太原市海綿城市建設(shè)的探討

王 方

(太原市市政工程設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

太原市海綿城市建設(shè)的探討

王 方

(太原市市政工程設(shè)計研究院，山西 太原 030001)

結(jié)合《太原市海綿城市建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》的編制工作，介紹了太原市暴雨強(qiáng)度公式的修編情況，探討了具體落實太原市海綿城市建設(shè)的措施，提出了針對太原市濕陷性黃土地區(qū)的海綿城市建設(shè)的技術(shù)要求，并對城市管理部門提供了建設(shè)與管理建議。

海綿城市，暴雨強(qiáng)度公式，濕陷性黃土

太原市是一個嚴(yán)重缺水的城市，水資源人均占有量僅為全國人均水平的7.4%。全面推進(jìn)海綿城市建設(shè)，對保障城市水安全、修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)地表及地下水資源、增強(qiáng)城市排澇能力、促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展，具有重要意義。

1 暴雨強(qiáng)度公式的修編及啟用

太原市現(xiàn)行的暴雨強(qiáng)度公式采用了1955年—1982年27年的自記雨量記錄資料，于1983年由太原市市政工程設(shè)計研究院推導(dǎo)完成后使用至今，太原市雨水系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)均依據(jù)此公式。2015年，太原市市政工程設(shè)計研究院與山西省氣象科學(xué)研究所聯(lián)合對暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行了修編，并由太原市規(guī)劃局組織專家評審，最終形成了《太原市區(qū)暴雨強(qiáng)度公式編制報告》，完成了太原市區(qū)暴雨強(qiáng)度公式的修編與設(shè)計暴雨雨型的確定工作。目前，該公式還沒有正式使用。

舊的暴雨強(qiáng)度公式是根據(jù)年多個樣法得到的暴雨強(qiáng)度公式，公式如下：

新的暴雨強(qiáng)度公式是采用年最大值法推導(dǎo)的暴雨強(qiáng)度公式，公式如下：

新公式雨強(qiáng)值比舊公式得到的雨強(qiáng)值大。隨著重現(xiàn)期增大，雨強(qiáng)值增加的幅度也增大，如表1所示。

表1 新公式比舊公式雨強(qiáng)提高的幅度 %

暴雨強(qiáng)度公式與城市排水設(shè)施的建設(shè)密切相關(guān)，如果設(shè)計值偏低，則據(jù)此設(shè)計的城市排水設(shè)施抵御短歷時暴雨和特大暴雨的能力降低，容易造成城市內(nèi)澇，威脅到居民的生命財產(chǎn)安全。設(shè)計值偏高，則產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。

新的暴雨強(qiáng)度公式主要基于小店區(qū)張花村氣象站資料，而張花村位于山西轉(zhuǎn)型綜改試驗區(qū)太原起步區(qū)范圍，因此在2017年開展的太原起步區(qū)建設(shè)中，從排水規(guī)劃到道路排水設(shè)計均率先采用了這一新的暴雨強(qiáng)度公式。

建議在海綿城市建設(shè)的工程中，應(yīng)盡快啟用新公式，指導(dǎo)工程實踐。

2 海綿城市建設(shè)的落實措施

2.1 水利工程與市政排水管網(wǎng)建設(shè)銜接

目前，太原市仍然是“多龍治水”的現(xiàn)狀，水利工程與市政排水管網(wǎng)建設(shè)分別屬于兩個行業(yè)，分別采用不同的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范，導(dǎo)致出現(xiàn)銜接問題。太原市虎峪河、九院沙河等多條內(nèi)河均為懸河，上游東西山范圍的河道縱坡大，下游城市段的河道縱坡小，造成上游來水急而猛，下游匯水范圍的雨水不能及時入河的局面。同時，由于汾河公園的蓄水美化建設(shè)，內(nèi)河雨水只能排入汾河?xùn)|西暗涵，東西暗涵由水利部分設(shè)計實施，斷面有限，不能完全接納上游河道來水，造成頂托。海綿城市的建設(shè)，要充分解決防洪、防澇、排水三者之間的有效銜接問題，系統(tǒng)性解決問題。提高城市段河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)，改造汾河?xùn)|西暗涵入河口，超標(biāo)雨水應(yīng)能直接排入汾河。

