游學詠
(廣東省廣州市天河區污水治理和河涌綜合整治工作領導小組辦公室,510630,廣州)
廣州市城市徑流生態利用管理體系初探
游學詠
(廣東省廣州市天河區污水治理和河涌綜合整治工作領導小組辦公室,510630,廣州)
城市內澇是城市化進程中困擾市民生產生活的難解問題。廣州市為迎接第16屆亞運會,兩年間開展了500多項治水工程,水環境得到極大改善。結合城市降水徑流污染成因分析及德國、美國、日本等國對城市降水徑流的利用技術分析內澇成因,探討廣州在亞運后發展城市徑流生態利用管理體系的做法。
內澇;城市徑流;生態利用管理;廣州
為迎接第16屆亞洲運動會,廣東省廣州市全面實施大氣環境、水環境和人居環境等綜合整治工作,其中水環境整治包括河涌綜合整治及污水治理、城區內澇達標改造等內容,簡稱治水。廣州治水較為前瞻性地推進了城市水網維護與水體凈化,盡量提前消解城市化對水網的負面作用,重點在保護水資源的同時減少對水環境的破壞。如何保護亞運會前完成整治的治水成果?亞運會后如何延續治水成效?在轉變治水觀念的基礎上,應結合市民意識、法律環境、新技術應用、經濟補助、行政執法等多方面提升的基礎上,打造以城市綠地為主的城市徑流生態利用管理體系,解決城市內澇問題。
廣州市地處廣東省中南部,接近珠江流域下游入海口,位于珠三角中心處。市內河網密布,全市主要河流(涌)1 308 條,總長 4 736 km,水域面積廣闊,其中集水面積在100 km2以上的河流21條,中心城區主要河涌231條,主要起排澇及排污作用。廣州市人均淡水資源擁有量 1 139m3,居全國水平的下限,歷史上廣州市“重產水、輕節水”,市區人均生活用水量和綜合用水量位居全國前列。20世紀80年代,隨著廣州城區范圍不斷擴大,常住人口快速膨脹,工業迅猛發展,工業廢水、生活污水大量排放,市內水環境污染日益嚴重,部分河涌長年黑臭,部分河涌被覆蓋作為單一排污渠,市內河涌逐年淤積,嚴重影響了市容市貌和市民生活環境。
特大型城市通常圍繞江河湖泊形成,這些城市范圍大部分保有河涌、水庫、湖泊等,組成城市河網水系,城市水系的暢通對及時排洪、降低內澇災害起著重要作用。隨著城市化的逐步提升,伴隨而來城市內澇問題日趨嚴重,主要成因有兩大類。
以廣州市為例,降雨時間分布不均使得大量的降水白白流走,降雨空間分配不均使得全市各行政分區中雨量參差,打破本地水資源總量由北向南逐漸遞減的規律。上述現象既造成廣州市水資源利用程度不高,又使得強降雨時城市內澇災害問題難以解決。
主要原因有污染嚴重、水位抬升、排澇模式改變、污水處理廠及污水管網建設落后等四大原因。
除了上述成因,城市發展用地需求與水環境爭地,商業繁華地帶等城市中心區域所處地勢較低,公共空間可蓄水地面面積不斷縮小,排水能力不足,人為堵塞或破壞排水系統等問題,都導致了城市內澇日益加劇,內澇災害造成的損失大大增加。
自20世紀70年代至今的幾十年間,德國、美國、日本等發達國家已施行全面的法律法規、技術創新、經濟杠桿、行政管理等手段,開發各種雨水利用技術,形成較為完善的城市降水徑流—雨水資源利用管理框架和技術支撐體系,各種手段有機結合,發揮良好聯動效果,水資源保護及利用成效顯著。相對于我國幅員廣闊,地貌種類多樣,上述國家的綜合利用做法及經驗均有借鑒意義。
德國的水法,美國的聯邦水污染控制法、清潔水法,日本的雨水貯留滲透計劃、第二代城市地下水總體規劃,都對有效補充涵養地下水,復活泉水,恢復河川基流,改善環境生態條件等目標產生良好效果。
德國城市的雨水利用技術主要利用屋面雨水集蓄系統、雨水截污與滲透系統、生態小區雨水系統三種體系;美國的城市雨水利用處理強調非工程性生態技術的開發和應用,主要利用植物、綠地、水體等自然條件和景觀結合的生態設計,增加植被緩沖帶、植物淺溝、濕地等區域,大量應用屋頂蓄水、入滲池、井、草地、透水表面組成的地表回灌系統;日本主要采用多功能調蓄設施、在城市建筑物上設計收集雨水設施等兩種技術手段。
德國的各個城市根據生態法、水法、地方行政費用管理條例等規定,制定了雨水排放費(也稱為管道使用費),日本的雨水利用資金補助制度等促進了國民對降水徑流再利用的熱情,并付諸實施。
德國由水務局統一管理與水務有關的全部事項,涵蓋雨水、地表水、地下水、供水和污水處理等各個水循環環節,并以市場化模式運作,運營效果接受全社會監督。
日本由環境部、建設省負責雨水應用管理,強調組織民間力量,協調大型企業共同參與,政府民間通力合作,促進節水型社會發展。
城市徑流生態利用體系即生態排水體系,主要通過嚴控城市徑流污染源,逐步達到降雨徑流“零增長”和徑流污染物“減量化”兩大目標。目前國外主要采用城市降雨徑流“生態排水”體系,采取工程性與非工程性管理措施結合,盡量增加城市降雨徑流就地入滲量,削減徑流污染物。短期以生態排水方式達到維持城市水文過程的良性循環,進而達到保護凈水資源的目的,長期則全部以非工程性管理措施為發展目標,隨著城市徑流量的增加而加大管理力度;盡量少采取強排泵站等工程性措施,而是依靠非工程性措施中的植被自我成長、自我修復等特性配合加大土地開發管理力度,特別是在城市新開發區域中施行。
