发展经济学论文：LID技术在小城镇发展中的应用实例研究

摘要
　　
　　当今我国城镇化进程已进入以提高质量为主的转型时期，小城镇作为连接城市和农村的桥梁和纽带，在城镇化进程中起着重要的调控作用。然而，随着小城镇建设的发展，盲目追求经济利益，一味扩大城市发展规模，小城镇特色慢慢消失缩退，生态环境承载力逐渐下降，尤其是水资源环境承载力面临严重威胁，主要包括水资源短缺、水环境污染、洪涝灾害严重等。所以，小城镇生态环境问题警示我们必须重新定位小城镇发展目标，以新的规划理念进行城镇建设，进而实现发展与自然和谐共生。
　　
　　低影响开发理念本源于城市建设过程水资源的开发利用概念，最早强调的是城市建设过程的雨洪管理技术。该技术于上世纪 90 年代在美国马里兰州开始实施，现今已被纳入美国生态城市评价体系及绿色评价标准。
　　
　　站在城市发展建设的角度，对低影响开发理念进行了适当扩展，把低影响开发作为理性增长的概念进行了运用，由此形成了狭义和广义两个层次的低影响开发理念。
　　
　　首先从我国小城镇建设过程中产生的生态环境问题出发，给出了狭义的低影响开发技术概念，即在解决城镇水资源及环境问题方面的应用。通过分析LID的技术措施及技术体系特点，本文提出了在小城镇建设中LID技术的实施路线，重点阐述了LID控制目标的选择及实施。此外，通过案例，分析了LID技术措施在小城镇建筑与小区、道路、绿地及广场中的组合及应用，并对LID设施规模及控制指标进行量化研究。
　　
　　此外，借鉴狭义低影响开发概念，从广义角度对低影响开发技术进行了应用。在现代社会，所有的城乡建设活动，都存在低影响开发问题。广义的低影响开发必须体现城乡规划建设对居民生产生活多方面的影响，不仅包括对城乡水资源及环境的影响，还应该包括对自然生态环境的影响，对居民生产生活的影响，对城乡历史文化发展的影响等。
　　
　　综合分析研究表明，低影响开发技术与小城镇建设相结合，为解决小城镇建设发展过程中产生的自然生态环境问题提供了新思路。同时，作为一种新的规划理念，低影响开发对实现特色小城镇发展目标，促进小城镇的可持续发展及人性化发展具有重要实践价值。
　　
　　关键词：小城镇，低影响开发，可持续发展，生态环境
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第五章 LID 技术在小城镇发展中的应用实例研究
　　
　　5.1 LID 技术在小城镇居住建筑与小区的应用
　　
　　5.1.1 项目概况
　　
　　一号社区位于关中地区某县的壹号产业开发区内，该地区属于渭河流域平原北温带大陆性季风性气候，日照充足，唯雨量偏少，平均气温 13.2 度，降雨量 541.7 毫米，蒸发量 1608.7 毫米，日照 2282.4 小时，水资源贫乏。一号社区场地地形北高南低，北临壹号大道，南临壹号生态湿地游览区，西为某省道公路，东为高新产业片区。该社区居住人口 14342 人，居住户数 4482 户，总用地面积 41hm2,住宅用地占 12.3 hm2,道路用地 4.92 hm2,绿地面积 15.58 hm2,人行道及广场用地 8.2 hm2.该社区主要为多层及中高层建筑，平均 7.5 层，总建筑面积 55.76 hm2,住宅建筑面积 45.94 hm2,建筑密度为 30%,绿地率为 38%,容积率为 1.36.社区景观水体面积为 1500 m2,平均水深 0.6m,停车位 2536 辆。社区总平面图见 5.1.
