海绵城市建设背景下的城市雨水径流调控机制

期刊: 文学研究文摘 DOI: PDF下载

范秋茫1 鲁广辉2

411282198908121013 410725197805202034

摘要

为响应海绵城市建设需求,解决城市雨水径流引发的内涝、水资源浪费等问题,围绕雨水径流调控机制展开研究。首先解析城市雨水径流形成机制与影响因素,明确海绵城市理念下调控核心原则、技术体系及关键评价指标;进而基于“渗、滞、蓄、用、排”设计多维度调控机制,构建海绵设施协同调控模式,探索与城市生态、景观系统的融合路径。研究形成的调控机制可有效削减径流量、延缓峰值、降低污染负荷,为海绵城市建设中雨水径流科学管控提供理论支撑,助力城市水资源循环利用与生态环境改善。


关键词

海绵城市;雨水径流调控;“渗滞蓄用排”;海绵设施;协同调控;水资源循环

正文


0 引言 

随着城市化进程加快,硬化路面扩张导致城市雨水渗透能力下降,雨水径流激增引发的内涝灾害、水资源流失及面源污染等问题日益突出,严重制约城市生态与可持续发展。海绵城市建设作为解决此类问题的核心路径,其核心在于构建高效的雨水径流调控体系。当前雨水径流调控研究多聚焦单一技术应用,缺乏对“渗、滞、蓄、用、排”全流程的系统性机制设计,且与城市生态、景观系统的协同融合不足,难以充分发挥综合调控效益。基于此,围绕海绵城市建设背景下的城市雨水径流调控机制展开研究,旨在通过梳理调控核心要素、设计多维度机制与实现路径,为海绵城市雨水管理提供科学理论支撑,推动城市水生态环境持续改善。

1 海绵城市雨水径流调控的基础理论与核心要素

1.1 城市雨水径流的形成机制、影响因素及调控需求分析

系统解析城市雨水径流的形成过程与关键影响因子,明确不同场景下的调控需求。形成机制上,从降水、下垫面、汇流三个环节入手,分析降水强度与历时对径流总量的作用,探讨硬化地表对雨水渗透的阻碍效应,以及城市地形、管网布局对汇流速度与路径的影响,厘清径流从产生到排放的完整链条。影响因素方面,重点梳理城市化率、土地利用类型、气象条件等宏观因素,以及植被覆盖度、排水系统能力等微观因素对径流特性的综合作用。基于此,结合城市防洪排涝、水资源回收、生态保护等实际需求,明确不同区域(建成区、新建区、生态敏感区)的径流调控重点,为后续机制设计提供靶向依据[1]

1.2 海绵城市理念下雨水径流调控的核心原则与技术体系

提炼海绵城市理念指引下雨水径流调控的核心原则,构建层次分明的技术体系。核心原则围绕“生态优先、系统治理”展开,强调尊重自然水文循环,将调控措施与城市自然本底相结合;坚持“因地制宜、分类施策”,根据不同城市气候、地形及发展阶段制定适配方案;遵循“多功能协同”,实现径流调控与生态修复、景观营造、水资源利用的有机统一。技术体系按功能划分为渗透类、滞留类、蓄存类、利用类、排放类五大核心模块,其中渗透类涵盖透水性铺装、绿色屋顶等技术,滞留类包含下沉式绿地、植被缓冲带等形式,蓄存类涉及蓄水池、人工湿地等设施,利用类与排放类也分别对应多元技术类型。明确各技术适用范围、作用及要求,形成功能互补、协同联动的技术框架,为雨水径流调控机制落地提供支撑。

1.3 雨水径流调控的关键指标及评价标准

确定海绵城市雨水径流调控的关键指标,建立科学的评价标准体系。关键指标从水文、环境、生态三个维度选取,水文维度包括径流总量削减率、径流峰值延迟时间、雨水渗透量等,用于衡量径流调控的水文效应;环境维度涵盖面源污染物(CODSS等)去除率,评估调控对水质的改善作用;生态维度包含植被覆盖率提升、生物多样性改善等指标,体现调控的生态效益。评价标准制定结合国家及地方相关规范,参考不同气候区海绵城市建设实践经验,针对不同城市类型(北方干旱城市、南方多雨城市)和区域功能(居住区、商业区、工业区)设定差异化指标阈值,同时明确指标的监测方法与计算模型,确保调控效果可量化、可评估[2]