生態排水主要以優化城市土地利用/土地覆被類型和格局為基礎,從削減水量、控制水質兩個層面構建“生態排水”最佳管理措施,初期結合經濟杠桿等激勵措施,構建法律法規與優惠政策等細化配套政策的保障機制,來激勵市民主動應用生態化等非工程強排水工程,加快推廣生態排水體系,政府協助生態排水體系設計或生產者加快新技術的轉化及應用,對于生態排水體系的實施者給予明晰的行政管理調控機制,通過“四個結合”,逐步形成城市生態排水體系,確保城市徑流生態利用體系的快速推廣、有效運轉與可持續發展。
城市綠地是強調開敞空間作為保持、恢復或建立自然景觀的地域,即沒有上蓋構筑物的平面空間,主要指以植被覆蓋的地塊。
作為城市生態系統常見的組成部分,平面植被為主的綠地主要在營造優美景觀的同時,可對降雨徑流起調蓄效應,并具有易于管養維護等特點,如日本的多功能調蓄設施等成熟技術。
主要以德國MR系統為代表,以建立分散、實用的雨水處理設施為手段,盡可能增加回補地下水,減少城市排水系統建設運行費用。下凹式綠地是綠地雨水調蓄技術的一種,利用下凹空間充分蓄集雨水,顯著延緩雨水下滲時間,具有滲蓄雨水、削減洪峰流量、減輕地表徑流污染等優點。結合適當工程性排水措施,下凹式綠地即可成為有效的生態型排水設施。具體施工方法為通過綠地結構和下部土壤的特殊改造,設置含礫石和熔巖顆粒的滲渠,下凹式綠地高程低于路面高程,雨水口低于路面高程但高于綠地高程。下凹式綠地匯集周圍道路、建筑物等區域產生的雨水徑流,部分雨水滲入地下,超過綠地滲蓄能力的雨水經雨水口排入雨水管網。依靠洼地短時間蓄存和滲渠的長時間蓄存,盡量增加雨水徑流滲透量,從而保持城市化地區的生態水文循環平衡。
隨著城市發展過程中市民追求綠化面積的不斷增加,對公共景觀園林審美水平不斷提高,城市綠地朝著景觀園林方向發展,高低結合的綠地更能提高雨水生態利用的復合功能。我國古典園林按性質可分為北方園林、江南園林和嶺南園林。地處南粵中心的廣州,可采用嶺南園林設計,考慮到廣州中心城區內城市綠地面積較為分散,設計上應考慮高低結合、錯落有致的植物群落;平面則主要應用各式草地,中層及高空可考慮《上海植物志》中的 常見耐澇綠化樹種,高中低結合形成立體園林式綠地,兼顧城市景觀與滲蓄能力。
城市綠地對降雨徑流的滲蓄技術包括雨水下滲和雨水蓄存兩大部分。雨水下滲主要是利用人工濕地、屋頂綠化、綠地調蓄池等收集調蓄雨水,雨水蓄存主要是利用凹地建成大小不同的綠地、城市公園、兒童游樂場和休閑娛樂鍛煉場所。根據現場地形條件,上述場所底部用滲水材料鋪設,當暴雨來臨可暫時儲存大量雨水,暴雨過后,雨水繼續下滲或外排,在一定時間(48小時或更短)內完全排出,這種應用集綠地的休閑娛樂功能和雨水調蓄功能為一體,具有顯著的環境效益投資比。
隨著廣州市等特大城市的城市化水平快速提高,硬底化地面導致滲蓄降雨徑流能力不斷削弱。從先建設后使用的規律可知,強排泵站等工程性措施不可能無限增長,每當特大暴雨產生瞬間特大徑流發生內澇時,有限的強排能力無法滿足排水要求,也就是工程性的“硬”排水措施基本無法滿足城市內澇的瞬間強排需要。因此,應建立城市徑流生態利用管理體系,以“生態排水”逐步解決城市內澇問題,盡量采用非工程性措施緩解城市排水難問題。目前整個珠三角水系亟需進行保護與生態修復,長遠看,廣東省應聯合鄰近省份,對整個珠三角水系進行生態整治,結合《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008—2020年)》建設人水和諧的水利工程體系。
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Probingon ecologicaluseofurban runoffmanagementsystem in Guangzhou
You Xueyong
Water logging cause complications production and living in urbanization process.For host 16th Asian Games,Guangzhou build hundredswatercontrolworks to improvewaterenvironment,finish a lotof floodingpointalteration.Through urban runoffpollution sources,relate to German,US,Japan in urban rainfall runoff recycling technology to analyze causes.How tobuild up ecologicaluseofurban runoffmanagementsystem inGuangzhouafter16th AsianGamesisdiscussed.
water logging;urban runoff;ecologicaluseofmanagement;Guangzhou
TV212
B
1000-1123(2011)03-0016-02
2011-01-06
游學詠(1979—),男,在職研究生。
責任編輯 李計初