　　
　　5.1.2 基于 LID 技术的社区改造
　　
　　一号社区作为壹号开发区的生态示范小区，其规划设计充分利用基地的自然条件和资源，通过疏密有序的植物穿插组成绿色景观长廊，独具匠心的流水布局，形成动态景观轴线。在满足住宅功能分区的前提下，该社区以接近自然、融入自然的理念创造出优美的景观格局，呈现出静谧、温馨的现代园林式人居环境。然而，尽管该社区被作为“壹号生态示范小区”进行规划，其环境优美，绿色景观及人性化设计到处可见，但从低影响开发的角度考虑，一号社区在规划建设上还需改进，其规划问题分析如下：
　　
　　（1）社区建筑
　　
　　通过图 5.2 可见一号社区建筑屋顶形式均为普通屋面，其绿化率为零。屋面雨水通过雨水管排到地面及排水管道内，这种排放方式不但造成了雨水的大量浪费，同时雨水降落到屋顶会产生大量的径流污染。所以，LID 技术改造的控制目标即为降低径流总量及径流污染，然后对建筑屋顶进行绿色屋顶改造，使屋顶绿化率控制在 45%左右，然后在建筑物周边设置雨水花园，同时在雨水管下端安装蓄水池收集屋面雨水径流。这样，降落到屋面的雨水首先通过绿色屋顶降低径流污染及径流总量，然后溢流的径流通过雨水管排放到建筑物四周的雨水花园内，通过雨水花园的滞留及下渗起到补充地下水及消减径流峰值的作用。
　　
　　（2）社区道路
　　
　　通过一号社区道路示意图 5.3 可得该社区的道路均为不透水地面，道路两边的绿化带均高于道路。雨水降落到地面后，雨水径流直接排入道路雨水管网，给市政管网造成巨大压力，当雨水量较大时，社区内会大量积水，水资源大量浪费。利用 LID 技术改造其控制目标为降低径流峰值。所以，在满足道路交通基本功能的前提下，将不透水路面改成透水路面，透水铺装率控制在 20%,从源头降低径流系数，消减径流峰值。同时，在道路四周设置下沉式绿地，使路面径流分散到道路两旁绿地，不仅可消减径流峰值，同时可将雨水用于景观灌溉，提高水资源利用率。
　　
　　（3）社区绿化
　　
　　一号社区作为卤阳湖产业开发区生态示范小区，其绿地率为 38%,绿化面积较大，环境优美，其绿色景观格局为居住者提供了舒适的休闲空间。但站在 LID的角度分析，该社区的绿化景观大多高于道路及人行道，且雨水消减方式单一（见图 5.4）。所以，通过 LID 改造，该社区的绿化景观格局应与雨洪管理设施相结合。将绿地作为雨洪管理的终端环节，首先以下沉式绿地的形式将其地面标高低于道路及人行道，同时将绿地与雨水湿地、雨水调蓄池相结合，在雨水收集的终端起到净化雨水、补充地下水及景观回用的功能。
　　
　　（4）景观水体
　　
　　一号社区水体景观面积达 15002m ,喷泉、静态水景、流水曲径为整个社区的环境增加了灵性及色彩，为居住者提供了一个舒适、安静、自然的场所，体现了人与自然的和谐统一。然而，站在 LID 的角度，水体瀑布及喷泉的使用却浪费了大量的水资源。
　　
　　作为水资源贫乏地区，社区景观布置要与水资源循环利用相结合。通过 LID技术改造，将水体景观在作为调蓄池使用，并与绿色屋顶、雨水花园、下凹式绿地、透水铺装结合。
　　
　　景观水体作为多功能调蓄池，与绿色屋顶、雨水花园、下凹式绿地、透水铺装结合的使用过程为：降落到屋面及地面的雨水首先通过绿色屋顶、透水铺装消减径流峰值、降低径流污染，然后依靠雨水管或地面坡度排放到雨水花园或下沉式绿地空间内再次降低径流总量及径流污染，通过这些设施的分散处理，最后多余径流进入多功能景观调蓄池，进行雨水收集回用及景观调蓄、景观下渗及蒸发。其流程图见 5.6 图。
　　
　　5.1.3 LID 效应分析
　　
　　（1）改造前后径流系数对比分析
　　
　　根据上文 LID 技术措施在一号社区的应用，并结合 4.4.2 节中径流系数表，可得对应于一号社区的 LID 技术控制目标及径流系数，具体包括改造前后的面积及径流系数值（见表 5.1）。
　　 　　
　　
　　（3）水量平衡分析
　　
　　结合一号社区所在区域环境及水质水量分析，该社区以年收集雨水及建筑可利用中水作为非传统水源，经过分散设施处理后用于小区绿化灌溉、道路浇洒、车辆冲洗。
　　
　　同时由于该社区景观水体为调蓄设施使用，故非传统水源还要用于景观调蓄、景观下渗及景观蒸发。
　　
　　1）年平均可收集雨水径流量可按公式（4.2）计算， a =0 .85, b  =0 .87.具体计算过程见表 5.3.
　　
　　根据《建筑与小区雨水利用工程技术规范》规定，可回用雨水量一般取雨水收集量的 90%至 95%[54],本文按 90%计算，可得回用雨水量为：
　　 　　
　　2）建筑可利用中水
　　
　　根据关中地区某县的用水指标及用水量，该县市政给水总量按人均综合用水量180 升/人 × 日计算。其中，可利用建筑中水按 30%计，不可利用建筑污水为 60%,消耗损失按 10%考虑。具体计算见下表 5.4.
