海綿城市雨洪管理系統(tǒng)建設(shè)淺議

□呂瑞晗 □羅國(guó)杰 □吳璞偉 □石程程（華北水利水電大學(xué)）

海綿城市雨洪管理系統(tǒng)建設(shè)淺議

□呂瑞晗 □羅國(guó)杰 □吳璞偉 □石程程（華北水利水電大學(xué)）

近年來(lái)，水資源短缺與城市內(nèi)澇逐漸成為中國(guó)許多城市的頑疾，這與雨水資源的利用有著密切的關(guān)系。順應(yīng)城市雨洪管理不斷創(chuàng)新與發(fā)展的趨勢(shì)，建設(shè)海綿城市逐漸成為我國(guó)新時(shí)期解決城市水問(wèn)題并建設(shè)節(jié)水型社會(huì)的新方向與新思路。文章以黑龍江省佳木斯市為例，對(duì)佳木斯市海綿城市與節(jié)水型社會(huì)建設(shè)工程技術(shù)措施的可行性進(jìn)行探索。并對(duì)推進(jìn)佳木斯市海綿城市建設(shè)與節(jié)水型社會(huì)建設(shè)提出建議。

海綿城市；雨洪管理；工程技術(shù)；淺議

1 引言

水危機(jī)對(duì)中國(guó)眼下乃至將來(lái)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)都是一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn)，尤其2016年7月多地連續(xù)遭遇強(qiáng)降雨侵襲，逢雨看海的境況引發(fā)對(duì)城市水問(wèn)題的深刻思考[1]。順應(yīng)城市雨洪管理不斷創(chuàng)新與發(fā)展的趨勢(shì)，建設(shè)海綿城市逐漸成為新時(shí)期解決城市水問(wèn)題的新方向與新思路。打破了以往以排為主的治水理念，讓整個(gè)城市像海綿一樣自由呼吸，在我國(guó)多城市水資源短缺、城市內(nèi)澇、水生態(tài)惡化、節(jié)水型社會(huì)建設(shè)等問(wèn)題的解決上，表現(xiàn)出較高優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)于優(yōu)化城市人居環(huán)境，推進(jìn)城市綠色健康持續(xù)發(fā)展，也具有十分重要的意義[2]。

2 佳木斯市區(qū)域環(huán)境概況

佳木斯位于中國(guó)東北的松花江、黑龍江、烏蘇里江匯流而成的三江平原腹地，總面積1 874.50 km2，人口86.60萬(wàn)。全市地勢(shì)總趨勢(shì)為西高東低，由西南向東北方向傾斜。西南和西北分別為完達(dá)山和小興安嶺山脈所構(gòu)成的低山丘陵，中部為廣闊的三江沖積平原，別拉音山、烏爾虎力山等殘丘聳立其間，沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地等星羅棋布，構(gòu)成了本區(qū)獨(dú)特的地貌景觀[3]。

佳木斯市屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季受東南亞季風(fēng)影響，冬季受西伯利亞冷氣團(tuán)控制，其主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為：冬季嚴(yán)寒，少雨雪；春季風(fēng)大，易干旱；夏季炎熱，雨量集中；秋季涼爽，降溫快，常有早霜。多年平均氣溫在3.30～4.20℃之間。多年平均降水量554 mm，多年平均水面蒸發(fā)量719.80 mm，降水量年內(nèi)分布不均勻，年際降水量變化也較大[4]。

3 海綿城市建設(shè)的工程技術(shù)措施

3.1 雨水收集與滲透技術(shù)

3.1.1 雨水收集

雨水收集一般與種植屋面相結(jié)合，種植屋面既可降低蒸發(fā)量又能夠有效緩解大雨或暴雨造成屋面積水迅速匯流形成地面徑流造成內(nèi)澇，植物的選擇要具有耐旱，抗寒，施肥少，節(jié)水性能好，防水淹，質(zhì)量較輕、養(yǎng)護(hù)管理粗放的特點(diǎn)，在做到高矮錯(cuò)落有致的情況下，還要注重色彩搭配的和諧，如植物種群可選擇佛甲草，花卉可選擇藤本月季、黑心菊、鼠尾草、丁香等。

3.1.2 滲透技術(shù)

