工業(yè)園區(qū)海綿城市建設(shè)技術(shù)模式分析

王琎

摘要：隨著生態(tài)瓶頸凸顯，傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)建設(shè)模式受到很大制約，工業(yè)園區(qū)建設(shè)海綿城市的探索實(shí)踐具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用比較分析法，闡述了工業(yè)園區(qū)海綿城市建設(shè)的必要性和可行性，論述了工業(yè)園區(qū)海綿城市建設(shè)的技術(shù)路徑。

關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū);海綿城市;技術(shù)選擇

一、海綿城市的概念和特點(diǎn)

海綿城市是指對(duì)水資源的二次利用，當(dāng)城市面對(duì)環(huán)境變化和水災(zāi)時(shí)可以像海綿一樣擁有良好的吸水、蓄水、凈水能力，在緩解水災(zāi)帶來危害的同時(shí)儲(chǔ)存、處理雨水，使水資源再次利用。海綿城市最大的特點(diǎn)是自然性積存、滲透和凈化，其技術(shù)路徑包括：一是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)生態(tài)環(huán)境中原有的江河湖、濕地、溝渠等水源性生態(tài)環(huán)境進(jìn)行最大程度的保護(hù)，開發(fā)建設(shè)時(shí)保留足夠的蓄水緩沖能力;二是修復(fù)生態(tài)環(huán)境，通過生態(tài)手段對(duì)開發(fā)建設(shè)過程中破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行自然修復(fù);三是低影響開發(fā)，在城市建設(shè)開發(fā)時(shí)，在特定區(qū)域盡力降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，并對(duì)降雨加以儲(chǔ)存和利用。

二、工業(yè)園區(qū)的特性

工業(yè)園區(qū)既有城市屬性，也有其自身特性。第一，多數(shù)在郊區(qū)、山地、溝谷，地形地貌多樣;第二，開發(fā)建設(shè)前部分地域保有原生態(tài)，為園區(qū)環(huán)境保護(hù)和水土保持提供了支撐點(diǎn);第三，地下管線復(fù)雜，除市政管網(wǎng)外還有很多工業(yè)管線和配套設(shè)備;第四，基本都實(shí)現(xiàn)雨污分流，建有配套的污水處理廠和污水管網(wǎng)，污水等管網(wǎng)設(shè)有泵站;第五，用水主要是工業(yè)用水，需水量排水量很大，管道內(nèi)徑大，管網(wǎng)儲(chǔ)備容量大，管網(wǎng)布局更加科學(xué);第六，園內(nèi)功能分區(qū)簡(jiǎn)單，大部分都是屬性相近的工業(yè)企業(yè)、研發(fā)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，通常會(huì)形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)聚落，只有極少數(shù)的管理服務(wù)建筑和居住區(qū)。

三、工業(yè)園區(qū)建設(shè)海綿城市的意義

（一）改善工業(yè)園區(qū)的生態(tài)環(huán)境。工業(yè)園區(qū)生態(tài)環(huán)境總體偏好，但由于建在郊區(qū)、山地、溝谷，地貌發(fā)育，地形破碎，土層較薄，地表滲漏強(qiáng)，環(huán)境容量小，水生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性差，一旦被破壞，其修復(fù)難度大，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高。海綿城市系統(tǒng)性的提出了針對(duì)水環(huán)境、水安全、水資源、水生態(tài)的一系列工程技術(shù)措施，通過加強(qiáng)對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，修復(fù)已破壞的生態(tài)環(huán)境以及實(shí)施低影響開發(fā)，從而達(dá)到改善水環(huán)境、保障水安全，利用水資源、修復(fù)水生態(tài)的目的。海綿城市建設(shè)對(duì)保障園區(qū)汛期安全，改善園區(qū)環(huán)境，提升生態(tài)容量具有重要作用。因此，在工業(yè)園區(qū)推進(jìn)海綿城市建設(shè)是必要和可行的。

（二）降低徑流污染。我國(guó)水資源不足，地表水資源污染較重，如不能及時(shí)止損，可用水資源將會(huì)逐漸枯竭，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展失去可持續(xù)性。工業(yè)園區(qū)水的污染源主要是工業(yè)廢水和地表污物沖刷。工業(yè)廢水現(xiàn)基本都有污水處理廠處理。地表沖刷污染主要由降雨徑流的淋浴和沖刷產(chǎn)生，暴雨時(shí)徑流將地表的和沉積在管網(wǎng)的污物，在短時(shí)間內(nèi)沖刷匯入受納水體引起水體污染。海綿城市就是通過人工濕地、生態(tài)濾池等措施過濾和降解污染物，達(dá)到凈化水體、控制污染、保護(hù)城市水環(huán)境的目的。

（三）緩解水資源短缺。我國(guó)淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6%，人均水資源量不足世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口增長(zhǎng)，城市化率大幅提升，隨著重化工業(yè)發(fā)展，我國(guó)對(duì)淡水的需求量劇增，造成地下水資源過度開采，生態(tài)安全隱患倍增，發(fā)展遭遇瓶頸。工業(yè)園區(qū)用水量大且增量也大，如何破解這個(gè)瓶頸成為發(fā)展的重要課題。海綿城市有著較好地凈水、儲(chǔ)水系統(tǒng)，能將地表沖刷的雨污進(jìn)行匯集處理，不但解決了污染問題，還能最大程度利用雨水。山東中部地區(qū)年降雨量約800mm，一個(gè)面積10平方公里的中型工業(yè)園，年雨水地表徑流就是800萬m?，按照最終可利用率20%計(jì)算，每年就能為園區(qū)提供160萬m?的用水，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益可觀。