　　综上所述，景观水体多功能调蓄池作为雨水调节池使用，不仅可将雨水和中水循环使用，提高其利用率，节约水资源，还节省了雨水调节池的建造资金。同时，景观水体利用中水及雨水更新调蓄还可净化景观水体水质。溢流的水体可排入壹号生态湿地公园。
　　
　　5.2 LID 技术在小城镇道路建设规划中的应用
　　
　　5.2.1 项目概况
　　
　　壹号大道是关中地区某县壹号产业开发区的主干道，东西走向，南为壹号生态湿地公园，道路全长 3km,宽度为 34m,包括机动车道 8m,非机动车道 3m,步行道 2m,机动车道与非机动车道之间的绿化为 4m,不含道路两侧 5.5m 宽的绿地。
　　
　　5.2.2 低影响开发雨水系统设计目标
　　
　　道路实现年径流总量控制率大于8 5%（ 设计降雨量大于2 7.0 ），可实现5 年一遇重现期下道路雨水进调蓄后安全排放。
　　
　　5.2.3 低影响开发雨水系统设计方案
　　
　　由于壹号大道西侧路段道路两侧无建设项目，没有市政管网通过，所以在低影响雨水系统方案设计时，不考虑与市政管网的对接，仅靠 LID 技术的组合设施调蓄道路雨水径流。其道路横断面设计如图 5.7 所示。 　　
　　根据单位面积控制容积要求和道路横断面设计方案，该项目可在机动车道和非机动车道之间设置雨水花园，种植苗木选用香樟、银杏和垂柳等当地植物。
　　
　　5.2.4 综合效益
　　
　　（1）该项目通过利用雨水花园、植草沟等低影响开发设施进行道路雨水调蓄、净化，完成年径流总量控制率大于 85%（对应的设计降雨量大于 27.0mm）的控制目标，实现道路排水综合设计重现期 5 年一遇的安全排放。
　　
　　（2）该项目采用雨水花园、植草沟等低影响设施调蓄净化雨水，消减年径流污染，降低因径流污染而带来的小城镇水环境污染发生的概率。
　　
　　5.3 小城镇特色的低影响开发应用
　　
　　关中地区某县关要镇历史悠久，上世纪九十年代因城乡建设、产业发展，被授予“中国乡镇之星”、“中西部乡镇企业合作示范区”和“国家小城镇假设试点镇”.同时，关要镇在城镇建设及产业发展上具有优秀文化底蕴。随着国家新型城镇化的进程，必须对小城镇特色进行低影响开发建设，必须依托小城镇自身内涵，充分挖掘产业特色，使其成为城镇发展的内在优势，彰显自身发展特色。
　　
　　5.3.1 关要镇生态特色 SWOT 分析
　　
　　（1）优势
　　
　　关要镇具有良好的资源优势，集中体现为生态文化----壹号湿地，工艺文化----土布制作加工与烟火制作加工。其次为交通优势，关要镇西禹高速出入口、延至、西伸高速铁路纵横交错，要南、要北公路纵贯东西南北，并与着名景区临近，东接壹号核心景区，北靠某遗址保护区。
　　
　　（2）劣势
　　
　　第一，缺乏核心资源，人文资源类型少，缺乏文化特色。其次，旅游开发力度不足，旅游品牌度低。第三，基础设施薄弱，旅游投入不足。
　　
　　（3）机遇
　　
　　壹号开发区的建设为关要镇的旅游开发注入新的活力，通过壹号景区的打造，形成关要镇核心旅游资源，通过镇内旅游资源的树立和整合，必将形成关中地区旅游重点节点。
　　
　　（4）挑战
　　
　　关要镇旅游发展的挑战在两个方面，壹号景区作为关要镇核心景区，一方面面临同类景区的挑战，另一方面由于关要镇服务产业基础薄弱，基础服务系统的支撑成为另一挑战。
　　
　　5.3.2 特色小城镇建设发展目标
　　
　　以壹号湿地保护开发为基调，着力发展休闲度假旅游；以壹号湿地为核心吸引资源，结合土布加工、民俗风情、农田景观、农事体验与农业科普进行度假观光体验产品的开发；打造湿地保护开发、民俗风情、农田景观、农业科普为一体的田园休闲度假名镇。其社会和文化目标即提高壹号景区知名度，增强传统教育力度，增强人民的荣誉感，提高居民素质，创造就业机会。其生态目标即强调农业和自然生态环境的保护，使用各种生态产品，开发生态能源，建造生态人居，使壹号产业开发区成为生态系统完整、平衡、有序的生态体系，以此创造一个人口、资源、环境和谐统一，共同发展的生态环境地区。
　　
　　5.3.3 特色小城镇空间布局
　　
　　根据关要镇旅游资源的分布和特点，考虑将资源与游览空间有效结合，以壹号湿地为核心吸引资源，结合丰富的农业资源，进行镇域深度观光体验产品的开发，形成“以点促线，串联发展”的空间布局。“点”即壹号生态湿地观光、奶牛循环养殖观光体验园、传统土布工艺展示园、美丽乡村郊野公园观光园、短链有机农业科普体验园、有机果蔬采摘园；通过连接重要节点，形成关要镇休闲旅游观光轴。
