浅谈城市可持续排水系统

摘要: 本文对城市可持续排水系统（SUDS）进行简介，浅谈该系统在国内进行推广和应用的前景，并提出具有参考价值的思路。

关键词: 可持续排水系统，城市排水，雨水利用，生态城市

中图分类号：S276文献标识码： A

近年来经常看到关于暴雨导致城市内涝和交通阻塞的新闻，一场突如其来的暴雨往往会造成城市多处交通堵塞，甚至引发伤亡事故。这暴露出我国城市化进程中存在的诸多问题。仅就排水系统而言，我国相比欧美发达国家落后十年有余，仍有较大的上行空间。本篇旨在介绍发达国家近年来正在开发推广普及的城市可持续排水系统，并呈现一些具有参考价值的思路。

1.城可持续排水系统的功能

城市可持续排水系统(Sustainable Urban Drainage Systems简称SUDS），有时也被称为可持续排水系统，是一种新型的排水理念，它对城市排水系统进行统筹考虑，同时引入可持续发展的概念和措施。SUDS基于试图复制自然生态排水系统的设想，采取低成本及低环境影响力的方法，通过收集、贮存、利用技术和工程手段降低流速等方式，对雨水和地表水进行清洁净化并重复循环使用。这个设想最早应用于英国的城市排水系统，但其发展并不局限在城市范围内。

SUDS旨在从系统上减少城市内涝发生的可能性，同时提高雨水等地表水的利用率，兼顾减少河流污染问题并改善水质。它对水资源的设计和管理可以满足现在和将来社会的需要，同时可以维持生态、环境和水力的完整性。

在自然环境中，降落到地表的雨水，一部分经过渗透过程渗入地下，另一部分形成地面径流沿江河回归大海。但在许多地区，特别是城镇市区，大部分地表都是由建筑物及密封水泥混凝土路面构成的，这在很大程度上限制了雨水的自然渗透量。而传统的城市排水系统主要是由管道和暗渠构成的，它们统一收集地表水输送至地下管网，最终这些水会排入江河等自然水体中，使地表水的收集和流转速度远远超过自然渗透过程。

传统城市排水系统的核心设计理念是，将地表水尽可能快速地引至水体排放点，但在暴雨时，迅速汇集的大量雨水不仅使排水系统陡增压力，导致城市内涝，而且还可能造成一系列生态问题。首先，暴雨会导致河流水位和水流速度急剧上升，这会增加下游发生洪水灾害的风险；其次，雨水地表径流往往夹带有油质、有机物、淤泥、有毒金属等污染物，它们毫无阻拦地经由管道排入河中，长期以往，会导致河流及地下水的水质发生恶化，对周边地区的生态环境造成影响；第三，大部分降雨被直接引入管道排水系统沿水体排走，干旱时减少了渗透回补地下水储量的机会，而且雨水也得不到合理利用。

针对传统排水系统的弊端，SUDS旨在通过最小化排水量，来减少一个地域的排水系统对另一地域的影响，并尽可能地改善水质。它同时具有防洪、雨水循环使用及减污等功能，充分体现了水系的多样性。不仅能够减小城市在极端暴雨天气时发生内涝的可能性，还有其他多种好处，例如：将污染扩散最小化、维持或恢复自然水流、改善水资源水质以及美化环境等。除了具有功能上的优势，其所花费的综合成本还低于传统排水系统，实践表明，最多可节约三分之二的费用。

2.城市可持续排水系统的应用

英国是受城市内涝等地表水泛滥影响较大的国家之一，而强降雨是引发城市内涝的主要原因。其政府不断探索和优化洪灾预防与管理手段，形成以及时预警和科学排水为主要特征的城市内涝预防体系，同时大力推动采用先进的SUDS技术来管理地表和地下水，并要求所有新开发和重新开发的地区都要认真考虑建设既能减少排水压力、又环保的可持续排水系统。

具体来说，SUDS包括了对地表水和地下水进行可持续式管理的一系列技术。由于雨水往往与非自然污染物混合，从而导致高昂的处理费用。但SUDS坚持尽量利用自然方式排除雨水，而不仅仅是依靠管渠系统来排除。例如，在排水系统的上游各子流域内将雨水就地渗入地下、或延长其排放时间、或暂时蓄存，以达到削峰、减流、净化地表水径流、补充地下水储量的效果。其工程设施有渗塘、地下渗渠、地表透水路面、受控雨水排放口、各种干或湿的池塘、小型水库等。在条件允许的建筑屋顶上种植花草拦截雨水；在庭院里设置雨水收集设施，收集的雨水进行绿化浇灌和冲洗厕所；在路面铺设可渗透的混凝土块、碎石或渗水沥青，从而部分地替代传统下水道、排水沟的功能；在路边挖沟渠，填满瓦砾石子，减缓暴雨时的水流速度和降低流量。还有，在工业用地上利用比传统沟渠更浅更宽的绿色洼地，对雨水进行暂时储存和过滤后，再导入排水管道，可以有效地减少工业污染物流入河道；在地面空旷处挖掘池塘，强降雨天气时，可储存一部分雨水，平时则可美化环境。