四、工業(yè)園區(qū)海綿城市建設(shè)相關(guān)技術(shù)分析

工業(yè)園區(qū)作為城市化進(jìn)程中的重要組成部分，以工業(yè)園區(qū)為基礎(chǔ)研究海綿城市技術(shù)方案具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。本工業(yè)園區(qū)在利用低影響技術(shù)建設(shè)成海綿型工業(yè)園區(qū)之后蓄水和排水效果都得到了很大的改善，為探索建設(shè)海綿型工業(yè)園區(qū)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)路線。

（一）工業(yè)園區(qū)低影響開發(fā)單元技術(shù)選擇

1、地表產(chǎn)流計(jì)算方法

地表產(chǎn)流指降雨經(jīng)過損失變成凈雨，有3種類型地表單獨(dú)進(jìn)行產(chǎn)流計(jì)算，排水區(qū)域出流量等于3個(gè)部分出流量之和。地表產(chǎn)流計(jì)算方法和降雨設(shè)計(jì)計(jì)算方法用于計(jì)算出流曲線。

2、降雨設(shè)計(jì)

當(dāng)前常用的暴雨模型方法有CHN祛、PG法等，排水設(shè)計(jì)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（CB50014-2006）， 暴雨強(qiáng)度公式-般采用以下公式：q=167A（ I+CpP）（，+h ）*：A I為重現(xiàn)期一年的設(shè)計(jì)降雨雨量，C為雨最變動(dòng)參數(shù)，P為設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期，以為降雨歷時(shí)，6.n為常數(shù)，q為一定降雨歷時(shí)bz內(nèi)與單位面積上的超過頻率為P的平均雨深。

3、地表污染物積累公式

本文中地表污染物積累公式來源于東南大學(xué)孟軍的碩士論文《海綿型工業(yè)園區(qū)關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計(jì)方案研究》。其中污染物的積累量B是時(shí)間參數(shù)的冪麗數(shù)，隨著時(shí)間測(cè)增加而增加，直到達(dá)到一個(gè)極限值，即B=min（CG， Cs”）。其中，Ci為最大累積量，C2為累計(jì)率常數(shù)，C，鄭時(shí)間常數(shù)，為時(shí)間變量。指數(shù)函數(shù)累積公式，當(dāng)污染物累積與時(shí)間成一定的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，累積至極限值即停止，B-C（1-e-*），C為最大累積量，C2為累積率，t為時(shí)間變量。

（二）工業(yè)園區(qū)應(yīng)用低影響技術(shù)的效果分析

本工業(yè)園區(qū)應(yīng)用低影響技術(shù)建設(shè)海綿廠區(qū)，在應(yīng)用了成組套的低影響技術(shù)后，園區(qū)的降雨徑流和徑流中的污染物都有明顯降低。通過對(duì)蓄水池和水敏性設(shè)施的檢測(cè)得出結(jié)論，在有蓄水池和水敏性設(shè)施情況下，二者的出流曲線基本相同，流量較無水敏性設(shè)施情況減少29%;在產(chǎn)流時(shí)間上，有蓄水池情況下較有水敏性設(shè)施情況延后約10mnin，工業(yè)園區(qū)的降雨徑流峰值以及徑流中的污染物都有效降低，不但削減了降雨的徑流量而且也使地下水得到及時(shí)補(bǔ)充。

（三）工業(yè)園區(qū)低影響開發(fā)技術(shù)

1、排放雨水。當(dāng)雨峰值過大的時(shí)候，應(yīng)用下凹綠地技術(shù)、綠色屋頂技術(shù)、滲透鋪裝技術(shù)等低影響開發(fā)技術(shù)可以有效減少降雨徑流的峰值，用地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)一般排放和超標(biāo)雨水的排放，避免內(nèi)澇等災(zāi)害。蓄起來的雨水，一部分經(jīng)過污水處理廠處理后可用于綠化灌溉、日常生活和部分工業(yè)生產(chǎn)，一部分經(jīng)過滲透補(bǔ)給地下水，多余的部分就經(jīng)市政管網(wǎng)排進(jìn)河流，不僅降低了雨水峰值過高時(shí)出現(xiàn)積水的幾率，也減少了第一時(shí)間對(duì)水源的直接污染。

2、滯留雨水。在城市建筑建設(shè)過程中利用低影響開發(fā)技術(shù)可使降雨的徑流量有效削減，進(jìn)而使地下水資源得到補(bǔ)充，減少徑流中的污染物。此外，還可以使開發(fā)之后的水文狀態(tài)接近河流開發(fā)之前，延緩短時(shí)間內(nèi)形成的雨水徑流量，或用水泵直接提升到高地儲(chǔ)水池中，在凈化水源的過程中設(shè)置截污處理對(duì)下滲雨水進(jìn)行第二次的凈化，進(jìn)入模塊蓄水池之后配合生物技術(shù)再次凈化后循環(huán)利用到冷卻水補(bǔ)水、綠化灌溉、混凝土攪拌等方面。

3、合理應(yīng)用雨水。低影響開發(fā)技術(shù)可以明顯削減徑流的污染物，去除率可以達(dá)到甚至超過40%，，有效提高水資源二次利用率。例如將停車場(chǎng)上面的雨水收集凈化后用于洗車或者收集雨水用于灌溉、洗車等，通過“蓄”把水留在原地，再通過凈化把水“用”在原地。

五、結(jié)語：

海綿城市規(guī)劃建設(shè)理念和相關(guān)技術(shù)在工業(yè)園區(qū)建設(shè)實(shí)踐中具有確定的可行性，建設(shè)海綿型工業(yè)園區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境生態(tài)效益顯著，它順應(yīng)了“低碳—生態(tài)”的建設(shè)理念，對(duì)生態(tài)文明建設(shè)水平的提高具有重要現(xiàn)實(shí)作用。

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