1、低影响开发模式下的雨水利用思考摘要：随着城市建筑密集度增加，其不透水面积不断扩大，在相同降雨量的基础上，其径流量不断增加，为城市排水与河道行洪带来了很多困难，且带来了热岛效应，降低了水分蒸发量。如何进行雨水资源的利用，是城市发展中需要面临的重要问题。以某水库为例，进行低影响开发模式下雨水利用的思考，通过将低影响开发模式与传统开发模式的模拟对比，证明低影响开发模式的雨水利用综合效益明显。 关键字：低影响开发模式 雨水利用 Abstract: with the development of city building density increasing, the impervious area
2、expands unceasingly, at the same rainfall, the runoff increases ceaselessly, bring a lot of difficulties to the city drainage and river flood, and brings the heat island effect, reduce the water evaporation. How to utilize the rainwater resources, is an important issue in city development. Taking an
3、 example of a reservoir, low impact development mode of thinking of rain water use, the simulation model development and the traditional development model of low impact, low impact development model that the comprehensive benefit of rainwater utilization significantly. Keywords: low impact developme
4、nt mode of rainwater utilization 中图分类号：TU991.14 文献识别码：A 一、水库工程概况 某水库属于水系拦蓄工程，于 1969 年建成，主要发挥着发电、防洪、灌溉、供水及水产养殖等作用。水库总库容为 1.120108m3，集水面积是为 154.8k。该水库上游区域地势陡峭，南部最高海拔超过了 500m，地势由南向北逐渐区域平缓，平均海拔高程在 300m 以上。水库流域范围内植被覆盖率超过了 98%，主要植被为片竹及林材。水库房屋较少，生态环境较好。水库流域年均降水量约为 1200mm，水面蒸发量约为 950mm。 二、低影响开发模式概述 低影响开发模式，
5、又被称为是 LID 模式，发源于美国，属于一种新型的暴雨管理方法，其理念主要是对自然模拟，通过采取小规模控制措施对雨水进行控制，通过滞留、渗透等方式减少雨水径流，并控制径流污染，降低径流体积。在开发过程中注重减少对环境的影响，目标是实现开发区域建设后恢复或接近于开发建设之前的自然水文状态。应用低影响开发模式，并不需要较大面积的土地资源，可以实现大部分雨水滞留，实现地下水补偿，并减少雨水引起的区域洪涝等问题，通过景观设计，可以控制径流污染等。 低影响开发主要措施包括以下几个内容，渗透性铺设、雨水花园、植草沟、绿色屋顶等为主要措施，小型低影响开发措施如植物缓冲区、过滤带、雨水桶等。渗透性铺设，如改
6、善路面透水性，可以提高区域水文循环，降低雨水径流量，减少雨水对路面冲刷等；雨中花园属于生物滞留设施，其景观功能较强；在建筑工程中采取绿色屋顶，可以有效进行雨水截留，其环境效益十分明显；设置植物缓冲区、植草沟等，可以发挥输送、净化径流等作用。通过采取以上措施，可以改善生态环境，减少环境问题，加强雨水利用。 三、低影响开发模式下水库雨水利用的实现 在传统开发模式下，多是将土地利用改变为非渗透性城镇用地，为雨水管理与利用带来了很大困难，且对水库水质及水量造成很大影响。如因路面硬化，在降雨时，水量无法渗透，可以在短时间内形成径流，且对污染物冲刷较为强烈，导致径流在携带污染物的情况下进入到水体中，从而降