通過(guò)前后兩批30座城市作為試點(diǎn)，對(duì)海綿城市建設(shè)進(jìn)行探索，滲透技術(shù)已取得了一定的成果[7]，彩色吸水路、透水水泥混凝土路面、透水型多功能混凝土植草磚、透水瀝青混凝土路面等透水鋪裝在工程中也得到了應(yīng)用，結(jié)合佳木斯市西南高，東北低，中部為平原的地形特點(diǎn)，參考已有工程經(jīng)驗(yàn)，在坡度大的地區(qū)，采用滲水率高的彩色路面，在中部平原坡度小的地區(qū)，采用透水混凝土路面，透水路面結(jié)構(gòu)及收集雨水原理見(jiàn)圖1。

圖1 透水路面結(jié)構(gòu)及收集雨水原理示意圖

3.2 調(diào)蓄技術(shù)

3.2.1 蓄水設(shè)施

蓄水設(shè)施包括調(diào)蓄池、人工濕地，由于佳木斯市中部沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地眾多，可以結(jié)合地理?xiàng)l件建立人工濕地，形成區(qū)域性防澇、抗旱、存蓄、調(diào)節(jié)等功能俱全的自然水體和人工濕地綜合體，見(jiàn)圖2。

圖2 人工濕地與自然水體綜合體示意圖

3.2.2 轉(zhuǎn)輸設(shè)施

轉(zhuǎn)輸設(shè)施主要包括轉(zhuǎn)運(yùn)水體的滲透管道和排水的輸送管道，滲透管道采用在普通管材圓周上開(kāi)出滲水孔，管外包土工布，通過(guò)控制開(kāi)孔率來(lái)滿足滲透率要求；排水裝置采用減少匯水找坡長(zhǎng)度的線狀進(jìn)水取代傳統(tǒng)雨水口點(diǎn)式進(jìn)水方式。轉(zhuǎn)輸設(shè)施可結(jié)合雨水收集裝置應(yīng)用于城市滲透排水管網(wǎng)和綠地建設(shè)等項(xiàng)目。

3.3 截污凈化措施

截污凈化措施主要包括植被緩沖帶、專門(mén)的雨水凈化和截污設(shè)施，植被緩沖帶利用植物與其他工程材料相結(jié)合在岸帶上構(gòu)建緩沖帶等生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)，通過(guò)植物根系加固和穩(wěn)定河岸，提高雨水儲(chǔ)蓄和截流能力，有效控制徑流污染，減少水土流失，凈化水質(zhì)，同時(shí)有利于促進(jìn)土壤水循環(huán)、恢復(fù)岸帶生態(tài)和景觀功能（見(jiàn)圖3）?？稍诩涯舅故袇^(qū)英格吐河、杏林河、王三五河、音達(dá)木河及鈴鐺麥河結(jié)合河道兩岸綠化帶寬度設(shè)置植被緩沖帶，同時(shí)，沿江公園和水源山公園可結(jié)合實(shí)地情況設(shè)置親水植被緩沖帶。

圖3 截污凈化示意圖

3.4 黑臭水體治理措施

鑒于經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境負(fù)面效應(yīng)和佳木斯市杏林河黑臭水治理及松花江佳木斯段水污染治理的歷程，佳木斯市海綿城市的建設(shè)要做好黑臭水治理工作。黑臭水體治理措施從以下兩點(diǎn)出發(fā)，一是做好內(nèi)源治理工作，采用磁性物種與物化技術(shù)的耦合，通過(guò)超磁分離進(jìn)行固液分離凈化水體，針對(duì)市政污水，雨污混合及易污染河段進(jìn)行治理、凈化、修復(fù)；二是做好生態(tài)維護(hù)和修復(fù)，針對(duì)市區(qū)具有生態(tài)修復(fù)或生態(tài)景觀要求的河道可用干壘混凝土擋墻進(jìn)行河道護(hù)坡，對(duì)于河道水體采取“仿生態(tài)系統(tǒng)”[8]的城市河道治理技術(shù)，從控制外源和內(nèi)源污染為前提，對(duì)水體進(jìn)行多類型曝氣、水循環(huán)過(guò)濾、建立生態(tài)浮島等措施進(jìn)行水質(zhì)處理。

3.5 設(shè)計(jì)與管理措施

3.5.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

針對(duì)城市內(nèi)澇建立城市暴雨排水和低影響開(kāi)發(fā)模擬系統(tǒng)，采用數(shù)學(xué)模型對(duì)城市建設(shè)和內(nèi)澇規(guī)劃相關(guān)的雨水地表徑流產(chǎn)生過(guò)程和管內(nèi)水流過(guò)程進(jìn)行模擬，計(jì)算降雨地表產(chǎn)流、地表匯流情況，模擬徑流和外來(lái)水流在渠道、管道、蓄水和處理單元以及分水建筑物等排水系統(tǒng)中的流動(dòng)，根據(jù)流態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)中各部分的水流狀況，結(jié)合低影響開(kāi)發(fā)理念來(lái)進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、效能評(píng)估、情景模擬和方案對(duì)比、優(yōu)化，同時(shí)便于對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，達(dá)到非常時(shí)期對(duì)雨水的預(yù)測(cè)和調(diào)控，減少城市內(nèi)澇出現(xiàn)的概率。

