前言
随着城市化进程的加快,城市中硬化面积不断增加,排水更加快捷,径流对降雨的响应更加敏感,城市地表产流时间和径流消退时间更快,导致城市内涝风险加剧,特别以低洼地区及道路立交桥区出现内涝情况尤为频繁。此外,城市降雨径流污染带来的水体水质恶化问题也日益突出,其中道路径流污染已成为城市地表径流污染的主要来源。目前,城市雨水径流问题已经得到广泛的重视,对待城市雨水的观念也从传统的“直接排放”“排用结合”提升至“系统管理”层面。随着财政部、住房和城乡建设部、水利部两批共30个海绵城市试点建设的推进,海绵城市必将成为中国新型城镇化发展的方向。
城市道路作为城市径流污染和内涝产生的源头之一,是解决径流污染和内涝问题的第一环节,也是最关键环节。从源头预防潜在积水及污染的产生,尽可能减少径流、积水及污染物的产生和迁移,对于径流污染和内涝防控具有“防患于未然”的效用。将城市道路排水与雨洪控制和利用密切结合,使得城市道路在一定标准下产生的雨水径流能够通过雨水生态处置措施进行处理后排放,超过处理标准的雨水径流再通过传统的雨水排水系统排放。这可大大减少常规降雨事件中雨水径流的排放,促进雨水资源的利用和面源污染物的消减。这种理念的推广应用,将有助于解决我国城市道路快速建设中亟待解决的重大问题,对于城市道路生态系统功能的恢复重建、城市水资源的节约利用、城市水环境的改善等具有重要意义。
针对目前城市道路雨水直排所带来的面源污染、滞涝风险、水资源流失等问题,在国家自然科学基金项目“城市道路雨水生物滞留净化排放原理与技术研究”的支持下,北京市水科学技术研究院系统研究了基于生物滞留的道路雨水生态排放技术。在北京的气候、土壤、道路、交通条件和道路雨水水量、水质特性的基础上,提出生物滞留技术的规模确定方法、植物品种选择方法、填料类型选配方法、集排水方式选型方法、结构形式构建方法,为生物滞留系统建立科学实用的设计方法体系,形成适合我国北方城市特点的城市道路雨水生态排放技术。为该技术在国内的推广应用、相关标准和政策的制定、城市道路排水系统设计理念的更新以及安全、生态、健康的城市排水体系的构建提供理论基础与技术支持。
全书主要分为7章。第1章为绪论,介绍研究背景、国内外研究现状、研究内容与技术路线等基本情况;第2章为道路径流水量水质特性,介绍通过试验监测所得的道路径流水量、水质特性;第3章为生物滞留设施适宜植物筛选,通过专家咨询法筛选生物滞留设施适用植物的评价指标,提出评价指标的分级量化标准及权重,建立植物评价的层次结构模型,对适宜于生物滞留槽的植物进行筛选;第4章为生物滞留系统填料选配,采用层次分析法建立了填料基质的评价模型,研究了单种填料和组合填料的水分特性,筛选出了适宜的生物滞留槽组合填料;第5章为道路生物滞留系统的降雨径流规律,基于大量试验,研究了生物滞留设施的入渗性能、径流调控排放效果及水质净化效果;第6章为道路生物滞留系统的数值模拟,建立了生物滞留设施的水文模拟模型,研究了影响径流调控效果的多种因素;第7章为生物滞留系统设计方法,从断面、进水、排水、规模、结构方面系统介绍了生物滞留设施设计方法。
本书是参与国家自然科学基金项目“城市道路雨水生物滞留净化排放原理与技术研究”全体科研人员辛勤劳动的结晶,全书由张书函、孟莹莹、陈建刚负责统稿,张书函审定,全书主要著者及分工如下。
第1章:张书函、孟莹莹、陈建刚、李其军、刘洪禄、李永坤、来海亮。
第2章:张书函、孟莹莹、陈建刚、赵飞、龚应安、来海亮、尤洋、孔刚、苏东彬。
第3章:张书函、孟莹莹、陈建刚、刘洪禄、高晓丽、龚应安、潘姣、焦阳。
第4章:张书函、孟莹莹、陈建刚、李其军、刘洪禄、赵飞、高晓丽、邸苏闯。
第5章:孟莹莹、张书函、陈建刚、潘兴瑶、龚应安、高晓丽、殷瑞雪、李永坤。
第6章:孟莹莹、张书函、李其军、李永坤、潘兴瑶、邸苏闯、殷瑞雪。
第7章:孟莹莹、张书函、刘洪禄、潘兴瑶、李永坤、殷瑞雪、潘姣。
除上述参编人员外,参加项目研究与管理的人员还有张钟景、王建慧、范春芳、陈楠、郑凡东、郭凤、宋颋、胡爱兵、桑非凡、李坤娜等,本书也包含了上述同志的工作成果。另外,本书还参考了其他单位及个人的研究成果,均已在参考文献中列出,在此一并表示诚挚的感谢。
由于时间仓促,作者水平有限,书中欠妥或谬误之处敬请读者批评指正。
作者
2017年5月