淺談低丘緩坡開發(fā)過程中的場地暴雨水管理

1、    淺談低丘緩坡開發(fā)過程中的場地暴雨水管理    葉敏 黃杉摘要：我國正處于工業(yè)化和城市化高速發(fā)展時期，城市建設取得巨大成就的同時也深刻的改變了當?shù)氐淖匀画h(huán)境，導致洪澇災害頻繁發(fā)生。低丘緩坡地區(qū)暴雨水管理是應對這一問題的重要方面。本文論述了低丘緩坡開發(fā)過程中的場地暴雨水管理的要點，供同類工程參考。關鍵詞：暴雨水管理低丘緩坡開發(fā)abstract: our country is in the high speed development of industrialization and urbanization period, city construc

2、tion has made great achievements also profound change the local natural environment, lead to frequent flooding. low in exploiting the storm water management is deal with this issue important aspect. this paper discusses the low in the process of developing the site exploiting the heavy rain water ma

3、nagement, the main points of reference for similar engineering.keywords: storm water management low exploiting the development：p458.1+21.1 ：a ：低丘緩坡場地開發(fā)過程中最直接的后果是達到河流和溝渠的地面徑流速度和量的變化。城市化和農業(yè)開發(fā)引起的低丘緩坡場地特征改變都會使地表徑流增加，導致洪水頻率和流量大幅增加形成內澇和水災。其的后果包括人民財產損失、水質退化、河道侵蝕加快和棲息地退化等等，無論在經濟上還是環(huán)境上都可能會造成無法挽回的打擊。暴雨水規(guī)劃與管理取

4、決于對場地開發(fā)引起的徑流變化的準確評價。涉及暴雨產生的雨水徑流、影響徑流的景觀因素，以及如何管理雨水使之對環(huán)境的影響減小到不產生危害的程度 。以此為基礎制定的管理措施不僅能作為傳統(tǒng)雨水系統(tǒng)的替代方案，減少對環(huán)境的影響并節(jié)約土建成本，也將成為低丘緩坡地區(qū)生態(tài)環(huán)境格局綜合管理措施的基礎。一、場地暴雨徑流預測暴雨到達地面的降水可分成四部分，分別是地表徑流、土壤滲透、洼地蓄水和植物截留。其中地表徑流的雨水匯集到河流和溝渠中，就成為暴雨水。如果場地內的現(xiàn)狀植被密度很高，則土壤滲透量會較大，現(xiàn)場的地表徑流可能會無法觀察到，此時周圍河流內的水量只要來自于地下補給，即土壤中和地下水中的水流，又稱為壤中流。據(jù)北

5、美洲安大略環(huán)境部資料，城市化前，天然流域的蒸發(fā)量占降水量的40%，2）土壤組成和質地；3）地表傾斜度。這些因素的特定組合可以計算得出場地的徑流系數(shù) 來反應地表暴雨徑流的綜合情況。在農村地區(qū)，徑流系數(shù)取決于坡度、植被和土壤的綜合狀況；在城市地區(qū)，場地徑流系數(shù)主要受地表硬質覆蓋物及其透水率的影響。低丘緩坡場地（面積通常小于40公頃）坡面徑流和暴雨水產生的徑流可以使用推理法（rational method）進行簡單計算。一次暴雨在流域出口測得的洪峰流量為：q=fci （1）式中：q=每秒徑流流量（立方米），f=場地匯水面積（公頃）；c=徑流系數(shù)；i=設計降雨強度（毫米/小時），i值得自模擬的產生強大

6、徑流的暴雨，即設計暴雨（根據(jù)當?shù)囟嗄暧^測獲得最大暴雨短時記錄獲得，通常為1小時）。根據(jù)上述公式，通過相關數(shù)據(jù)觀測和記錄，可以計算一次設計暴雨產生的總的設計雨水量qy：qy=fcr （2）式中：f=場地匯水面積（公頃）；c=徑流系數(shù)；r=總雨量（降雨強度×降雨時間）。實際場地應用中，上述公式計算得出的結果往往偏大，這是由于暴雨發(fā)生時，活躍的排水地區(qū)只占整個場地面積的10%-30%（集中于植被稀疏區(qū)域或硬質鋪裝區(qū)域），即場地中只有部分面積地表產生溢流并向河流和渠道排放雨水。規(guī)劃中，應避免在非產流區(qū)布置雨水排水設施，這將導致把本應被緩沖帶吸收的雨水變成暴雨徑流，從而增加暴雨的排水量并失去了

