海綿城市建設(shè)背景下的城市內(nèi)澇防治探索
——以鎮(zhèn)江市為例

文·圖 ◎ 趙江

海綿城市建設(shè)背景下的城市內(nèi)澇防治探索
——以鎮(zhèn)江市為例

文·圖 ◎ 趙江

近年來各地內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，“城市觀?！逼嬗^層出不窮，影響了城市的正常運(yùn)行，城市洪澇災(zāi)害防治成為城市建設(shè)的重要任務(wù)。分析內(nèi)澇成因，除了管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏低外，“全球氣候變暖帶來的極端天氣增加”往往被認(rèn)為是災(zāi)害產(chǎn)生的重要原因。分析鎮(zhèn)江市的氣象資料研究發(fā)現(xiàn)，近10年降雨強(qiáng)度并沒有顯著增加，持續(xù)推進(jìn)的城市易澇點(diǎn)整治已經(jīng)逐步改善了老舊城區(qū)的排水條件。但是隨著城區(qū)擴(kuò)張，又產(chǎn)生了新的內(nèi)澇問題，實(shí)際上造成城市內(nèi)澇的主要原因是城市建設(shè)中對于排水安全不夠重視和落后的排水理念。

排水理念的轉(zhuǎn)變

“十八大”以來，隨著生態(tài)文明建設(shè)理念的深入落實(shí)，原有的排水理念發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變，城市排水從“快”排轉(zhuǎn)到“滲、滯、蓄、凈、用、排”，通過綜合的工程措施減少洪澇災(zāi)害，減輕面源污染，實(shí)現(xiàn)水資源平衡，讓城市“彈性適應(yīng)”環(huán)境變化與自然災(zāi)害?！昂＞d城市”的提法直觀形象地表現(xiàn)了這種特征，其確實(shí)是解決城市內(nèi)澇的根本途徑。

傳統(tǒng)的排水設(shè)計(jì)與水利防洪排澇和城市景觀的滯澇功能相對割離，沒有形成系統(tǒng)的滲、滯、蓄、排功能。主要的缺陷有三個(gè)方面：抗風(fēng)險(xiǎn)能力差，超標(biāo)暴雨城市易澇；城市地表徑流污染直接入河，導(dǎo)致水環(huán)境惡化；雨水以排為主，水資源利用率低。此外，中國多年以來城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)欠賬較多，普遍存在城市排水標(biāo)準(zhǔn)低下的問題。目前國內(nèi)城市現(xiàn)狀排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期大多為1～2年，新的排水規(guī)范將標(biāo)準(zhǔn)提高到了3～5年，低于發(fā)達(dá)國家5～10年的標(biāo)準(zhǔn)，更重要的是缺少系統(tǒng)的城市排澇系統(tǒng)。借助海綿城市建設(shè)契機(jī)，提高城市的排水標(biāo)準(zhǔn)，完善城市排澇系統(tǒng)，特別是舊城區(qū)，在城市管網(wǎng)不能大規(guī)模翻建的情況下，充分利用現(xiàn)有排水、排澇設(shè)施，結(jié)合城市景觀綠地的蓄滯作用，蓄、排結(jié)合，提高城市排水安全。

圖片說明

1. 鎮(zhèn)江新區(qū)雨洪管理規(guī)劃中采用了全數(shù)字模擬手段

鎮(zhèn)江市的探索實(shí)踐

1. 排水設(shè)計(jì)引入雨洪風(fēng)險(xiǎn)評估和災(zāi)害應(yīng)對理念

多年的工程實(shí)踐表明，發(fā)揮規(guī)劃的統(tǒng)領(lǐng)作用，在城市規(guī)劃階段采用雨洪風(fēng)險(xiǎn)評估等技術(shù)手段，系統(tǒng)設(shè)計(jì)城市防澇系統(tǒng)是提高城市排水安全的根本保證。

2. 鎮(zhèn)江眾多的水塘和湖泊河流，形成了城市防洪防澇系統(tǒng)

