臨沂海綿城市建設(shè)推進研究

劉勝雪+于洪剛+董彬+尉海東

摘要：指出了臨沂市作為山東省省級海綿城市建設(shè)試點，面臨著內(nèi)澇水災(zāi)和水資源短缺雙重矛盾。鑒于此，調(diào)研了臨沂市4個海綿城市建設(shè)工程項目，系統(tǒng)分析了臨沂市海綿城市建設(shè)的具體表現(xiàn)和不足，有針對性地提出了具有前瞻性的臨沂海綿城市建設(shè)的規(guī)劃性建議。以期為臨沂市充分有效利用雨水資源、保護和改善城市生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：臨沂市；海綿城市；建設(shè)；低影響開發(fā)

中圖分類號：TV213.9

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0138-03

1 引言

《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中指出，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。近些年來，臨沂市在保障城市生態(tài)安全、防治城市內(nèi)澇污染、改善城市水質(zhì)等方面取得了相當(dāng)大的成效[2]。但仍存在一些技術(shù)性問題尚未解決，如排水基礎(chǔ)建設(shè)目標(biāo)單一、凈水標(biāo)準(zhǔn)不高、排水系統(tǒng)不全等，這使得初期雨水地表徑流污染、城市內(nèi)澇、水體黑臭等問題無法從根本上解決[3]。臨沂市進行海綿化建設(shè)和改造刻不容緩，于2015年順利成為山東省海綿城市建設(shè)試點省級示范市。

通過調(diào)研臨沂市開工建設(shè)的新東關(guān)棚戶區(qū)改造項目、北城二期道路改造工程、魯商中心雨水收集利用項目、臨沂國際雕塑公園改造項目等海綿項目，分析了臨沂市海綿城市建設(shè)的內(nèi)容和存在問題，有針對性地提出可優(yōu)化的建設(shè)策略。這不僅為臨沂市充分利用雨水資源提供可行性方案，還為建設(shè)具有自然滲透、自然凈化、自然積存功能的海綿城市提供理論依據(jù)。

2 臨沂海綿城市建設(shè)整體分析

臨沂市位于山東省南部，降水量豐富，受季風(fēng)影響顯著，夏季多暴雨，且地勢相對低平，故夏季是造成臨沂市“逢雨必澇、旱澇急轉(zhuǎn)”局面的高發(fā)季節(jié)[3]。臨沂市的城市建設(shè)模式傳統(tǒng)，排水設(shè)施也主要是泵站、灌渠等“灰色”設(shè)施，配以“末端集中、快速排除”控制的主要規(guī)劃設(shè)計理念，更加劇了這種矛盾局面。

2014年10月，以實現(xiàn)城市發(fā)展與環(huán)境資源協(xié)調(diào)為目標(biāo)，建設(shè)具有自然積存、自然滲透、自然凈化能力的“綠色”海綿城市理念首次被提出。臨沂市成為2015年山東省確定的5個設(shè)區(qū)市、3個縣（市）的省級海綿城市示范市建設(shè)試點之一。

臨沂市于2015年12月啟動海綿城市規(guī)劃和實施方案編制工作，共計4個海綿城市項目開工建設(shè)：臨沂國際雕塑公園改造項目、新東關(guān)棚戶區(qū)改造項目、魯商中心雨水收集利用項目、北城二期道路改造工程，初步確定將火車站片區(qū)作為海綿城市示范區(qū)。初步預(yù)測，到2018年底城市海綿化面積完成71.75 km2；到2020年，臨沂市將有25% 以上的面積實現(xiàn)海綿城市改造。

3 臨沂海綿城市建設(shè)現(xiàn)狀及存在問題

3.1 火車站片區(qū)

火車站片區(qū)屬于老城區(qū)，建筑密度高，人流量大，車輛流通頻繁，是臨沂重要的交通運輸中心，但該片區(qū)仍采取“快速排除，末端集中”設(shè)計理念的傳統(tǒng)排水系統(tǒng)，大雨天氣仍存在嚴(yán)重內(nèi)澇，對城市交通以及居民出行造成嚴(yán)重影響。

