玉溪市紅塔區(qū)海綿城市建設方法探討

趙曉艷，王志榮，姜躍麗，李竹英*

（1.玉溪聶耳公園，云南紅塔區(qū)653100；2.玉溪市規(guī)劃設計院，云南紅塔區(qū)653100；3.玉溪農(nóng)業(yè)職業(yè)技術學院，云南紅塔區(qū)653100）

近年來，玉溪市紅塔區(qū)城鎮(zhèn)化進程不斷加速。經(jīng)濟社會快速發(fā)展的同時，也帶來了水資源供需矛盾加劇、排水防澇基礎設施建設滯后、城市徑流面源污染日益嚴重等突出問題，亟需通過建設海綿城市（是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災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）加以解決，并為西部高原山地同類中小城市建設發(fā)展提供借鑒。

自成為“海綿城市”試點以來，玉溪市紅塔區(qū)委、區(qū)政府高度重視地下綜合管廊建設和海綿城市建設工作，成立了以區(qū)委、區(qū)政府主要領導和分管領導牽頭的工作領導小組和專項工作指揮部，積極開展項目建設和理念政策宣傳等活動。一年多來，全區(qū)上下從思想認識聚焦到部門行動集合再到城市管理機制創(chuàng)新都做了系統(tǒng)的探索與實踐。目前，玉溪市紅塔區(qū)海綿城市建設項目有山水佳園小區(qū)、聶耳東路以及玉湖片區(qū)，面積約2.1 km2。玉湖片區(qū)作為匯水片區(qū)已基本實現(xiàn)了“小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的海綿城市要求；在出水口生態(tài)公園，昔日單純的水景觀已被改造成集收集、沉淀、凈化、景觀、再利用等功能為一體的人工濕地；在紅塔區(qū)撫仙南路延長線，就是紅塔區(qū)首條按照海綿城市理念打造的市政道路。綠化帶按滲水、蓄水的“海綿體”設計；兩旁的石階，也不再是單純的擋水、擋土設施，而是變身為疏水的通道。目前建成的海綿城市項目，除撫仙南路延長線外，還建成了海綿學校-市二幼，海綿廣場-東風廣場，海綿小區(qū)-市干休所生活區(qū)等。

1 紅塔區(qū)城市建設水資源處理中存在的問題

1.1 傳統(tǒng)的城市開發(fā)方式導致城市水生態(tài)功能被削弱

目前紅塔區(qū)中心城區(qū)的河道多為硬質駁岸，濱岸無綠化帶；大型的公園與綠地存在使用功能偏重、生態(tài)功能偏弱的狀況，水生態(tài)需進一步改造完善；河湖生態(tài)岸線薄弱，未統(tǒng)籌河道防洪與生態(tài)景觀功能；雨水利用嚴重不足，地表硬化導致城市水文循環(huán)破壞。

1.2 廣場鋪裝大多數(shù)為不透水鋪裝

玉溪市紅塔區(qū)的廣場鋪裝大多數(shù)為不透水鋪裝，其徑流量較大，不符合海綿城市建設雨水徑流源頭控制的原則；園區(qū)內綠地高出道路廣場，造成雨水難以進入綠地；種植土透水性一般，不利于雨水滯留滲排。

1.3 基礎設施不全，水資源利用不足

園區(qū)道路廣場的雨水徑流難于進入綠地；表層紅土之下的粘土透水性一般，不利于雨水滯留滲排。經(jīng)過計算，片區(qū)內現(xiàn)有的排水設施還無法滿足海綿城市建設總體目標的要求，需增加低影響開發(fā)措施，以實現(xiàn)建設目標。管網(wǎng)現(xiàn)狀為雨污合流，通過蓋板溝排入市政污水管涵道，有異味。

2 紅塔區(qū)海綿城市建成區(qū)的建設做法

在海綿城市建設過程中，遵守場地評估（場地調查，明確需求與外邊界條件）-初步設計（分析場地的豎向條件，初步選擇低影響開發(fā)設施的類型）-詳細設計（劃定排水分區(qū)，確定各低影響開發(fā)設施的規(guī)模，核算場地內多年平均徑流總量控制指標，設施優(yōu)化組合）。

2.1 場地評估及現(xiàn)狀分析

即場地調查，明確需求與外邊界條件并分析場地的豎向條件，初步選擇低影響開發(fā)設施的類型。在進行海綿道路、海綿小區(qū)、海綿廣場等項目建設前，工作首先是進行場地評估，包括項目位置、總用地面積、功能、地勢、坡度、鋪裝材料分析、豎向分析、管網(wǎng)分析、植被現(xiàn)狀等并采用SWMM模型進行現(xiàn)狀模擬計算，得到現(xiàn)狀徑流總量控制率。如東風廣場場地總體地勢為東邊高，西邊低，場地坡度為0.2%～2.0%，現(xiàn)狀徑流總量控制率為69.13%；玉溪市二幼，根據(jù)場地內的下墊面類型綜合計算場地現(xiàn)狀的綜合流量徑流系數(shù)為0.75，雨量徑流系數(shù)為0.74。主校區(qū)高于周邊路面，坡向明顯；主校區(qū)現(xiàn)狀鋪裝為水泥，管網(wǎng)現(xiàn)狀為雨污合流，通過3條蓋板溝排入市政污水管涵道。

