水源涵养型城市生态下垫面构建技术研究
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前言

城市是人口集聚形成的较大居民点,是人类文明的主要组成部分,也是伴随人类文明与进步发展起来的。随着我国城市化进程的加快,城市数量和规模不断扩大,使下垫面状况发生很大改变,“降雨—径流—蒸发”的关系发生显著变化,不仅使当地的水源得不到涵养,还易引发局地沥涝、洪水和环境污染,造成人民生命财产等的严重损失。目前的这种城市下垫面格局不利于城市水资源的良性循环,不利于城市水环境的自然改善,使城市成为了一个生态相对脆弱的区域。

为了改善城市水文状况、调节区域水分循环、减轻城市化进程中的种种生态环境问题,在水利部公益性行业专项的资助下,由北京市水科学技术研究院牵头,联合北京市市政工程设计研究总院、北京中水新华国际工程咨询有限公司、清华大学共同开展了“水源涵养型城市生态下垫面构建技术集成与示范”项目的研究。项目针对构成城市下垫面的植被、建筑物、铺装地面、道路、排水系统等主要因素,通过深入试验,对水源涵养型城市植被配置技术、城市建筑屋面构建技术、城市铺装地面建设技术、城市排水系统构建技术,以及城市机动车道雨水清洁排放与利用技术、城市立交桥区雨水利用与积水防控技术等进行了研究与示范。项目构建了屋面—绿地—硬化地面—排水管网—河网水系五位一体控制和利用雨洪、削减面源污染、增加入渗涵养水源的技术体系;选出耐旱植物品种和耐盐抗污地被植物,建立了水源涵养型城市植被配置技术;建立了水源涵养型透水铺装技术体系;探索开发了北方城市屋顶雨养绿化技术;提出了环保型雨水口、透水性硬路肩、路边生物滞留槽净化道路雨水技术,创建了城市机动车道雨水处理利用与清洁排放技术体系;提出了立交桥区雨水收集、储存、净化、利用技术,建立了雨水渗、蓄、排、用、调相结合的积水防控技术体系;从小区排水系统、市政雨水管网、城市河湖水系三个层面,建立了渗、蓄、用、滞、调、排相结合的水源涵养型城市排水技术体系。

本书是以“水源涵养型城市生态下垫面构建技术集成与示范”项目的成果为基础编写的,全书共分8章。第1章为绪论,主要介绍了研究背景与意义、国内外研究现状与进展、研究内容与技术路线等。第2章为水源涵养型城市植被配置技术,主要研究了抗旱节水型园林乔木、灌木和地被植物的筛选,及其搭配模式,研究了耐盐抗污型植被的筛选及其搭配模式,并分析了不同植被系统的水源涵养效益。第3章为水源涵养型城市建筑屋面构建技术,主要研究了水源涵养屋面的基本形式、绿化屋顶的径流与蒸散发规律及其定量计算模型,分析了水源涵养型屋顶的适用性。第4章为水源涵养型城市铺装地面建设技术,研究了材料特性对透水铺装入渗能力的影响、透水与不透水立体组合铺装的径流控制技术、透水铺装的增渗措施、透水铺装对地下水补给效果、透水铺装的设计与施工工艺等。第5章为城市机动车道雨水清洁排放与利用技术,主要通过调研和监测机动车道径流水质特性,研究道路初期径流确定的量化方法,研究环保型雨水口拦截与净化雨水技术、路边生物渗滤沟净化道路雨水技术、透水型硬路肩收集净化雨水技术。第6章为城市立交桥区雨水利用与积水防控技术,主要研究了立交桥雨水径流水量与水质特性、立交桥雨水处理技术、雨水收集储存与综合利用技术,通过分析积水原因,提出了立交桥积水防控的方案。第7章为水源涵养型城市排水系统构建技术,研究了城市小区雨水下渗涵养水源技术、市政管线雨水综合利用技术、湿地净化入河雨水技术,以及基于模拟优化调度的水源涵养型城市河湖构建技术。第8章为水源涵养型城市生态下垫面构建技术示范应用,主要介绍了水源涵养型城市植被示范区、水源涵养型城市屋顶示范区、城市机动车道雨水清洁排放与利用示范区、立交桥雨水利用与积水防控示范区和水源涵养型城市排水示范工程。

本书是全体研究人员辛勤劳动的结晶,全书由陈建刚、张书函负责统稿,李其军审定。全书主要著者及分工如下:第一章 李其军、王理许、陈建刚、张书函;第二章 史晓明、陈建刚、朱庆平、张书函、欧阳晓红、李灵军、黄利群、赖娜娜、杨珏、吴晓猛;第三章 倪广恒、李其军、唐莉华、王理许、陈建刚、张思聪、张书函、武晓峰、丛振涛、孙挺、吕华芳;第四章 李其军、陈建刚、张书函、赵飞、孟莹莹、尤洋、苏东彬、王海潮、孔刚、龚应安、潘艳艳;第五章 李其军、张书函、陈建刚、孟莹莹、尤洋、苏东彬、王海潮、赵飞、孔刚、龚应安、潘艳艳;第六章 李艺、王理许、方先金、张书函、邵辉煌、陈建刚、杨京生、蒋志华、汪妍、王子援;第七章 陈建刚、张书函、龚应安、王海潮 孔刚、苏东彬、尤洋;第八章 李其军、陈建刚、张书函、李灵军、黄利群、方先金、邵辉煌、倪广恒、唐莉华、孟莹莹、孔刚、赖娜娜、龚应安、杨珏、吴晓猛。

除上述参编人员以外,先后参加项目研究与管理的人员还有:王建慧、来海亮、陈暘、范春芳、张敬良、刘茂峰、袁晓清、周兴、姚本智、孙文、梁小田、胡志红、吕志成、吴皓、刘雷斌、王瑶瑶、李旭、战伟庆、郭富庆、牛鸿雁、詹红丽、闫丽娟、胡东燕等同志。本书也包含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,水平有限,文中欠妥或谬误之处敬请读者批评指正。

编者

2013年10月