傳統(tǒng)的排水設(shè)計(jì)以管道排水為主，采用推理公式，按照重現(xiàn)期要求設(shè)計(jì)，其主要缺陷是缺少風(fēng)險(xiǎn)意識，一旦遭遇超標(biāo)暴雨，易導(dǎo)致城市內(nèi)澇。鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院自2009年起將城市排水提高到城市防災(zāi)安全的高度，經(jīng)過多年實(shí)踐，逐步形成了比較成熟的城市雨洪災(zāi)害評估和災(zāi)害應(yīng)對體系，通過建模、大數(shù)據(jù)模擬分析等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了排水設(shè)計(jì)從重視單一重現(xiàn)期結(jié)果到過程控制和多種風(fēng)險(xiǎn)組合下的預(yù)測分析的轉(zhuǎn)變，提高了決策的科學(xué)性。

技術(shù)路線如下：首先是根據(jù)地形地貌和城市下墊面情況采用GIS建模，用XPSWMM軟件模擬評估現(xiàn)狀排澇系統(tǒng)，甄別城市易澇點(diǎn)和內(nèi)澇敏感區(qū)，評價(jià)排水安全，對于新規(guī)劃區(qū)域可同樣進(jìn)行評估，其結(jié)果用于后續(xù)的用地規(guī)劃調(diào)整和城市豎向調(diào)整；然后，現(xiàn)場調(diào)查城市易澇點(diǎn)和內(nèi)澇敏感區(qū)的排水設(shè)施、歷史內(nèi)澇記錄，結(jié)合城市規(guī)劃和城市建設(shè)計(jì)劃，提出初步解決方案，通過分析模擬，最終確定規(guī)劃調(diào)整意見和工程應(yīng)對措施。主要工程措施包括增大管徑、增加泄洪通道、利用綠地蓄滯等等。對于有些特殊的易澇點(diǎn)，受條件所限難以根除的，建議該地區(qū)限制開發(fā)建設(shè)，或者將其用地性質(zhì)變?yōu)槌鞘芯G地，用于蓄洪。

3. 地勢低洼的康灣小區(qū)，借助低洼綠地和地下蓄水池的共同作用，特大暴雨也未淹水

舊城區(qū)一般管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)偏低，城市綠地相對較少。河湖水面在歷史上逐步被侵占，海綿城市改造條件有限，城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)較大。內(nèi)澇防治方案宜采用綠色和灰色相結(jié)合的原則，暴雨時(shí)為管道排水加地表導(dǎo)流。城市綠地、景觀公園、河湖水面甚至部分較低等級的道路都是重要的蓄排設(shè)施，必要時(shí)淹沒部分用地以保證城市總體安全。新規(guī)劃城區(qū)，在規(guī)劃之初進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，針對內(nèi)澇高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的主要措施包括調(diào)整城市豎向以有利于地表徑流的導(dǎo)流，增加用于蓄洪的城市水面率和河網(wǎng)密度，嚴(yán)格控制景觀用地的豎向標(biāo)高以有利于滯洪和蓄洪等。

風(fēng)險(xiǎn)評估和災(zāi)害應(yīng)對措施應(yīng)在專項(xiàng)規(guī)劃和城市控制性規(guī)劃中得到落實(shí)，并應(yīng)用于城市土地上市、規(guī)劃方案審查、道路水系建設(shè)等方面。鎮(zhèn)江市自2011年以來對全市的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，在鎮(zhèn)江市新區(qū)的雨洪管理規(guī)劃中采用了全數(shù)字模擬手段，達(dá)到了有效應(yīng)對30年一遇的能力（圖1）。

2. 采用海綿技術(shù)建設(shè)城市防澇系統(tǒng)

鎮(zhèn)江市已經(jīng)建立了較完善的城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)。以水利設(shè)施為代表的金山湖和多個(gè)山腳水庫，被保留下來作為城市水景公園，充分發(fā)揮其蓄洪功能，結(jié)合城市河道建設(shè)，形成了大的城市防洪防澇系統(tǒng)（圖2）。其中金山湖具備1 300萬立方米的蓄洪能力，可防50年一遇的內(nèi)澇。