2.2 確定設計目標

在場地評估及現(xiàn)狀分析的基礎上，確定設計目標及實施方案。以玉溪市二幼為例，確定的海綿改造綜合目標為雨水年徑流控制率為85%，室外透水鋪裝改造率為100%，適當?shù)挠晁Y源化利用示范，雨污分流改造以及增強排水能力；美學和景觀品質的提升。而對于東風廣場，其海綿改造目標為實現(xiàn)90%的徑流控制率，對應設計降雨32.4 mm，SS消減率達到45%，雨水資源利用率12%。

2.3 設計方案

2.3.1 景觀方案

根據(jù)各海綿改造項目的性質不同、場地情況及功能要求，確定景觀平面方案。如玉溪市二幼，設計了以彩色透水混凝土鋪裝的前廣場、活動場地、雨水花園、小農(nóng)夫菜園、趣味沙坑等景觀區(qū)，滿足幼兒園的各項使用和景觀功能。

2.3.2 徑流設計

根據(jù)不同地區(qū)的年徑流總量控制率與對應的設計雨量的關系，設計各地控制率，如紅塔區(qū)控制率與雨量對應關系見表1。玉溪市二幼的設計徑流總量控制率為85%，對應的雨量設計為25.8 mm。

表1 不同年徑流總量控制率對應的設計雨量

2.3.3 海綿匯流設施

海綿改造項目關鍵的技術要點在于如何將道路、廣場、綠地的雨水引至設計海綿設施點。

只有雨水能夠順利匯流至海綿設計處，海綿改造才能真正落到實處。為保證方案的可實施性，主要有以下幾種做法。

（1）路緣石開口與植草溝相結合。此種做法主要用于道路兩側。當雨量大、路面有積水時，雨水能通過路緣石開口流入比道路低的植草溝內，保證路面不積水。

（2）在道路一側設立排水溝、排水淺槽，可將雨水排至排水溝內，這種方法可避免道路或草坪積水。

（3）雨水接至滯留口、雨水花園。通過在適當位置設置滯留口、雨水花園，可將道路、管網(wǎng)處的雨水接至滯留口、雨水花園，真正起到海綿體的作用。

（4）生物滯留池。生物滯留池不但能滯蓄雨水徑流，還能通過植物、土壤和微生物的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)水質凈化，是海綿城市建設的重要技術手段。

（5）雨水花園。雨水花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地，被用于匯聚并吸收來自屋頂或地面的雨水，通過植物、沙土的綜合作用使雨水得到凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，或使之補給景觀用水、廁所用水等城市用水，是一種生態(tài)可持續(xù)的雨洪控制與雨水利用設施。

（6）雨水濕塘。濕塘是指具有雨水調蓄和凈化功能，并以雨水為主要補水水源的景觀水體。濕塘可結合綠地、開放空間等場地條件設計為多功能調蓄水體，即平時發(fā)揮正常的景觀及休閑、娛樂功能，暴雨發(fā)生時發(fā)揮調蓄功能，實現(xiàn)土地資源的多功能利用，是海綿城市建設的重要技術手段。在氣候溫和、雨量充沛、城市化進程較快的地區(qū)，濕塘可以發(fā)揮重要作用。

（7）植草溝。植草溝是指種有植被的地表溝渠，按照是否常年保持一定的水面又可分為濕式植草溝和干式植草溝。植草溝的基本功能是替代硬化溝渠，傳輸?shù)乇韽搅?，在降低雨水地表流速、延長匯流時間的同時，利用溝內的植物和土壤截流、凈化雨水，具有一定的污染控制功能，可用于銜接其他各單項低影響開發(fā)雨水設施、雨水管渠系統(tǒng)和超標雨水徑流排放系統(tǒng)。植草溝還可以提高場地景觀環(huán)境質量，為野生動植物提供棲息地，具有一定的生態(tài)效益。

（8）雨水收集池。雨水收集池有收集、蓄水、凈化雨水的功能，具有良好的環(huán)境效益。傳統(tǒng)的混凝土雨水收集池成本較高且后期難以維護，一旦出現(xiàn)滲漏難以修補。因此現(xiàn)在廣泛采用由雨水收集模塊組裝而成的蓄水池。

（9）溢流井。溢流井一般存在于合流制排水體制，主要是平時不下雨時，其所收集的全部污水順流而下；如果下大雨、暴雨，其降雨強度及其所收集的水量超過其下游管道的輸水能力時，多余部分水量只能從溢流井溢流而出。

3 紅塔區(qū)海綿城市建成區(qū)取得的成績

（1）采用植草溝、雨水花園、下沉式花園、雨水收集池設施，通過這些措施，實現(xiàn)90%的徑流控制率，對應設計降雨32.4 mm，SS削減率達到45%，雨水資源化利用率達到12%。

（2）保留了現(xiàn)狀較好的青石板鋪裝，對局部鋪裝進行透水化改造，并且對路緣石開口，廣場透水鋪裝下設置蓄水模塊，依據(jù)地形高差，引導廣場雨水進入蓄水池，并連通蓄水模塊與濕塘，設置雨水循環(huán)系統(tǒng)，通過雨水濕地循環(huán)處理凈化雨水，蓄水模塊連接自動噴灌系統(tǒng)，利用回用系統(tǒng)澆灑綠地。

（3）保護現(xiàn)有喬木，在喬木稀疏的綠地內設置雨水花園，增設景觀較好的濕塘，增加親水性，以滿足居民的休閑需求。

（4）讓綠化帶“沉下身子”，讓硬邦邦的水泥設施“張開口子”，接納下雨時的路面積水，并將部分雨水留下來，就地消納和利用。在綠化帶樹種選擇上，建設部門征求了園林部門的意見，選擇耐水性較好的迎春柳、杜鵑等本土植物進行栽植，將綠化帶真正打造成城市的“海綿體”。