在調(diào)研過程中，發(fā)現(xiàn)火車站片區(qū)在海綿城市建設(shè)的諸多問題，未能發(fā)揮對環(huán)境變化和自然災(zāi)害的“彈性”作用。

（1）火車站廣場兩側(cè)建有小面積綠地，綠地鋪設(shè)孔狀透水磚，喬木根部鋪設(shè)鵝卵石，但由于采用傳統(tǒng)綠地設(shè)計模式，透水鋪裝率低，綠地高于四周路面，在雨天吸水、滲水、蓄水作用較弱，源頭分散效果差，遭遇暴雨急雨時緩排作用微弱，未能發(fā)揮“海綿體”應(yīng)有的作用。

（2）火車站地勢差異大，在北高階梯處設(shè)有排水口，能夠一定程度緩解北高處的雨水積存。但片區(qū)排水口位置分布設(shè)計不科學(xué)，未考慮實際地勢。多數(shù)排水口分布在片區(qū)地勢較高區(qū)域，導(dǎo)致低洼處在雨停數(shù)天后仍存在積水現(xiàn)象。

（3）片區(qū)內(nèi)排水口數(shù)量少且分布范圍有限，排水設(shè)施目標(biāo)單一，設(shè)備老舊，排水管道標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水口徑小，排水效率差，在城市遭遇暴雨急雨時無法實現(xiàn)“快速排水”，易導(dǎo)致內(nèi)澇。

3.2 國際雕塑公園

臨沂國際雕塑公園在規(guī)劃建設(shè)中堅持“滲、滯、蓄、凈、用、排”宗旨，以打造成為“海綿公園”。目前公園內(nèi)有4個蓄水池，其中有1個在建，有1個處于改造提升階段，蓄水能力達到1.8萬m3。雕塑公園中各類景觀與“海綿”元素有機結(jié)合，利用自然力量排水、蓄水、滲水，實現(xiàn)“緩排緩釋、源頭分散”理念，發(fā)揮“海綿體”作用。公園地勢總體呈四周高、中間低，中間最為低洼區(qū)域為林下區(qū)，使園區(qū)整體形成了自然排水、自然積存、自然滲透和凈化的良性循環(huán)；園區(qū)部分人行道路兩側(cè)鋪設(shè)有下凹形大理石雨水溝，引導(dǎo)徑流匯流；園區(qū)地下安裝了作為雨水回用管道的PE管道，總長度達5.2 km，直徑為160 mm，收集來的雨水進行園內(nèi)植物澆灌。

但臨沂國際雕塑公園在諸多方面仍存在“海綿化”不徹底的問題。

（1）園區(qū)透水路面鋪設(shè)率較低，硬質(zhì)人行道路面比例大，路面以大理石、瀝青為主要材料，滲水較差；

（2）園區(qū)雨水蓄水池、收集井?dāng)?shù)量較少，地勢較低區(qū)域蓄水性利用差；

（3）園區(qū)雨水回用系統(tǒng)利用率不高，大片的綠地澆灌仍以自來水澆灌為主。

3.3 新關(guān)東棚戶區(qū)改造項目

東風(fēng)東關(guān)片區(qū)不僅是臨沂最古老的歷史文化核心區(qū)，人口密度大，同時也是濱水景觀居住區(qū)，總建筑面積達51萬m2。新東關(guān)棚戶區(qū)建設(shè)提升改造過程，將“滲、滯、蓄、凈、用、排”的海綿城市建設(shè)理念融入其中。為保障75%降雨不外排，逐步實現(xiàn)城市小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解的目標(biāo)，在對現(xiàn)狀水系、綠地、管網(wǎng)等進行深入研究的基礎(chǔ)上，該片區(qū)改造項目按照海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行工程建設(shè)，制定了合理的下墊面徑流系數(shù)、透水鋪裝率、下沉式綠地率、綠色屋頂覆蓋率等規(guī)劃目標(biāo)（表1）。