4. 按LID要求設(shè)計(jì)的金山湖路，利用機(jī)非隔離帶建下凹雨水花園

鎮(zhèn)江的丘陵地形和發(fā)達(dá)的河網(wǎng)，有利于地表導(dǎo)流，結(jié)合現(xiàn)有管網(wǎng)排澇，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)相對較低。前期的研究和工程實(shí)踐表明，充分利用現(xiàn)有綠地，房前屋后見縫插針，采用LID技術(shù)將其改造為雨水花園、植草溝或者下凹綠地，結(jié)合綠色屋頂、透水鋪裝、生物滯留塘等技術(shù)，從源頭削減、控制徑流，完全可以在不進(jìn)行大規(guī)模改造現(xiàn)有管網(wǎng)的前提下，大大提高防澇能力。

5. 專家參觀改建后的江二社區(qū)

鎮(zhèn)江市近幾年進(jìn)行了一系列的探索實(shí)踐工作，規(guī)劃建設(shè)了數(shù)十千米長、符合海綿城市技術(shù)要求的市政道路。新建的小區(qū)和正在進(jìn)行的老小區(qū)改造工程，已經(jīng)表現(xiàn)出極強(qiáng)的防內(nèi)澇能力。2014年鎮(zhèn)江“7.27”特大暴雨達(dá)到15年一遇的重現(xiàn)期，地勢低洼的康灣小區(qū)憑借低洼綠地和地下蓄水池的蓄滯作用，未發(fā)生淹水（圖3）。按LID要求設(shè)計(jì)的金山湖路，沿路未設(shè)雨水管，利用機(jī)非分隔帶建設(shè)下凹雨水花園，蓄滯行洪，路面無積水（圖4）。在建的江二社區(qū)，模擬結(jié)果為能抵抗30年一遇內(nèi)澇、10年一遇管道出流峰值同原、1年一遇標(biāo)準(zhǔn)。近期建成的透水停車場在最近幾場大雨中地表不產(chǎn)流（圖5、6）。這些工程實(shí)踐為海綿城市的推廣建設(shè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

6. 江二社區(qū)透水停車場改造后，地表不產(chǎn)流

3. 結(jié)合景觀綠地建設(shè)提高城市防澇安全

除了采用LID技術(shù)從源頭控制削減徑流外，發(fā)生高重現(xiàn)期暴雨時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮城市公園等景觀綠地和水系的蓄滯作用。不論是新規(guī)劃區(qū)還是舊城區(qū)，都能大大提高城市防治內(nèi)澇的能力。

公園綠地調(diào)蓄的關(guān)鍵是要控制好蓄滯區(qū)域的高程，總體豎向高程要低于周邊保護(hù)區(qū)域，遭遇暴雨時(shí)將周圍地塊雨水導(dǎo)流過來，發(fā)揮其蓄滯作用，用以彌補(bǔ)城市河湖水面率和河網(wǎng)密度的不足。為了減少雨后維護(hù)管養(yǎng)的工作量，蓄滯區(qū)域需減少硬質(zhì)鋪裝，盡可能不建鋼筋混凝土調(diào)蓄池，并注意保護(hù)人員安全。

新建城區(qū)應(yīng)通過風(fēng)險(xiǎn)評估和雨洪模擬確定，根據(jù)防澇系統(tǒng)要求調(diào)整水系規(guī)劃、用地規(guī)劃和城市豎向，必要時(shí)單獨(dú)增加下凹式景觀公園，用于城市蓄洪。鎮(zhèn)江的大多數(shù)水景公園都參與了城市蓄洪，其中鎮(zhèn)江新區(qū)的觀塘路下凹式水景公園，當(dāng)時(shí)分析新區(qū)的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃時(shí)，發(fā)現(xiàn)其水面率偏小，河網(wǎng)密度不足，內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)大，于是在城區(qū)中央增加了一條約4千米長、80～120米寬、2～5米深的下凹式城市景觀軸，具備調(diào)蓄60萬立方米的雨水的能力，將10余平方千米的城區(qū)防澇標(biāo)準(zhǔn)從5～10年一遇提高到30年一遇（圖7）。