2 海绵城市雨水径流调控机制的构建与实现路径

2.1 基于“渗、滞、蓄、用、排”的多维度调控机制设计

“渗、滞、蓄、用、排”五维协同为核心,设计覆盖雨水径流全流程的多维度调控机制。“渗”维度通过优化城市下垫面结构,采用透水性材料提升地表渗透能力,减少地表径流生成量;“滞”维度依托植被缓冲带、下沉式绿地等设施,延缓雨水汇流速度,降低径流峰值;“蓄”维度结合城市水系、人工湿地及蓄水池,储存富余雨水资源,为后续利用奠定基础;“用”维度构建雨水回收利用系统,将储存雨水用于绿化灌溉、道路清洗等非饮用水场景,提升水资源循环效率;“排”维度优化城市排水管网布局,与各类海绵设施形成联动,确保极端降雨条件下雨水安全排放。通过明确各维度功能定位与协同逻辑,形成“源头减排-过程控制-末端治理”的完整调控链条,实现雨水径流总量、峰值及污染负荷的综合管控。

2.2 海绵设施的协同调控模式

整合各类海绵设施功能特性,构建“点-线-面”结合的协同调控模式。“点”上聚焦单体设施优化,根据不同区域水文条件与建设需求,选择适配的海绵设施类型,如建筑屋顶采用绿色屋顶,道路两侧布设生物滞留设施,确保单体设施发挥最大调控效能;“线”上强化设施间串联协同,通过管网、沟渠等连接不同功能的海绵设施,形成连续的雨水传输与处理廊道,实现雨水在设施间的有序流转与梯次调控;“面”上推动区域设施系统整合,以城市街区、片区为单元,统筹布局绿地、水系、人工设施等,形成区域性海绵系统,通过设施间的功能互补与效益叠加,提升区域整体雨水径流调控能力。同时,建立设施协同运行监测与反馈机制,根据实际调控效果动态调整设施运行参数,优化协同模式。

2.3 雨水径流调控与城市生态、景观系统的协同融合路径

从空间布局、功能互补、效益协同三方面,构建雨水径流调控与城市生态、景观系统的融合路径。空间布局上,将海绵设施与城市绿地系统、水系网络、景观节点统筹规划,如在城市公园中融入人工湿地、雨水花园,使调控设施成为景观组成部分,实现空间资源高效利用;功能互补上,利用海绵设施的生态功能提升城市生态系统稳定性,如通过植被滞留设施净化雨水、改善土壤质量,同时借助城市生态系统的调蓄能力辅助雨水径流调控,形成功能互促格局;效益协同上,注重调控效益与生态、景观效益的统一,在满足雨水径流调控目标的同时,提升城市绿化覆盖率、美化人居环境,打造“生态-景观-调控”一体化的城市空间,推动海绵城市建设向生态化、景观化、可持续化方向发展[3]

3 结语

    本研究围绕海绵城市建设背景下的雨水径流调控机制展开,基于“渗、滞、蓄、用、排”设计多维度调控机制,构建海绵设施“点-线-面”协同模式,探索与城市生态、景观系统的融合路径,形成覆盖径流全流程的系统性调控方案,有效解决传统雨水管理碎片化问题,为海绵城市雨水径流科学管控提供理论与实践支撑。受研究范围限制,机制在极端降雨场景下的适配性、长期运行中的效益衰减规律等仍需深入探索。未来可结合水文模型与智能监测技术,优化调控参数与设施协同策略,加强在不同气候、地貌城市的实践验证,推动雨水径流调控机制向更精准、更生态的方向发展,助力城市水系统可持续发展。

参考文献

[1]周勇.基于海绵城市理念的城市规划方法探讨[J].住宅产业, 2017(8):3.

[2]李宛谊,高赛君,韩玉龙.海绵城市背景下的城市生态雨水系统构建研究[J].中国水运:下半月, 2016, 16(5):4.

[3]陈龙,沈哲.海绵城市背景下的城市水系生态修复研究分析[J].化工中间体, 2021(014):000.

 


...


阅读全文