LID与传统开发模式下雨水管渠运行状态对比研究

LID与传统开发模式下雨水管渠运行状态对比研究一、引言近年来随着城市化进程的加速，城市地表面积逐渐呈现出人造土地覆盖比例增大、绿地面积减少、水文循环破坏等问题。在这种背景下，绿色基础设施建设开始成为城市规划者和资本关注的焦点之一。不同于传统的水利工程和劳动密集型的土建工程，众多新型的低影响开发（LowImpactDevelopment，LID）方式正在快速发展和应用于城市建设。LID的核心思想是模仿自然生态系统，利用自然治理方法达到降低洪涝灾害风险、改善水质保护和提高生态环境质量等目标。LID是由美国环境保护署（USEPA）于1990年代提出的，最初是为了应对城市化进程带来的雨水污染和城市径流污染的问题。LID的主要特点是在雨水管渠运行状态上采取了一系列的措施，包括绿色屋顶、雨水花园、生物滞留池、绿色道路、雨水收集及重复使用等措施，有效提升城市水文循环系统的稳定性和灵活性。传统的雨水管渠方案是把雨水通过河道、池塘等方式排放到远离城市区域的地方，但这种方式容易造成多种问题，例如水体富营养化、生态系统崩溃、地质变化等。基于这样的现实问题，近年来LID的应用越来越广泛，越来越受到关注。本文将针对LID与传统开发模式下雨水管渠运行状态的对比研究展开讨论，以期探究LID在城市雨水管渠运行中的应用现状和未来发展趋势。二、LID的原理及其在城市建设中的应用(a)LID的原理LID是指通过一系列的技术和设计手段，使得降雨过程中的水尽量在场地上停留和慢慢渗透，达到减少流向城市化区域的雨水流量，同时改善雨水的质量，提高自然环境的质量并且达到节能和适应气候变化。(b)LID在城市建设中的应用LID的主要应用包括下列几方面：（1）雨水花园：通过对道路、草坪、应急车道、无车环保带等绿化部位进行设计和改造，实现雨水在景观绿化部分的自然入渗和管理。（2）生物滞留池：通过疏导、收集和管理建筑物和区域内部的雨水和废水，使部分污水经沉淀和过滤得到净化和提纯，达到减轻城市排放压力的目的。（3）绿色屋顶：通过建造屋顶绿化系统来大大降低屋顶温度并减少显热带来的热岛效应，从而减少炎热的夏季节能消耗，同时还可以净化空气和雨水。（4）雨水重复利用系统：这种系统从建筑物和生产设施中收集和存储雨水和融雪水，使它可以多次利用，如为灌溉绿色地带、冲洗公共卫生器具等。（5）雨水污染源控制：通过采用沿街防渗段、过水口、下加油站等雨水伏流设施阻止雨水与底部土壤混合，从而达到降低雨水污染源的效果。三、传统开发模式下雨水管渠运行状态的问题(a)雨水管渠建设与管理的不足在传统开发模式下，人们假设城市水文循环系统会输送排出所有雨水和污水，但这种方式已经难以满足城市发展的需要，另外很大一部分的雨水会随着洪峰流向市中心和河流河道，导致城市本土地面的绿化率逐渐下降，水源地质量下降，生态环境恶化等问题。(b)雨水管渠设施的老化与损坏随着城市化进程不断加速，许多城市的水利设施已经出现了老化的现象，其中包括湖、水库、堤岸、涵洞和管道等。这些设施如果没有得到充分的维护和保修，就会存在管道堵塞、水泄漏导致地面塌陷的风险，而这些安全隐患会为我市或社区运营带来极大的压力。(c)雨水管渠经济和环境成本双高传统的雨水管渠方案在经济成本上需要占用很大的投资，同时还需要消耗大量的自然资源，占用道路交通空间，最终导致市中心地区停车位缺乏，拥堵问题日益突出。另外，雨水管渠的运行也会造成极大的环境成本，包括地下水的下降、水位变化，以及环境生态方面的破坏等问题，这些问题都需要得到有效的解决。四、LID在雨水管渠运行管理与维护中的应用(a)拓宽城市河道在LID的方法下，传统的城市河道可以在干涸的情况下成为LID制水设备的位置。在雨水非常丰富的情况下人工溢流可以扩大河流的宽度和流量，因此河道会在平时作为一类构筑物被神经网络或算法挖掘出来；而在洪水的情况下，河道则会引导并解决降雨的问题。(b)雨水花园和雨水收集池雨水花园和雨水收集池两种LID的方法应用范围较广，在城市建设中已经得到很好的应用。雨水花园相当于一种自然植被，风、雨、光一物三用可以使污染物降解，同时雨水自然入渗植株的根系平台中，环境生态效果达到最佳；而雨水收集池可以在存在台风和洪涝灾害时，收集过量的雨水，免于对市民带来极大的影响，同时由于经济成分的参与，也将提高城市建设水平。(c)天然涵洞在城市环境中，天然涵洞是一种很好的手段，可以将雨水由注入细管或挖掘式排水源导向水库或土地中。涵洞会损失部分水的压力，因此可以自动降低径流对渠道和排水渠道的侵蚀和腐蚀。(d)生物滞留池生物滞留池位于雨水排水源道路或相邻道路边缘，一些被检测出的污染物可以在生物滞留池中以微生物处理，从而达到净化水质的目的；同时滞留池也可以最大限度地减少收集遗留物的辅助空间，甚至在雨水漫溢的情况下都可以站起来。(e)绿色屋顶和半透水铺层人们无需为城市内缺乏绿色而担心，利用绿色屋顶和半透水铺层是解决这个问题的不错方法，增加雨水的排水量和绿化率，减少热岛效应，同样针对节能减排有较好的应用。五、结论LID历经漫长的发展过程，技术逐渐成熟，开始在全球范围内的城市建设中得到广泛的应用。从本文的主要对比研究来看，LID与传统的开发模式