7、已有的減少暴雨洪水量的機會。如果在場地規(guī)劃前調查清楚這些地區(qū)的分布和比例，則可以更好的利用這些生態(tài)的雨水吸收“設施”從而將單位時間產生的暴雨流量大大降低，減少對城市排水設施的沖擊，節(jié)約場地下水設施土建成本。二、開發(fā)過程中的場地雨水排放趨勢我國正處于工業(yè)化和城市化高速發(fā)展時期，城市建設取得巨大成就的同時也深刻的改變了當?shù)氐淖匀画h(huán)境，導致洪澇災害頻繁發(fā)生。由于不斷加快的城市化規(guī)?？偸穷I先于城市排水能力的更新，“排干疏盡”成為一紙規(guī)劃空談。即使是部分經濟實力較強的城市加快了相關工程的建設進度，也只是陷入“城市擴建排水管網延伸強排再擴建再延伸再強排”的怪圈。問題的根源在于城市化進程對社區(qū)場地雨水天然通

8、道的阻隔和破壞。城市化進程中的自然土地的清理和新的居住社區(qū)的建立已經成為近20年來被城市化地區(qū)景觀變化的主要表象，而其結果幾乎總是導致地表徑流量和流速的雙增，并在暴雨來臨時演變?yōu)樵诤恿骱颓乐挟a生更高頻率和更高強度的洪峰。隨著城市規(guī)模的擴大，這一趨勢趨于惡化，造成許多城市暴雨來臨時的洪水泛濫和內澇，殃及水體生態(tài)環(huán)境。而事實上這些洪水和當?shù)貧v史記載的最高記錄相比并不突出。這一問題可以歸結為水文學上的三大因素：1、由于場地植被清理、砍伐和防滲措施在社區(qū)建設中的大幅增加而導致的徑流系數(shù)劇增；2、場地匯流時間減少；3、暴雨強度的變化。需要補充說明的是，城市化對地區(qū)氣候的影響也加劇了社區(qū)場地雨水排放的問

9、題。城市熱島效應和氣候下墊面粗糙度增加了夏季對流性降水，美國學者對城市氣候和降雨變化研究表明城市化地區(qū)的降雨量比郊區(qū)的降雨量多5%-10%。此外，我國東部地區(qū)的氣候條件客觀上也不利于降水下滲進入土壤。以上海為例，其中心城市及附近城市化地區(qū)的氣候特征表現(xiàn)為降雨的季節(jié)變化很大，伴有集中性的大暴雨，期間下滲水量較少，約為40%；而相比之下美國東部大部分地區(qū)的降水年內分布比較均勻，平均有70%以上的降水量下滲進人土壤。三、場地雨水排放管理一味增加城市排水管道排水能力不但投資巨大，排水管道還將占用大量的地下空間資源，建設和維護也導致道路路面的反復開挖。從社區(qū)的角度，應當制定相關管理規(guī)定，對土地開發(fā)者進行

10、嚴格要求，建設項目不能引起場地暴雨水排放的凈增長，且開發(fā)后通過場地邊界的暴雨水排放速度和流量與之前不能有顯著增加。對社區(qū)場地暴雨水排放的管理措施主要有三個：1、建立社區(qū)雨水排放管道與蓄洪洼池系統(tǒng)，通過將多余的水存儲在場地或其附近地區(qū)，在較長的時間內緩慢釋放進入地下。現(xiàn)有的社區(qū)經過簡單的工程措施就可以采用這一方法，但需要修建新的蓄洪洼池。2、建立社區(qū)暴雨水源頭的控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)雨水的就地處理。為了更有效的進行源頭控制，對于社區(qū)場地的設計方法需要進行調整，即不再要求將庭院和林蔭道平坦或形成緩坡，以便于將雨水導入場地內的植被區(qū)、低洼地和排水溝中，緩緩滲入地下。3、建立符合新的暴雨水排放規(guī)范的場地開

11、發(fā)管理流程，確保整個開發(fā)過程中及其后地表徑流不會顯著增加。通過提高場地滲透性和限制密度比，采用綠色屋頂和滲透性鋪面，保證雨水徑流接近天然狀態(tài)，通過將社區(qū)內的住宅建筑和服務設施集中設置，來減少場地內不透水地面的比例。美國的leed（leadership in energy & environmental desig）認證評分體系已經建立起相關的量化考核指標，上海、北京等城市也已經開展了相關的應用工作?？偟膩碚f，這三個策略需要相互配合使用，才能取得良好的效果。其關鍵是：1）蓄洪洼池；2）就地下滲；3）集中開發(fā)。做到這三點需要在規(guī)劃階段根據(jù)暴雨量預測估算合理的鋪裝密度和適宜的滯洪區(qū)規(guī)模。參考文獻：1楊勤科，李銳，王占禮區(qū)域水土流失監(jiān)測與評價指標體系研究j水土保持通報，2000，20（2）：74-772楊勤科，李銳，徐濤，等區(qū)域水土流失過程及