舊城區(qū)防澇標(biāo)準(zhǔn)低，應(yīng)利用一切可能機(jī)會(huì)改造建設(shè)下凹式景觀公園，對于解決易澇點(diǎn)難題極其重要。鎮(zhèn)江的玉山公園原為棚戶區(qū)，在改建為公園時(shí)采用下凹式設(shè)計(jì)，通過多專業(yè)協(xié)調(diào)，解決了其南面寺院及居民區(qū)的多年積水問題，并具備內(nèi)澇調(diào)蓄能力，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)、景觀、內(nèi)澇防治等多目標(biāo)的統(tǒng)一（圖8）。

海綿試點(diǎn)的下一步工作重點(diǎn)

7. 觀塘路下凹式景觀軸，防澇標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇

海綿城市建設(shè)是一個(gè)極其復(fù)雜的工程，涉及到水利的防洪排澇，水系的生態(tài)修復(fù)，城市內(nèi)澇、面源污染治理和水資源平衡。對于鎮(zhèn)江市來說，重點(diǎn)是城市內(nèi)澇和面源污染治理。工程項(xiàng)目安排主要包括水利工程、LID工程、水生態(tài)修復(fù)、雨污水管網(wǎng)建設(shè)，包括現(xiàn)有的截流系統(tǒng)優(yōu)化、初期雨水調(diào)蓄池建設(shè)和補(bǔ)水活水工程等。建設(shè)目標(biāo)為內(nèi)澇防治30年一遇，面源污染削減60%。

整體思路是不欠新帳，新改擴(kuò)建項(xiàng)目按照新要求建設(shè)，已建舊城區(qū)的試點(diǎn)區(qū)3年建完，全市2025年達(dá)標(biāo)。對于新改建項(xiàng)目，按照整體目標(biāo)采用較高標(biāo)準(zhǔn)完成，老城區(qū)結(jié)合老城改造、街巷整治逐步推進(jìn)。

8. 玉山公園下凹式設(shè)計(jì)，解決了多年積水問題

根據(jù)海綿城市實(shí)施方案要求，將各項(xiàng)指標(biāo)細(xì)化到地塊，重點(diǎn)是雨水徑流控制率、不透水率、徑流峰值、水面率和河網(wǎng)密度等指標(biāo)落實(shí)到控制性規(guī)劃中，并在土地出讓條件、規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)中明確。目前已經(jīng)啟動(dòng)與海綿城市有關(guān)的專項(xiàng)規(guī)劃的修改，著手編制鎮(zhèn)江市本地的海綿城市設(shè)計(jì)導(dǎo)則和相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)程、驗(yàn)收、維護(hù)指南。海綿城市的建設(shè)要求從規(guī)劃到設(shè)計(jì)、施工圖審查、建設(shè)、竣工驗(yàn)收、移交維護(hù)，實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)管，確保項(xiàng)目落地、發(fā)揮實(shí)效。

在項(xiàng)目建設(shè)的同時(shí)，啟動(dòng)全市的海綿城市建設(shè)規(guī)劃，逐步完善并編制適合本地的海綿城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)圖集、設(shè)計(jì)手冊、維護(hù)管理手冊，形成完整的技術(shù)體系。

