程帅
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摘要：现阶段国内也进入了海绵城市建设的热潮。海绵城市的核心在于雨水资源的回收利用，而雨水的收集和快速下渗过程中是否会对城市地下水造成负面影响值得探讨。
关键词：海绵城市；雨水入渗；地下水
引言
进入新世纪的二十年来，随着我国城镇化规模的也在不断扩大，城市建设中出现的水问题也随之凸显，城市水系统的变革显得尤为重要。在此背景下，海绵城市的相关理念应运而生，经过实践证明，海绵城市的建设能够较地好缓解我国城市发展过程中所出现的的一系列水问题。
1海绵城市的提出及其理论基础
海绵城市，顾名思义，即将城市比喻成一块海绵，在多雨时期可以将一定量的雨水收集起来，在贫雨时期又可以将储存的雨水释放并加以利用，有机地将城市水系统与自然环境相结合，使城市在面对各式各样的环境变化以及各类自然灾害时具有良好的“弹性”。我国传统意义上的排水机制较为单一，主要采用的是管道排水的方式，以控制水量、排放水流为主导；作为转变城市传统建设理念的重要举措，海绵城市建设则是站在城市全局发展的角度处理城市水问题，在维持原有生态系统的条件下，实现整个城市水系统的良性循环。通过海绵城市建设，可以统筹解决当前城市建设和发展过程中所面临的许多水问题，包括城市的雨洪内涝灾害、水资源短缺以及水生态环境破坏等多重问题，其功能及作用已经远远超过了我国传统意义上的排水模式所能带来的收益。
2海绵城市建设对地下水影响研究现状
2.1海绵城市建设对地下水水质影响的研究
海绵城市的建设一方面加大了地表水的入渗，另一方面水体在入渗的同时也会携带地面的污染物进入地下。传统城市中雨水的入渗及再生水的回灌都会对地下水的水质产生影响，其有可能会对地下水的水质造成影响的主要有氮、磷、有机物、重金属等，。海绵城市的雨水集中系统设施可以对雨水的净化起到重要作用，在经过绿地屋顶、植草沟、雨水花园、人工土壤渗滤等措施是能够在自然条件下对雨水起到净化作用，但是依旧有局限性可能会对地下水的水质造成影响。Nieber等分析雨水回收利用系统的集中入渗措施，认为径流的集中入渗可能会导致金属和石油烃进入地下水。Trowsdale等通过实地监测生物滞留系统得出大部分锌、铅和总悬浮沉积物从流经生物滞留系统的雨水中去除，TDS和总锌浓度降低了几个数量级。Tedoldi等对SUDS系统的土壤进行取样分析并通过建模去模拟污染物的迁移过程，认为SUDS具有良好的污染物控制潜力，但在复杂条件下具有不确定性。
2.2海绵城市建设对地下水水位影响的研究
海绵城市的建设使得雨水的入渗方式，地表径流峰值峰量及排泄方式发生了变化，从而引起地下水的水位、水质动态变化。Appleyard等（1993）对珀斯市区的3个雨水渗透调节池的地下水位和水质动态变化进行监测，雨水渗滤几分钟后地下水位上升。BOISSON等（2014）研究得出土壤非饱和带的蓄水效果延迟了入渗补给过程，地下水的最终补给量受到非饱和带可存储水量的限制。
3海绵城市建设对地下水的风险分析
海绵城市建设的重点就是雨水资源的利用，通过充分利用雨水资源，可以达到维持地下水源的平衡和城市水资源的自然循环，解决城市的水资源匮乏危机，并且通过把雨水进行资源化利用还能有效防治城市洪涝灾害的发生。雨水资源的回收再利用综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”，以减少城市建设对生态环境造成的影响，达到建设海绵城市解决城市水环境问题的目的。“渗、滞、蓄”代表的是海绵体的吸纳功能，通过其相应的LID设施来收集雨水、调控地表径流并补给地下水。“净、用、排”体现的是海绵体的利用功能，改善城市水资源的污染、有效科学的排放水体并减少雨水利用对地下水水质的负面影响。
海绵城市中雨水资源的回收利用措施会对地下水造成一定的影响，前文提出国内外的学者对此已经有了一定的研究成果，Appleyard、BOISSON、杜新强、郭超和赵苗苗等的研究指出海绵城市的LID建设对地下水资源具有良好的补给效果；Dietz、Tedoldi、Nieber、Trowsdale、贾忠华、郭超等通过实地监测数据和实验得出LID设施的雨水集中入渗对地下水中的氮、磷浓度影响较小，生物滞留系统能够去除雨水中的大部分污染物，但径流中的盐分、金属、石油烃可能会对地下水的水质造成影响。本文通过参考前人实地监测数据及实验研究结论，综合考虑低影响开发（LID）设施与地下水之间的水力联系，设施本身工程设计与地表、土壤的接触关系，从地下水水位和水质的动态变化为出发点，对各个典型代表设施对地下水的影响程度做了分级，根据影响程度不同大致分为大、中、小3个级别。
4海绵城市中的低影响开发设施
4.1下沉式绿地
下沉式绿地有广义和狭义之分，狭义的下沉式绿地一般下凹深度为100~200mm，同时设置溢流口防止暴雨时期形成内涝；广义的下沉式绿地即具有一定调蓄能力和净化雨水能力的绿地。在选择下沉式绿地中种植的植物时，最好选择根系根系较为发达且在短时间内具有一定抗水淹能力的植物。
4.2雨水花园
雨水花园作为生物滞留设施中一种较为典型的雨水设施，其主要依靠土壤、植物以及微生物系统来蓄渗和净化雨水。其主要适建于城市内小区、道路及停车场的周边绿地。在雨水短缺的时期，雨水花园是较为干燥的，种植植物时最好可以选择一些灌木类植物，耐水的同时又十分耐旱。
4.3植草沟
植草沟即指在地表沟渠中种植适当的植被，当雨水流经时，可以起到收集净化以及输送的功能，因为考虑到沟渠中的植物要长期遭受雨水的冲刷，所以可以尽可能的选择种植一些根系发达的低矮植物，过高的植物在雨水不断的冲刷下可能会出现倒伏状况。
4.4自然排水设施
海绵城市建设中，常将传统单一功能的灰色排水设施建设方式进行改进，运用生态、景观等设计方法将排水设施的建设和地块空间设计或者绿色生态设施建设紧密结合，建设自然排水设施，如在阶梯和街道两侧边缘建设排水沟槽、坡道排水绿道或者设计旱溪景观等，从而将海绵城市的理念自然地融入建筑和景观的设计建设中。
结语
现有研究认为，海绵城市的LID设施对城市的地下水具有补给效应但由于土壤非饱和带的存在会存在滞后现象，而由于国内海绵城市的建设并不完善，城市内部的LID设施大都是点状分布因此对地下水的补给只对局部区域的地下水具有明显效果。此外研究表明土壤能够对下渗的雨水进行净化并通过人工处理可以去除大部分污染物，雨水资源的再利用补给地下水并未发现对地下水的水质造成不利的影响，但是也没有证据能够表明仅靠土壤的生态净化能够确保地下水的水质不受雨水回收利用集中入渗的影响。
参考文献
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