工业企业下凹式绿地初探

摘　要：下凹式绿地是城市雨水利用有效便捷的方式，通过分析工业企业下凹式绿地的必要性，阐述下凹式绿地的功能，探究工业企业下凹式绿地的深度。

关键词：下凹式绿地；雨水利用；绿地深度；工业企业
雨水利用现状
　　20世纪80年代初国际雨水集流利用系统协会(IRCSA)成立标志着国际上对城市雨水管理的研究和实践的形成。其中日本早在1980年开始实施雨水贮留渗透计划，并在1992年颁布的“第二代城市下水总体规划”中要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置就地下渗雨水的设施。发展到今天，城市对雨水管理的方式有政策层面的，有技术层面的，种类多样。其中以德国的MR系统(Mulden Rigolen System)，又称(水洼)渗透渠组合系统，评价最高。该措施是通过雨水在低洼草地中短期储存和在渗渠中的长期储存，延长雨水下渗时间，保证最多雨水下渗[1]。
　　在我国，雨水利用在农业领域由来已久，2001水利部颁布的《雨水集蓄利用工程技术规范　SL267-2001》标志着农业、农村利用雨水技术的成熟。同农业、农村相比我国城市雨水利用方面研究、实践起步比较晚，到20世纪90年代，北京、上海等城市率先开展了城市雨水利用研究，至2006年原建设部颁布《建筑与小区雨水利用工程技术规范 GB 50400-2006》，标志着雨水利用技术在城市领域初步形成。近年来雨水利用工程主要集中在住宅、商业等建设领域，在工业建设领域鲜有尝试。
1.工业企业下凹式绿地的必要性
　　我国传统对城市雨水管理理念是“快速排除场地雨水，不积水，不内涝，避免洪水威胁”。通常做法是把雨水口设在路面上，路面低于绿地，屋顶径流、路面径流很快汇集到雨水口排走。如下图1所示。

　　传统雨排水示意图 1
　　国土资源部［2008］24 号文件规定“工业企业内部一般不得安排绿地，但因生产工艺等特殊要求需要安排一定比例绿地的，绿地率不得超过20%”。换言之：工业企业内80%的地面将被屋面、道路、广场等不透水物质所覆盖，综合径流系数达0.81~0.83，是自然地面综合径流系数的2.7~4.15倍。地面形态如此改变，一方面致使雨水径流量增加洪涝灾害频发；另一方面雨水径流下渗被阻隔，导致城市地下水位日益下降［２］。此外，气候恶化、水体恶化、生态环境恶化等一系列问题接踵而至。如何在节约土地的同时减轻对生态环境的冲击和破坏，恢复和重建自然生态，实现发展与生态保护的和谐统一，在工业建设中显得攸关重要。
　　《建筑与小区雨水利用工程技术规范 GB 50400-2006》中规定“雨水利用应采用雨水入渗系统、收集回用系统、调蓄排放系统之一或其组合”
收集回用：收集屋面、路面等雨水，长期存储，净化使用。
调蓄排放：在暴雨期间把雨水收集储存起来，待最大洪峰过后排放。
雨水入渗：利用人工设施或天然地形使雨水渗入地下。
　　比较以上三种方式，收集回用是把雨水径流量转化为生产生活用水，是雨水资源化的一种方式，然而通常要求屋面、路面等材料无污染(或污染小)，需要专门的雨水存储和净化设施，工程造价很高而且对地下水补给没有改善；调蓄排放是延迟雨水排放时间，一般需要独立的雨水调蓄设施，不但工程造价高，而且对节约用水、地下水补给没有任何改善；雨水入渗是最接近自然的一种方式，对环境冲击最小，可以修建独立渗沟等设施，也可以通过降低绿地标高(下凹式绿地)来实现。
　　下凹式绿地是一种还原自然、源头控制、不增加投资的雨水管理模式，与工业企业节省投资、降低环境冲击相契，是工业企业雨水管理的理想模型。
2.下凹式绿地的作用
　　下凹式绿地通过延长雨水在绿地内停留时间，强化绿地的渗透功能，提高绿地消减雨水径流、减少污染、蓄积雨水的作用。对此很多人有较为深入的研究：
　　种玉麒、张为华等［３］比较1990、1991年北京地区高草坪、平草坪、低草坪雨水拦蓄、入渗补给发现：高草坪外排雨水量占降雨量的12.1%，地表下1m界面入渗量占降雨量的7.0%；低草坪接纳客地雨水量为降雨量的0.121，消减雨水径流是高草坪的1.3倍，地表下1m界面入渗量占降雨量的33.4%，为高草坪的5.43倍。低草坪(下凹式绿地)对拦洪、入渗有很多的提高。
　　叶水根、刘红、孟光辉等[4]分析设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果表明：在5倍汇水面积(绿地率20%)的情况下，对于1年、2年和5年一遇的暴雨，下凹式绿地的降雨拦蓄率分别为62.85％、45.38％和32.37％，减峰率分别为49.92％、43.85％和27.26％，蓄渗、减峰效果明显。
　　聂发辉，李田，宁静等[5]用概率分析法计算上海市下凹式绿地长期运行效率显示：绿地面积为20%，蓄水深度为5cm的情况下，对于稳定入渗速率1×10-6和3×10-6的绿地，雨水径流截留效率为72.9%和83.3%。
3.工业企业下凹式绿地深度设计
　　下凹式绿地做法是把雨水口设在绿地里，雨水口高于绿地(以下把雨水口和绿地之间高差称为凹式绿地深度)，低于路面，如下图2所示。