2.2 完善雨水排水出路工程

海綿城市建設(shè)的一個重要內(nèi)容就是完善城市雨水排水出路。

太原市排水系統(tǒng)的建設(shè)仍是依托道路建設(shè)，少有因排水問題引起的道路建設(shè)。南環(huán)高速以南的小店區(qū)，除北張退水渠沿線區(qū)域的雨水可自排入北張渠外，其余區(qū)域的雨水大部分要經(jīng)泵站抽排，主要涉及大村雨水泵站系統(tǒng)、教育園區(qū)雨水泵站系統(tǒng)。

大村雨水泵站的雨水匯水范圍包括兩部分：一是以人民路為干管的汾東商務(wù)區(qū)啟動區(qū)比較低洼地區(qū)，即北起電子街，南到十號線南線，東自真武路西側(cè)規(guī)劃路，西至汾河?xùn)|岸，匯水面積約1 043 hm2；二是主要以太原市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及以東部分地區(qū)，以大昌路為干管的區(qū)域，即北起北環(huán)路，南到四號路東段，東自馬練營，西至唐槐路、大運(yùn)路，匯水面積約1 397 hm2，兩部分匯水總面積2 440 hm2。兩區(qū)域內(nèi)雨水最終通過敷設(shè)于十號線的雨水主干管，自東向西，至規(guī)劃東岸公園路后，再向南進(jìn)入大村雨水泵站，通過泵站抽排入汾河。雨水規(guī)劃科教園區(qū)雨水泵站系統(tǒng)，匯水范圍北起規(guī)劃景觀渠，南到太榆總退水渠，西起大運(yùn)路西側(cè)規(guī)劃路，東到規(guī)劃東邊界，總匯水面積約1 713 hm2。

大村泵站與科教園區(qū)雨水泵站，規(guī)劃規(guī)模分別為24 m3/s,25 m3/s。目前，上述區(qū)域內(nèi)雨水無出路，均為臨時抽排至干渠等，應(yīng)盡快啟動2座泵站的建設(shè)，完善太原城南地區(qū)的雨水出路。

2.3 配套建設(shè)污水處理廠

太原市中心區(qū)的污水布局以汾河為界，分成河?xùn)|和河西兩大部分，東、西兩側(cè)污水系統(tǒng)各自獨(dú)建，無所關(guān)聯(lián)。河西地區(qū)，已經(jīng)建成晉陽污水處理廠及配套管網(wǎng)。排水規(guī)劃中，河?xùn)|規(guī)劃5個污水處理系統(tǒng)，即北郊廠、趙莊廠、楊家堡廠、城南廠、汾東廠。其中北郊、趙莊、楊家堡、城南為現(xiàn)狀污水處理廠，汾東為新建污水處理廠。

規(guī)劃汾東污水廠服務(wù)范圍北起南環(huán)過境高速路，南到太中銀鐵路，西起汾河，東到太榆市政分界線。區(qū)域內(nèi)，現(xiàn)狀污水廠僅有陽光污水處理廠，并有配套的管網(wǎng)系統(tǒng)，但其處理規(guī)模有限。陽光污水廠服務(wù)范圍以外，也已經(jīng)有部分污水管線實施完畢。

汾東污水廠服務(wù)范圍內(nèi)現(xiàn)狀污水處理設(shè)施能力不足，大部分污水未經(jīng)處理直接排入北張退水渠、太榆退水渠并最終進(jìn)入汾河，嚴(yán)重污染水體環(huán)境。啟動汾東污水處理廠的建設(shè)勢在必行。

2.4 市政道路工程建設(shè)的建議

太原市新建道路的路側(cè)帶多采用人非共板的型式，其組成依次包括：綠化(行道樹)設(shè)施帶、非機(jī)動車道、人行道。部分道路人行道內(nèi)側(cè)增設(shè)了第二排行道樹，路側(cè)帶綠地面積較小，僅能滿足機(jī)動車道雨水的蓄滯。行道樹之間的非功能區(qū)硬化鋪裝利用率較低，可設(shè)置下沉式綠地蓄滯路面雨水。

太原市快速路、主干路的中間分隔綠化帶寬度大部分在2 m～4 m之間。受道路橫坡影響，中間分隔帶僅能蓄滲對應(yīng)寬度范圍的雨水。由于中間分隔帶緊鄰機(jī)動車道，路面平整度要求高，以及考慮路基防滲的安全，綠地下凹深度不宜過大。