海綿城市建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

1. 海綿城市建設(shè)需要加強(qiáng)基礎(chǔ)性的研究

海綿城市建設(shè)技術(shù)本身就是一個(gè)多學(xué)科的技術(shù)集成，涉及水利、水文、排水、生態(tài)、景觀、環(huán)境、規(guī)劃等多個(gè)專業(yè)，需要系統(tǒng)地研究當(dāng)?shù)氐慕涤陱?qiáng)度、頻率和場次分布、雨型特點(diǎn)、水資源平衡、水環(huán)境容量、面源污染特點(diǎn)、下墊面情況以及城市的內(nèi)澇防洪方案和生態(tài)保護(hù)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際制定總體方案和技術(shù)落地措施。各地情況不同，差異較大，目前國內(nèi)還處于探索階段，無論是技術(shù)儲(chǔ)備、人員培訓(xùn)、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)還是產(chǎn)業(yè)成熟程度方面都存在較大差距。大規(guī)模地開展試點(diǎn)建設(shè)必須慎之又慎，工程安全性需放首位，不能因此造成新的內(nèi)澇隱患。

2. 海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循因地制宜、循序漸進(jìn)的原則

鎮(zhèn)江試點(diǎn)區(qū)以舊城區(qū)為主，城市建設(shè)不能搞成全城開挖，推翻重建。應(yīng)該以利用優(yōu)化現(xiàn)有排水設(shè)施為基礎(chǔ)，采用綠色和灰色相結(jié)合的措施，重點(diǎn)解決城市面源污染和內(nèi)澇，其他控制指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際工程需要調(diào)整。可能帶來安全隱患的透水鋪裝、調(diào)蓄池等新技術(shù)、新材料、新設(shè)施，可先做少量中試工程，不斷改進(jìn)，在取得一定經(jīng)驗(yàn)后方可推廣。涉及的植物種類、景觀效果、種植土配比、滲濾設(shè)施、生態(tài)修復(fù)技術(shù)，同樣也應(yīng)根據(jù)小范圍應(yīng)用效果推廣。

新建城區(qū)應(yīng)樹立尊重自然、順應(yīng)自然的原則，以保護(hù)現(xiàn)有生態(tài)、水系為前提，結(jié)合景觀、水利設(shè)施建設(shè)推進(jìn)海綿城市建設(shè)，盡可能少用設(shè)備裝置，以自然積存、自然凈化、自然釋放為主，少維護(hù)，低成本，同時(shí)達(dá)到建立生態(tài)低碳城市的目標(biāo)。

3. 改變景觀審美觀點(diǎn)，建設(shè)少維護(hù)生態(tài)景觀

海綿城市建設(shè)對生態(tài)景觀帶來的最大挑戰(zhàn)在于審美觀念的變化，其中最主要的是對下凹式景觀的適應(yīng)。對于中國大部分城市來說，如果一半的城市綠地能建成設(shè)計(jì)安全的下凹式，將極大地緩解城市的內(nèi)澇壓力。然而景觀凸起造景的觀念根深蒂固，在工程實(shí)踐中，LID工程幾乎都存在因?yàn)闃?biāo)高控制不當(dāng)而被迫返工，施工人員對高程控制的隨意性給防澇安全性帶來很大的隱患。其次是植物選配的科學(xué)性，盡量選用本地的既耐旱又耐澇的植物，考慮一年四季的景觀效果變化，通過植物高低搭配來改善下凹式綠地帶來的視覺效果的不適應(yīng)，以利于LID技術(shù)的推廣。最后是植被宜帶有一定的“野”性，具有自然生態(tài)和低維護(hù)的特點(diǎn)。實(shí)際工程中往往為了追求枝繁葉茂、鮮花盛開的景觀效果，增施花肥，造成氮、磷等營養(yǎng)物進(jìn)入土壤后，隨雨水流入河道湖泊，污染水體。

海綿城市建設(shè)是一個(gè)新的課題，需要各個(gè)學(xué)科在工程實(shí)踐中不斷地磨合、探索，從生態(tài)景觀的角度出發(fā)來研究城市內(nèi)澇和面源污染治理等問題，以豐富城市建設(shè)的內(nèi)涵，提升城市品位，有著廣闊的應(yīng)用前景。

趙江 鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院市政分院院長、高級工程師，從事市政規(guī)劃設(shè)計(jì)，研究方向?yàn)槌鞘袃?nèi)澇、面源污染治理，城市水生態(tài)修復(fù)。