3.4 魯商中心雨水收集項目

魯商中心雨水收集利用項目是指對該片區(qū)的房屋屋頂進行海綿化改造，屋頂增設(shè)排放雨水的管道（圖1），地下建一個大約150 m3的蓄水池。屋頂有多個棄流井，溢流、棄流雨水經(jīng)過棄流井進入下游雨水管線。經(jīng)過初期處理的潔凈雨水進入屋面雨水收集管線，流向地下的蓄水池。這樣既能最大程度地蓄存利用雨水，也能保證收集的雨水的清潔度。經(jīng)過初級過濾、全自動紫外線殺菌之后的雨水，達到相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，用水泵打到用水點，用于道路澆灑、景觀用水、綠地灌溉等。為了提高二次利用的雨水的潔凈度，使用的雨水收集箱采用模塊化設(shè)計，系統(tǒng)會反向沖刷摻在雨水中的淤泥，然后通過底部的排水口排出淤泥。

3.5 北城二期道路改造工程

作為臨沂海綿城市建設(shè)的首要推進區(qū)，臨沂市北城新區(qū)二期引入了海綿城市建設(shè)理念，形成“一心、三帶、三廊、多點”的綠地結(jié)構(gòu)。初步進行了大面積道路人行道滲水性改造工程，涉及北城新區(qū)長沙路等六條交通干道，人行道用具有透水性的耐火磚替換了混凝土磚，總工程量5.9萬 m2。

對兩種磚體進行模擬降水的對比試驗，發(fā)現(xiàn)普通混凝土磚人行道在遭遇降水時，磚塊本身無滲水能力，水體完全依靠磚塊之間的鋪設(shè)形成的縫隙完成下滲，下滲速度慢，下滲率低，且磚面易出現(xiàn)雨水積存現(xiàn)象；透水性耐火磚人行道在遭遇降水時，磚塊之間縫隙大，磚塊本身也具有吸水性，水體下滲速率快，且磚面不會出現(xiàn)雨水積存現(xiàn)象。

但該項目目前僅進行了人行道滲水材料鋪設(shè)，遭遇急雨暴雨天氣時，雨水經(jīng)人行道滲水材料進入地下后僅靠土壤自然積存、滲透、凈化，因此蓄水、凈水能力差，效率低，周期長。

4 臨沂海綿城市建設(shè)的建議和思考

根據(jù)海綿城市建設(shè)的目標(biāo)和應(yīng)遵循的基本原則[4～6]，在對臨沂海綿城市建設(shè)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對目前存在的問題，提出了科學(xué)可行的建議。

4.1 臨沂國際雕塑公園改造項目

在臨沂國際雕塑公園地理位置、生態(tài)基礎(chǔ)以及海綿項目改造現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對園區(qū)進一步實現(xiàn)“海綿公園”建設(shè)目標(biāo)提出建議。新規(guī)劃主要針對該園區(qū)四個區(qū)在“海綿化”過程中不徹底的方面進行重新規(guī)劃設(shè)計，進一步將雕塑公園建設(shè)成“海綿公園”。

（1）入口區(qū)：將以滲水性較強的“海綿道路”代替以大理石為主要材料的硬質(zhì)路面，增強入口區(qū)滲水能力，同時增大入口區(qū)綠化比例，將綠色植物與“海綿體”有機結(jié)合。

（2）林下區(qū)：重點強化該區(qū)內(nèi)的雨水調(diào)蓄能力，實現(xiàn)雨水調(diào)蓄池功能多元化、運作高效化，將其打造成集儲水、凈水、雨水再利用于一體的雨水收集利用系統(tǒng)，使其能夠解決園區(qū)內(nèi)70%以上的綠化灌溉、景觀水等用水。

（3）現(xiàn)代園區(qū)：結(jié)合該區(qū)域東北高西南低的地勢特點，計劃將該區(qū)域西南最低洼綠地改造為地下雨水調(diào)蓄池，主要承擔(dān)現(xiàn)代園區(qū)的雨水排水、蓄水，解決現(xiàn)代園區(qū)排水成本高，海綿項目覆蓋率低的問題。