3 針對濕陷性黃土地區(qū)的技術(shù)措施

太原市濕陷性黃土區(qū)域主要分布在東西山地區(qū)，大部分為非自重濕陷性黃土，局部為自重濕陷性黃土，濕陷等級為Ⅰ級、Ⅱ級，濕陷土層厚度為2 m～10 m。

雖然濕陷性等級不高，但是遇水發(fā)生濕載變形、結(jié)構(gòu)破壞、承載能力下降的可能性依然存在。在海綿城市建設(shè)中，在濕陷性黃土地區(qū)不應(yīng)使用大型、深層入滲設(shè)施。在采用小型、淺層入滲設(shè)施時，應(yīng)采取防滲措施。

針對濕陷性黃土地區(qū)的海綿城市建設(shè)技術(shù)措施：

1)新建道路，側(cè)分帶較寬的兩側(cè)采用鋼筋混凝土擋墻支撐與防水，擋墻深度超過換填深度，底部采用防水土工布防滲。

2)改造道路，側(cè)分帶較寬時，可采用自然放坡加兩布一膜(兩層土工布，一層防水膜)進(jìn)行防滲。

3)側(cè)分帶較窄的改造道路、新建道路的不換填路段，原土回填時采用防水磚墻+兩布一膜進(jìn)行防滲。

4)雨水蓄水設(shè)施遠(yuǎn)離建筑物基礎(chǔ)水平凈距應(yīng)在3 m以上，同時在靠近建筑的一側(cè)采用防水土工布進(jìn)行防滲。

5)在建筑物周邊設(shè)置雨水調(diào)蓄池時，當(dāng)難以滿足3 m安全距離時，需設(shè)置鋼筋混凝土擋墻，深度6 m。

具體工程中，應(yīng)結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)勘察資料，針對具體海綿設(shè)施布局、周邊建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)形式及承載原理，通過現(xiàn)場試驗、模型模擬、變形觀測等手段，深入研究雨水滲流機(jī)理，定量評估濕陷風(fēng)險及防滲措施科學(xué)性，推進(jìn)海綿城市建設(shè)工作。

4 海綿城市建設(shè)意見

1)建議由市人民政府作為責(zé)任主體，會同規(guī)劃、排水、道路、園林、交通、國土等相關(guān)部門，成立“海綿城市建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組”，研究協(xié)調(diào)城市開發(fā)各個環(huán)節(jié)，組織各部門的實施建設(shè)責(zé)任分工。

2)根據(jù)海綿城市建設(shè)的相關(guān)要求，制定我市新建建筑、小區(qū)的低影響開發(fā)控制指標(biāo)、建設(shè)細(xì)則及監(jiān)督管理辦法。

3)結(jié)合新的排水防澇防洪標(biāo)準(zhǔn)，厘清現(xiàn)狀河渠、緩洪池、排水泵站現(xiàn)狀及存在的問題，制定下一步雨污分流及主要積水點(diǎn)改造措施。

4)完善PPP投融資政策，積極引導(dǎo)社會資本參與項目的實施建設(shè)。

5 結(jié)語

太原市在國家城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的新時期開展海綿城市建設(shè)意義重大，符合生態(tài)城市發(fā)展規(guī)律。太原市的地貌地質(zhì)特征(階地、河漫灘等)及降雨氣候等基礎(chǔ)條件，適合海綿城市建設(shè)。由政府作為責(zé)任主體，依據(jù)新的排水防澇防洪標(biāo)準(zhǔn)，積極引導(dǎo)社會資本參與項目的實施建設(shè)，可實現(xiàn)太原市海綿城市建設(shè)目標(biāo)。

[1] 仇保興.海綿城市(LID)的內(nèi)涵、途徑與展望[J].建設(shè)科技,2015(1):11-18.

[2] 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,2014,14(9):5-7.

DiscussiononthespongecityconstructioninTaiyuan

WangFang

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Taiyuan030001,China)

Combining with the preparation work ofCitySpongeConstructionTechnicalGuidelinesinTaiyuan, this paper introduced the revision situation of rainstorm intensity formula in Taiyuan, discussed the strategies concrete implementation of sponge city construction in Taiyuan, put forward the technology requirements of sponge city construction for collapsible loess region in Taiyuan, and provided construction and management suggestions for city management departments.

sponge city, rainstorm intensity formula, collapsible loess

1009-6825(2017)23-0131-02

2017-06-08

王 方(1984- ),男，工程師

TU984.111

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