3.5.2 監(jiān)測(cè)與管理

針對(duì)于城市管網(wǎng)、河流明渠排水口或調(diào)蓄池等排水設(shè)施，運(yùn)用智能在線排水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)傳感器等物聯(lián)網(wǎng)智能傳感系統(tǒng)，對(duì)涉及到的各種信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和收集，利用互聯(lián)網(wǎng)、3G/4G等網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)椒?wù)器，運(yùn)用云計(jì)算等手段對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理、分析，采用各種模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，對(duì)涉及的問(wèn)題給出優(yōu)化的解決方案，通過(guò)對(duì)方案的準(zhǔn)確指揮和迅速執(zhí)行，解決各種問(wèn)題，并在全面合理的績(jī)效評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)果進(jìn)行反饋和修正，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)管理的良性循環(huán)。

4 持續(xù)推進(jìn)海綿城市建設(shè)的建議

4.1 最大限度保護(hù)好佳木斯市原有生態(tài)系統(tǒng)

海綿城市的出發(fā)點(diǎn)就是基于當(dāng)?shù)卦鷳B(tài)自然環(huán)境，將自然途徑和人工措施相結(jié)合，使城市能有適應(yīng)環(huán)境變化，即使自然災(zāi)害突發(fā)時(shí)，也能夠最大限度的降低損失。結(jié)合佳木斯市沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地等星羅棋布的特點(diǎn)，可以將人工濕地、自然沼澤、積水洼地通過(guò)自然河流或人工渠道系統(tǒng)的結(jié)合起來(lái)，形成可以吐納雨水、自我凈化的“彈性”生態(tài)圈。

4.2 將海綿城市理念納入城鄉(xiāng)一體化范疇

海綿城市注重節(jié)水、排水、防止城市內(nèi)澇，與城市水資源配置，水生態(tài)環(huán)境的建設(shè)密切相關(guān)，可根據(jù)佳木斯市行政區(qū)域的劃分，在推動(dòng)城市綠色生態(tài)圈建設(shè)的同時(shí)，由點(diǎn)帶面，激發(fā)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的“彈性”發(fā)展，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)成為城鄉(xiāng)一體化中海綿城市的重要節(jié)點(diǎn)。

4.3 政府主導(dǎo)，多方協(xié)調(diào)，共同建設(shè)，使規(guī)劃監(jiān)管實(shí)用化

海綿城市規(guī)劃與實(shí)施要基于大量的資金投入，參考各地海綿城市建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，政府和社會(huì)資本合作（PPP）模式，通過(guò)各部門(mén)的聯(lián)合協(xié)調(diào)，能夠更好地開(kāi)展各項(xiàng)工作的建設(shè)，同時(shí)，也可以爭(zhēng)取國(guó)際合作。在落實(shí)監(jiān)管制度方面，可以通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制來(lái)帶動(dòng)全民參與，使海綿城市走上可持續(xù)化道路。

5 結(jié)語(yǔ)

佳木斯市基于海綿城市的節(jié)水型社會(huì)建設(shè)具有重要意義，結(jié)合城市氣候、地形、降雨等特點(diǎn)，因地制宜、因利勢(shì)導(dǎo)，通過(guò)滲透調(diào)蓄措施，可改善城市內(nèi)澇，緩解歷年來(lái)蒸發(fā)量大于降雨量的問(wèn)題；截污凈化及水體處理措施，針對(duì)水體污染從源頭解決城市工業(yè)及生活污水；設(shè)計(jì)與管理措施，從規(guī)劃與監(jiān)管角度為海綿城市的建設(shè)提供技術(shù)保障，為佳木斯市海綿城市的建設(shè)提供理論支撐。

[1]車伍,趙楊,李俊奇,等.海綿城市建設(shè)指南解讀之基本概念與綜合目標(biāo)[J].中國(guó)給水排水,2015(8):1-5.

[2]劉丹莉,王棟鵬.西安海綿城市建設(shè)的探討[J].工業(yè)建筑, 2016,46(6).

（責(zé)任編輯：劉長(zhǎng)垠 韋詩(shī)佳）

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