（4）雕塑園區(qū)：該園區(qū)人文因素豐富，布局較多雕塑，規(guī)劃建設(shè)中將海綿項目細化，對該區(qū)景觀花池、大型喬木和游客休閑座椅等進行“海綿化”改造，使其能夠發(fā)揮分散的、小規(guī)模的源頭控制機制。

4.2 新關(guān)東棚戶區(qū)改造項目——新型透水孔

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，新東關(guān)社區(qū)“透水孔”的滲水、蓄水功能主要由自然力量承擔(dān)，滲水、蓄水效果較差，無法應(yīng)對暴雨急雨等天氣，更無法實現(xiàn)雨水的再利用。對此，針對透水孔技術(shù)進行改造，提出新型透水孔設(shè)計方案（圖2）。新型透水孔路面采用四層鋪設(shè)，最下層（第四層）為排水層，在建設(shè)土基中鋪設(shè)滲水管；第三層是由30 cm厚的大顆粒石子組成為石子層；第二層為持力層，澆筑15 cm厚的混凝土，并鉆出直徑為15 cm的規(guī)整透水孔，每個透水孔間隔40 cm；最上層（第一層）按“人字形”豎鋪滲水磚。相比第一代透水孔，新型透水孔大大提高了道路滲水效率，同時與雨水回收利用技術(shù)有機結(jié)合。

5 結(jié)語

通過海綿城市建設(shè)，實現(xiàn)雨水資源的高效利用，一方面綜合提升了城市防洪排澇能力，另一方面使徑流污染得到有效削減，進而逐步實現(xiàn)小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、“熱島效應(yīng)”緩解的目標(biāo)。同時又能充分發(fā)揮城市綠地、水體、建筑、道路等基礎(chǔ)設(shè)施對雨水的吸納、蓄存、凈化和緩釋等作用，實現(xiàn)雨水的二次利用。建成以生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)、現(xiàn)代科技為手段的多元化城市雨水管理系統(tǒng)，以解決臨沂市雨澇災(zāi)害和水污染管理兩大核心問題，從而平衡城市建設(shè)與水生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。

參考文獻：

[1]俞孔堅，李迪華，袁 弘 等.“海綿城市”理論與實踐[J].城市規(guī)劃，2015，39（6）：26～36.

[2]陳向軍. 臨沂市水資源開發(fā)利用與優(yōu)化配置實踐[J].中國水運（下半月），2015（3）：141～142.

[3]張鳳美.臨沂市水資源承載力及其提升措施研究[J].臨沂大學(xué)學(xué)報，2012（3）：129～131.

[4]肖 明，白強林.建設(shè)海綿城市的舉措與啟示[J].綠色科技，2016（8）：164～166.

[5]李運杰，張 弛，冷祥陽，等.智慧化海綿城市的探討與展望[J].南水北調(diào)與水利科技，2016（1）：161～164.

[6]應(yīng) 君，張青萍.海綿城市理念下城市透水性鋪裝的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代城市研究，2016（7）：41～46.

[7]廖朝軒，高愛國，黃恩浩.國外雨水管理對我國海綿城市建設(shè)的啟示[J].水資源保護，2016（1）：42～45，50.

[8]吳丹潔，詹圣澤，李友華.中國特色海綿城市的新興趨勢與實踐研究[J].中國軟科學(xué)，2016（1）：79～97.

[9]崔廣柏，張其成，湛忠宇.海綿城市建設(shè)研究進展與若干問題探討[J].水資源保護，2016（2）：1～4.

[10]張 旺，龐靖鵬.海綿城市建設(shè)應(yīng)作為新時期城市治水的重要內(nèi)容[J].水利發(fā)展研究，2014（9）：5～7.

[11]袁 媛.基于城市內(nèi)澇防治的海綿城市建設(shè)研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2016.

[12]王文亮，李俊奇，王二松.海綿城市建設(shè)要點簡析[J].建設(shè)科技，2015（1）：19～21.