城市雨水径流生态处理研究现状与进展_刘章君

第07期（总第350期）吉林水利2011年07月［文章编号］1009-2846(2011)07-0006-06城市雨水径流生态处理研究现状与进展刘章君，郑志磊，洪兴骏，邹霞，刘睿（武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072）［摘要］从城市雨水径流产生的问题出发，分析对城市雨水径流进行生态处理的必要性。对包括植被缓冲带、植被浅沟、生物滞留系统、滞留塘和人工湿地等在内的多项雨水径流管理与利用生态技术的优缺点、净化机理、适用条件等进行了综合比较。并对我国城市雨水径流生态处理技术的应用前景进行了展望，为生态城市建设和城市水环境改善提供借鉴。［关键词］城市雨水径流；径流污染控制；生态处理［中图分类号］TV121［文献标识码］B［收稿日期］2011-06-02［基金项目］武汉大学2010年度国家大学生创新性实验计划项目［作者简介］刘章君（1991-），男，江西吉安人。武汉大学水利水电学院2008级水文与水资源工程专业本科生。1引言1.1城市中雨水产生的问题城市雨水的管理和利用对社会、环境和经济的可持续发展都有重大的意义。城市中雨水所产生的问题主要有三个方面[1-4]：首先，雨水径流洪峰流量剧增。随着城市的发展，不透水面积的增加，城市雨水径流量随之增加，峰值流量增高且峰值出现时间缩短，暴雨径流容易在城区积聚，引发城市内涝。其次，在城市中降下的雨水通常落在屋顶、通道、停车场等不浸透性表面上，将附着在其表面的垃圾、油脂、重金属物质、有机物质等污染物质冲洗、汇集，进入城市排水管网，最终未处理或处理不充分而被直接排入河流、湖泊，地下水系等，对这些水体造成污染。最后，雨水是种资源，许多水资源匮乏的城市缺乏对雨水这种宝贵资源的利用，一方面，使用庞大的人工雨水排放系统将雨水径流排出城市，增大了汛期的出境水量，也增加了城市基础设施的负担；另一方面，却是大量的雨水资源的流失，地下水源因补给不足而枯竭，从而进一步加剧了城市水危机，使供水不足成为遏制城市经济发展的瓶颈。此外，城市雨水问题还包括水土流失加剧、生态环境恶化和地面沉降等多种环境危害[5]。1.2城市雨水径流生态处理的必要性降雨是地表径流的主要来源，是自然界水循环系统中的重要环节，对调节、补充地区水资源和保护改善生态环境起着极为关键的作用。传统的雨水处理，如路边沟渠控制和排水管网，只考虑到排涝，希望尽快将雨水汇集排出城市。它可以有效减轻城市排水和防洪压力，并在一定程度上改善城市水环境。但是，它使自然的水文特征受到了负面的影响，例如造成土壤中基流的减少，径流和洪峰变大等。传统的暴雨管理即使在水质不降低的情况下也会对生态系统有较大的破坏性[6]。另一方面，由于城镇化的加快，不透水面积的增加，以及污染源的增多，城市雨水问题对城市环境危害越来越严重。我国大部分城市经济条件比较落后，在降雨径流污染控制方面的投资较少。修建大量的雨水调节池，截留、处理合流制和分流制管系的雨水，雨停后再排入污水处理厂或城市水体，虽然可以达到目的，但是雨水调节池占地面积较大，修建地下调蓄池成本高，不符合我国的经济条件；而且我国降雨量分布不均匀，雨水大多集中在夏季，雨水调节池不能得到充分有效的利用。因此，造价昂贵和管理费用高的一些集中式工程措施在我国并不能得到广泛的6--DOI:10.15920/j.cnki.22-1179/tv.2011.07.022吉林水利乌龙水库电站消能结构模型试验研究刘章君等2011年07月使用。传统的处理方法已难以满足城市日益发展的要求。为缓解城市水污染问题及其他环境问题，我们迫切需要用生态的方法来处理城市雨水问题。必须考虑借助于其它的生态化工程措施，从源头上就地分散处理和削弱部分径流，减少城市降雨带来的区域性洪涝灾害和后续处理设施的负荷。鉴于此，本文将综述国内外雨水生态处理研究现状，并对其解决雨水问题的生态技术措施作以简单的介绍，并对其进行综合比较选择。希望能对我国的雨水问题的解决有所帮助，为我国城市雨水问题的解决提供参考和借鉴。2城市雨水径流的生态处理方式研究现状城市地表径流污染的削减策略包括体积负荷、浓度负荷以及由此产生的污染总量等几方面的削减，削减体积负荷就是减少城市地表径流的总量，削减浓度负荷就是减少径流污水中污染物的含量，削减污染总量就是减少进入城市受纳水体的污染物总和[7]。欧美、日本等发达国家早在20世纪60年代就开始认识到城市雨水径流污染的严重性，并相继开展了大规模的研究，目前，研究开发出了控制雨水径流的各种技术措施，如较佳场地规划(bettersiteplanning，BSP)和低影响发展(low-impactdevelopment，LID)[8,9]，而最具代表性的是美国环保署提出的控制雨水径流的“最佳管理措施”(BMPs，BestManagementPractices)。USEPA把BM