　　下凹式绿地雨排水示意图 2
　　下凹式绿地的目的是在暴雨期间绿地储存一定深度的雨水，并且使超过绿地入渗量的雨水顺利溢流进雨水口。对于绿地率变化小的工业企业厂区来说，雨水口标高是设计关键。雨水口设置不但要最大接纳雨水量，而且要保证绿地植物正常生长。其主要与土壤渗透系数、植物耐淹性和降雨时间有关，即要求植物的耐淹时间不小于降雨时间与下渗时间总和。如当土壤渗透系数为6×10－6m/s时，20cm深的蓄水全部下渗需要9.26h，绿地植物耐淹时间必须大于9.26h。高士博、张思聪、谢森传等［６］研究大羊胡子草、野牛草、高羊茅、早熟禾等10种市区常用绿化植物发现：耐淹2 d的有9种，耐淹4 d的有7种，耐淹6d的有4种。结合景观、卫生要求及降雨时间，按最长下渗时间1d计算，渗透系数为1×10－6m/s～1×10－5 m/s的土质，可以入8.6cm~86.4cm深度的渗蓄水。考虑行车、行人安全结合国内诸多研究[7] [4]绿地深度取5.0~25.0cm。
4.结语
　　下凹式绿地对消减雨水径流量、增加渗透有明显作用，是工业企业项目不增加投资实现低冲击开发的有效途径。在绿地比例受制约的情况下，下凹式绿地深度是其唯一设计参数。其深度应满足在最不利情况下，雨水浸没绿地时间不能超过绿地植物耐淹时间，通常下凹式绿地深度取5.0~25.0cm。
参考文献:
［1］李永福，王冬梅．下凹式绿地对城市雨水集蓄利用作用研究进展［J］．南水北调与水

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利科技，2011，9(1)：161～161．
［2］宋进喜，李怀恩，李琦．城市雨水资源化及其生态环境效应［J］．生态学杂志，2003，22(2)：32～35．
［3］种玉麒，张为华．北京城区雨洪利用的研究［J］．北京水利，1996，(5)：24 ～27．
［4］叶水根，刘红，孟光辉．设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果［J］．中国农业大学学报，2001(6)：101～103．
［5］聂发辉，李田，宁静．概率分析法计算下凹式绿地对雨水径流的截留效率［J］．中国给水排水，2008(6)：53～56．
［6］高士博，张思聪，谢森传．国际研讨会专题报告．http：//www．Hwcc．com．cn．2006：05～06．
［7］李俊奇，车伍，池莲．住区低地势绿地设计的关键参数及其影响因素分析［J］．给水排水，2004，30(9)：41～46．

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