SUDS采取的是就近处置降雨径流的措施，通过增大地面渗透能力回补地下水，延缓汇流时间，减少暴雨径流量，来降低洪水发生频率，以减小下游城市排水管网的管径及泵站的规模，节省建设投资。SUDS旨在保护和改善水质，协调与环境的关系，并同时考虑当地居民的需求。在可能的条件下，鼓励地下水的自然回灌。而采取就近处理雨水流量的措施，能够从源头上控制目前、以及将来可能出现的洪水问题。它是从点源污染和面源污染多方着手，保护水资源。

由此可归纳出，SUDS遵循的三大原则是：①排水渠道多样化，避免了传统的排水管道成为唯一的排放口；②排水设施整合了过滤功能，可减少污染物排入河道；③尽可能地重复循环利用雨水等地表水。

SUDS同时也建议，已有的合流制和分流制排水系统需要继续完善和发展，但不需要大规模地将一种形式转换成另一种形式。具体操作时，采用什么排水系统是由具体地理条件和环境而决定的，有时需要将多种排水技术结合起来使用。至于到底采取什么方式，因地形和人口密度的不同而异。

3.城市可持续排水系统的前景

SDUS从源头上开始来控制和利用雨水，既可保证城市水系的自然水文循环，保持动植物自然生存环境的需要，在确保防洪安全的基础上，又能创造出丰富的自然水文环境，充分体现出水系的可持续理念。它在城市规划中的应用，将有利于可持续发展理念在城市建设中得以体现。但SUDS的应用还受到许多因素的制约，如法律法规、管理体制等的制约。

在国外，许多国家和地区都已经制订了一系列的有关雨水利用的法律法规，对雨水利用给予大力支持。例如一些发达国家在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用的设施，若无这些措施，政府将征收雨水排放费和设施费。但在我国目前却缺乏关于雨水收集的强制性法律规定。

根据我国的情况来看，应采取排水系统体制规划与源头及终端污染控制相结合的方式，来因地制宜地选择排水体制。有可能是保留并改造原有的较完善的合流制，也可能是采用新型的混合制或不完全分流制等，而且同时必须考虑投资效益。其中分流制耗资巨大，合流制改造为分流制影响范围大、耗时长，技术上又不足以有效地防止城市雨水径流对水体的持续污染。所以实施SUDS是我国经济社会可持续发展的必然要求，是解决水资源短缺、控制水污染的必然要求，是我国建设循环经济的基础。

推广实施SUDS是一项庞大的复杂的系统工程，也是一项长期的任务，需要法律法规、制度、行政、管理、教育、宣传、技术、财政等多方面的积极配合，针对目前的具体情况，建议今后应重点开展以下工作：

(1)制定出台与SUDS相关的法律法规，其中政府应该是推广实施该项工作的主要承担者，必须组建相应的管理部门并通过必要的立法和行政手段，贯彻实施SUDS的一系列策略。

(2)开展相关宣传教育工作，加强公众对SUDS理念的认识，让人们更多的了解国内排水系统的现状及存在的问题，进一步取得社会的理解和支持。

(3)建立与SUDS相应的示范工程，进行实例研究，积累经验，为实现更大规模的SUDS提供更好的借鉴。

(4)制定与SUDS相应的规划和设计标准，应以流域为单位制定全国性的SUDS规划，充分考虑现有供水系统、排水系统和防洪系统的现状，同时结合流域内工农业的用水需求和用水结构的现状等，制定详细的发展目标和思路。

参考文献：

[1]D. Sharma, TERI University, 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, UK, 2008

[2] Andy Graham, John Day, Bob Bray and Sally Mackenzie,

A guide for local authorities and developers Sustainable drainage systems,US,2012

[3]郝天文.城市建设对水系的影响及可持续城市排水系统的应用

[J].给水排水，2005，31(11):41-42.

[4]于立,单锦炎.西欧国家可持续性城市城市排水系统的应用

[J].国外城市规划,2004,19(3):51-52.