　　
　　5.4 小结
　　
　　本章结合案例，将 LID 技术应用于小城镇居住建筑与小区及小城镇道路中。通过对案例背景分析，明确低影响开发控制目标，并在此基础上选择 LID 技术设施，确定 LID 技术改造方案。并对比分析改造前后的径流系数、雨水外排量，水量平衡等，表明 LID 在小城镇建设中具有良好的实施效果。
　　
　　此外，本章利用 LID 技术的广义含义对关要镇进行低影响开发改造，通过 SWOT分析，提出特色小城镇发展目标，给出了特色小城镇空间布局。

结论与展望
　　
　　结论
　　
　　我国小城镇建设在城镇化进程中面临基础设施重复建设、交通阻塞、资源浪费、环境污染等问题。本文重点分析了小城镇发展现状，尤其是土地资源浪费、水资源短缺、水环境污染严重及雨洪内涝等问题日益突出。根据国家新型城镇化发展要求。本文从理性增长的角度，提出了应用低影响开发技术解决我国小城镇生态环境问题这一新的规划理念。本文通过论述 LID 的内涵、控制目标、应用原则及技术措施，分析了LID 的技术体系的特征及综合效益，并将该技术应用于小城镇建设，提出了该技术在小城镇建设应用的技术路线、控制目标的选择、实施及 LID 设施的组合应用，表明LID 技术与传统雨水系统相比更能模拟自然水文特征，更能解决小城镇生态环境问题。
　　
　　通过研究，得出如下结论：
　　
　　（1）LID 是一种新的小城镇发展技术，该技术通过绿色屋顶、雨水花园、下沉式绿地、植草沟、雨水湿地等技术措施，从源头到终端全过程应用下渗、储蓄、调节等方式降低雨水径流峰值，延长径流时长，降低径流污染，以开放式的排水方式保证开发前后的水量平衡，实现自然的水文特征。
　　
　　（2）在小城镇建设中，应结合城镇总体规划，应用低影响开发技术，并统筹协调小城镇专项规划，如绿地系统规划、排水系统规划等，以建筑与小区、道路、绿地与广场等基本功能规划为基础，综合考虑多项技术措施，实现LID控制目标与指标要求。
　　
　　（3）LID 控制目标的选择应根据开发区域的水文貌特征、土地布局及生态环境特点确定，然后通过确定相关指标如绿地率、水域面积率及径流系数、单位面积控制容积等，优化组合 LID 技术措施。
　　
　　（4）本文模拟利用 LID 技术，设想对关中地区某县一号社区及壹号大道进行改造。通过对比分析改造前后的径流系数、雨水外排量，水量平衡等，表明 LID 技术在解决小城镇可持续发展问题方面具有良好的实施效果。
　　
　　（5）关要镇特色城镇规划建设案例表明，运用广义 LID 技术对小城镇开发建设项目进行低影响开发改造，对优化特色小城镇空间规划布局，实现特色小城镇发展目标，具有重要理论和实践价值。
　　
　　展望
　　
　　本文通过分析低影响开发技术措施及特点，并在小城镇建筑与小区、道路、绿化广场方面的进行实施，包括控制目标、控制指标的选择及 LID 技术设施规模的计算及应用，为小城镇的规划管理及生态建设提出了新理念。但由于研究周期及作者研究水平的限制，本文对低影响开发技术并未做到全面的阐述，还有很多方面需进一步分析完善，主要体现在：
　　
　　（1）低影响开发技术应用不但在小城镇建设中适用，更适用于大中小城市新建住区、城中村改造及新区规划。其内涵并不局限于雨洪管理上的定义，还可以是广义的低影响开发，即城镇化建设对居住者的生活、居住环境的低影响；对区域特色、产业结构、城镇文化内涵的低影响；对城镇规划、区域发展及社会发展的低影响等。低影响开发技术体系的实施也不仅仅局限于城镇道路、城镇建筑与小区、城镇绿地、广场中，应贯彻城镇总体规划、分项规划及详细规划之中。由于篇幅有限，本文仅对广义低影响开发的含义、低影响开发技术体系在城镇总体规划及专项规划中的应用只是给予简单的研究，所以，LID 技术的广义内涵、应用范围及技术体系路线的贯彻实施都还需进一步研究及扩展。
　　
　　（2）由于时间、篇幅及本人能力有限，本文没有对 LID 技术设施的施工与验收、运行维护及实施评估进行研究。
　　
　　（3）LID 的控制目标及其具体实施效果应通过跟踪工程建设实例确定，由于具体条件限制，目前无法真正实现。后续研究需要在跟踪实例的基础上，通过技术经济分析及成本效益方面深入研究，对 LID 的技术效果进行跟踪检测，以确定其控制目标的真正价值。