7、低水体质量。在低影响开发模式下进行水库开发，决定在水库景区中，对其路面进行渗透性铺设，应用透水性较强的沥青及水泥进行公路路面铺设，并在道路两旁设置网格砖或水泥孔砖，将草坪砖应用于停车场等环境中。进行屋顶改造，建设绿色屋顶，提高整体美观性。在水库公共区域范围内建立雨水花园，进一步提高水库景区观赏性。对于区域范围内非建筑用地，均进行草皮处理。 在低影响开发模式下，雨水公园、透水路面、草皮、绿色屋顶所占用面积分别为 20%、20%、20%、40%。通过调查发现，在传统开发模式下，城镇用地面积在增加了 4.3%的情况下，其园地面积、水域面积、草地面积等均有所下降，而在低影响开发模式下，在保持城镇用地不
8、变化的基础上，其园地面积、水域面积、草地面积均有所增加，由此可以看出，低影响开发模式，较之传统开发模式综合效益明显。 四、低影响开发模式与传统开发模式下雨水利用的思考 （一）建立 SWAT 模型 在构建 SWAT 模型之前，应在 DEM 的基础上将流域分为一定子流域，在子流域划分前提下，划分出水文响应单元，即 HRU，引用概念性模型，计算出水文响应单元的净雨量、污染物量、产流量等，采取河道汇流演算的方式，获得断面流量与污染负荷等参数。该水库数据分辨率为90m90m，采取摄影变化、图形拼接、流域边界划分等处理方法，获得水库流域空间内 DEM 资料，并在我国土壤类型图与边界矢量图等基础上，拼接图形
9、获得水库区域内土壤类型，并分析其土地利用情况，建立土地利用属性数据库等。收集区域内水文资料，建立 SWAT 模型。 在收集水库集水区降水信息的基础上，可以应用 SWAT 模型模拟出水库集水区产水过程，从而获得入库流量及水库水量平衡方程下计算出的水库流量，并将其结果进行分析，对 SWAT 模型进行优化处理。应用优化后 SWAT 模型进行模拟并获得结果，将模拟结果与实际测量结果进行对比。研究发现，应用 SWAT 模型模拟结果与实际测量结果误差在12%以内，符合允许误差，证明 SWAT 模型的有效性。在流域范围内，选择TP、TN、NH3-N 为污染源评价指标，并根据往年水质资料，确定面源污染参数，计
10、算后与实际情况进行对比分析，保证计算结果在允许误差范围内。 （二）低影响开发模式与传统开发模式下模拟结果分析 在分析水库流域范围内多年实际降水资料的情况下，通过计算获得流域面平均降雨，应用皮尔逊曲线，计算出枯水期算数平均值、丰水期算数平均值，偏差系数及离差系数，选择出具有代表意义的水文年，如偏丰丰水年，偏枯枯水年等。应用软件，对水库流域土地利用现状图进行分析，应用 SWAT 模型，模拟出传统开发模式下水库流域土地利用状况图及低影响开发模式下水库流域土地利用状况图，并进行不同模式下模拟结果的对比。通过实际研究发现，在不同年份中，应用低影响开发模式，其入库水量与进入到库区内污染物大幅降低，明显低于
11、传统开发模式下入库水量及入库污染物。将低影响开发模式与传统开发模式模拟下获得各种结果统计成表，如下： 表 1：低影响开发模式与传统开发模式模拟下入库水量、入库污染量对比表 根据上表可以明显看出，无论是采取传统开发模式还是低影响开发模式，其入库水量都增加，但传统开发模式下入库水量增加幅度较大，低影响开发模式入库水量明显较低，两者最大相差达到了 19.66%；两种开发模式，均会降低入库污染量，但总的来看，传统开发模式降低入库污染量较少，低影响开发模式减少入库污染量的效果较为明显。通过将两种开发模式进行对比，发现低影响开发模式在减少入库流量，降低入库污染负荷等方面存在着很大优势。 五、结语 当前，社
12、会经济的不断发展，建筑密度不断增加，导致不透水面积扩大，在降水过程中，容易快速形成径流，从而为城市排水或河道行洪点等带来巨大挑战。低影响开发模式，属于一种新型暴雨管理模式，通过采取渗透性铺设、雨水花园、植草沟、绿色屋顶等措施，实现雨水滞留，控制径流污染，改善环境，提高雨水利用率。本文以某水库为例，通过应用 SWAT 模型，对传统开发模式与低影响开发模式的雨水利用进行了分析与思考，实践证明，低影响开发模式在减少入库流量，降低入库污染、改善环境等方面发挥着重大现实意义。 参考文献： 1任心欣,俞绍武,胡爱兵等.深圳旧村低影响开发雨水综合利用规划指引及应用J.城市规划学刊,2010,(z1):93-96. 2孙艳伟,魏晓妹,POMEROY C A 等.低影响发展的雨洪资源调控措施研究现状与展望J.水科学进展,2011,22(2):287-293. 3胡爱兵,任心欣,俞绍武等.深圳市创建低影响开发雨水综合利用示范区J.中国给水排水,2010,26(20):69-72. 4王建龙,车伍,易红星等.基于低影响开发的雨水管理模型研究及进展J.中国给水排水,2010,26(18):50-54. 5赵芳.绿色建筑与小区低影响开发雨水利用技术研究D.重庆大学,2012. 6马姗姗.基于低影响开发的多水源优化配置D.天津大学,2012.
