已经使用上述原则中提及的技术，但在过去数十年对于同样的原则却出现了多种不同的表述。一些表述一直沿用至今，例如雨水收集（RWH）。20世纪80年代以来，德语中一直使用“Naturnahe Regenwasserbewirtschaftung”这一术语，意即基于自然原则的城市雨水管理。美国自20世纪70年代开始的最佳管理实践（BMPs）包括非面源污染控制以及水质水量控制和生态系统保护的所有手段。涉及下渗与生态滞留设施、雨水干湿池等结构性最佳管理实践，与包括诸如土地利用控制等管理措施在内的非结构性最佳管理实践截然不同。自20世纪90年代起，LID、绿色（雨洪）基础设施（GI或GSI）、水敏感城市设计（WSUD）和可持续城市排水系统（SUDS）这些表述已得到广泛使用，其中一些在澳大利亚的使用尤为突出。

　　与合流式或独立系统的雨水排放方式不同，LID强调雨水是一种资源，而非“废物”，其主要利用小型、广泛、低成本的景观化措施控制径流和污染。与常规的灰色基础设施相比，LID不仅建设和维护成本更低，而且能够为城市环境提供更高效的保护。因此，从城市/场地规划和设计阶段伊始，就必须对LID的概念和措施进行系统考虑。L ID能够带来众多环境、经济和社会效益（表1）。尽管LID和海绵城市这些理念迅速进入了政治家的视野，然而，其技术和原则仍不过是沿用已往的那些罢了。

　　2、历史上的海绵城市和LID

　　在早期城市文明中，尤其是半干旱地区的幼发拉底河、底格里斯河和印度河流域的城市，曾使用多种治水思路。这些思路在今天看来，完全符合L I D设计和可持续性的标准。如图2所示，迈克尔·詹森证明，印度河流域的摩亨佐达罗地区（在约公元前2500年时）采用过一种非常高明的治水思路：当时的家庭使用收集来的雨水和井中的地下水，将使用过的水通过泥管排至埋藏在街道下方的排水渠，在此过程中固体物可以在管道中得以沉降。街道水渠将混合的灰水和雨水导入两口相互连通的过滤竖井，借此补充地下水。

　　家通常从他们的屋顶收集雨水，并将其引入中央储水池。除了透水铺装外，街道也采用滞留降雨径流的方式进行雨水存储。当街道遭遇暴雨侵袭时，人们通过垫高的石块穿行街道。印度次大陆的诸多古城都拥有设计优良并部分相连的庙宇水存储系统，这些水池可以起到充当洪水调蓄池、下渗盆地，以及供水水库的作用。由于宗教原因，这些水池中存储的水通常鲜有污染。500年前金奈古城拥有约400个这样的水池，如今只有5处存留下来。