LID措施生命周期评价方法探析

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摘要：基于eBalance软件，运用生命周期评价（LCA）方法，对雨水花园与渗透铺装+渗透管/井系统等lid措施进行了建设施工、运行维护直至报废拆除全过程的生命周期评价。该生命周期评价模式不仅考虑了环境因素，而且考虑了技术和经济因素。

关键词：eBalance软件；LID措施；生命周期；环境影响；经济评估

1引言

生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）是一种对于某种产品、工艺或服务从最初的原材料开采、加工制造到最终处置全过程的资源和环境影响进行分析与评价的方法[1]。LCA自1963年首次提出以来，在国外已经逐渐发展成为政府和企业的主要环境管理工具，然而，LCA方法在我国的应用尚处于起步阶段。余建朋[2]、吉倩倩[3]、张琼华[4]等运用LCA技术，对城市污水处理厂施工建设、处理运行直至废弃拆除的生命周期全过程资源消耗、能量消耗和环境影响进行了识别和量化分析。目前，将LCA方法应用于绿色基础设施评价，国内尚未见文献报导。

城市雨水低影响开发（Low Impact Development，LID）理念创建于1990年，也称为绿色基础设施（Green Infrastructure，GI）。美国自1998年开始在工程实践中逐步研发LID的设计方法和技术措施。其基本原理是通过分散的、小规模的源头控制机制来达到对暴雨所产生的径流和污染物的控制，并综合采用入渗、过滤、蒸发和蓄流等多种方式来减少径流排水量，使开发后城市的水文功能尽可能的接近开发之前的状况[5]。常用的LID措施包括雨水花园、渗透铺装、渗透管/井系统、湿地、生物滞留池、雨水收集槽、绿色屋顶、植被过滤带、塘、洼地等。美国在实施了大量的LID工程之后，LID逐步走向规模化、产业化，提出了对已建LID设施生命周期的环境影响和成本-效益进行评价的新方向。

目前国际上生命周期评价软件多达数十种，如GaBi、SimaPro、eBalance、Boustead、CLEAN、EcoManager、EcoPack2000、KCL-ECO、LCAiT、LIMS、TEAM等。eBalance[6]是由我国亿科环境科技有限公司（IKE）研发、具有自主知识产权的通用LCA分析软件。软件提供中国以及世界范围的高质量数据库支持。

本文基于eBalance软件，将ISO 14040《生命周期评价-原则与框架》、ISO 14041《目的与范围的确定和清单分析》、ISO 14042《生命周期影响评价》和ISO 14043《生命周期影响解释》中规定的LCA方法学应用于雨水花园与渗透铺装+渗透管/井系统等LID措施，对措施从建设施工、运行维护直至报废拆除的全过程进行了生命周期评价方法的研究，在评价环境影响的同时，还考虑了措施的全过程生命周期成本、效益及二者之间的关系。

2LID措施全过程生命周期

LID措施从“摇篮”到“坟墓”的全过程生命周期可分为3个不同阶段：建设施工阶段（包括建设材料的开采、加工制造、运输）、运行维护阶段（对降雨径流的滞蓄、渗透和利用）和报废拆除阶段（回收利用、最终处置），如图1所示。

图1LID措施全过程生命周期流程

3LID措施LCA评价方法与结果

3.1评价目标

通过考察设定边界范围内的LID措施的环境负荷、技术性能和经济效益，从而确定主要的影响因子，进而对不同LID措施进行基于全过程生命周期的环境影响评价及成本-效益评估。

3.2范围界定

将LID措施建设施工阶段各种原材料的生产、运输、消耗及其引起的环境污染和因LID措施达到设计使用年限报废拆除而引起的环境影响均包含在讨论范围内。LID措施生命周期评价系统及边界见图2。

图2LID措施生命周期评价系统及边界

3.3确定系统的功能单位

本研究取汇流面积10000m2，其中建筑物占地约5000m2，绿化面积3000m2，铺装地面和道路面积约2000m2，开发前径流系数为φ=0.15，开发后综合径流系数为φ=0.6。设计重现期为P=2年，对应北京地区的降雨量为70.9mm。对应雨水花园的设计规模为734m2，面积比例为7.34%。渗透管/井系统采用7座Ф800×H1400的PE材质的渗透井和180m长的De200×30的PE材质的渗透雨水管，另外2000m2的道路与硬化铺装全部做透水混凝土铺装。北京市平均年降雨量为596mm[7]，则应用LID措施后每年可滞蓄、渗透的雨水量为5960m3。雨水花园结构示意如图3所示[8]。渗透铺装结构示意如图4所示[9]。渗透管/井系统结构示意如图5所示。