試論海綿城市建設(shè)在城市水環(huán)境綜合整治中的應用

涂明

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙410000）

0 引言

在新時代背景下，人們對環(huán)境治理給予高度重視，生態(tài)平衡成為經(jīng)濟建設(shè)中的重點內(nèi)容，可大力推動社會發(fā)展。當前，海綿城市理念在各大城市建設(shè)中廣泛應用，要求與城市建筑實際情況相結(jié)合，促進自然資源合理利用，優(yōu)化城市水體環(huán)境，造福子孫后代，實現(xiàn)人與自然和諧共處。

1 海綿城市建設(shè)機理

主要是指在環(huán)境因素不斷變化下，城市對該因素的承受能力，可通過內(nèi)部循環(huán)方式得以改善。面對極端天氣，排水系統(tǒng)不再單純地排放，而是將雨水資源存儲起來，使其滲透到地下，以備后用。此舉可有效提高雨水資源利用率，就地取材，節(jié)約更多經(jīng)濟開支，促進城市經(jīng)濟的綜合發(fā)展。在該思想指導下，海綿城市建設(shè)應注重內(nèi)循環(huán)機制構(gòu)建，使輸排水系統(tǒng)借助地形而定，保障建筑科學性的同時，有效保留自然生態(tài)，為地下水提供充足補給，循序漸進的改善城市水環(huán)境，滿足節(jié)約型社會建設(shè)要求。根據(jù)海綿城市概念可看出其特性，大部分無需經(jīng)過排水管道運輸，可節(jié)約更多人力與物力資源。同時，上述吸收降雨的方式可直接避免洪澇災害發(fā)生，無論降雨再強，均可做到有序疏導與存儲利用，使生態(tài)平衡得到有效保障；還可減少排水管道鋪設(shè)，節(jié)約工程建造成本，確保城市美觀，實現(xiàn)雙贏目標[1]。

此外，海綿城市的排水渠道與方式多樣，在滿足環(huán)保要求的基礎(chǔ)上，不依賴實證管道排水，采取吸收、儲存等方式有效避免和解決內(nèi)澇問題，促進各類水利設(shè)施功能發(fā)揮，使自然環(huán)境得到有效修復，水系統(tǒng)良性循環(huán)，提高排水能力，通過針對性處理等方式使多種實際問題得以解決。在該理念的引導下，將海綿體的作用與功效充分發(fā)揮出來，減少對自然環(huán)境的破壞，縮小線路開挖面積，使城市自然環(huán)境得到改善，保障生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，節(jié)約政府財政支出，提高居民居住舒適度。

2 城市水環(huán)境現(xiàn)存問題

通過城市水環(huán)境治理可知，城市中許多河道均存在問題，主要體現(xiàn)在建設(shè)規(guī)劃、法規(guī)制度與生態(tài)保護意識等方面。加之城市之間排水系統(tǒng)混亂，雨水與污水未合理分流，污染源較多，沒有形成有效的截污，部分城市海綿城市的建設(shè)滯后、意識淡薄，沒有認識到海綿城市建設(shè)對城市水治理的重要性，政府制度與法制不健全，導致對城市水環(huán)境治理工程監(jiān)管不到位等。正因上述問題的存在，導致水環(huán)境受到嚴重破壞，必須制定水環(huán)境綜合治理措施，使當前水體環(huán)境得到有效改善。

2.1 生態(tài)保護意識淡薄

當前大部分企業(yè)治理工作以犧牲原本內(nèi)循環(huán)為代價，舍本逐末。早期國內(nèi)城市建設(shè)時缺乏生態(tài)保護意識，將CO2與有毒氣體排入大氣中，尤其是工業(yè)發(fā)展中，工廠在生產(chǎn)階段向大氣層排放大量有毒物質(zhì)，影響生態(tài)環(huán)境；日常居民缺乏環(huán)保意識，未將垃圾分類處理，導致城市中許多水體受到嚴重污染，水質(zhì)變差，嚴重阻礙水生植物生長，甚至造成水生植物大片死亡，使城內(nèi)水流環(huán)境被嚴重污染。

2.2 法規(guī)制度不完善

海綿城市理念完善需要得到相關(guān)法規(guī)支持，但是當前法律層面缺失。在治理方案設(shè)計、材料選擇、運營應用等多個方面不夠完善，獎懲制度、約束機制不全面，如若未能加大水環(huán)境治理方面的管理力度，我國的各項環(huán)保計劃勢必無法落地生根，即便提出海綿城市理念，也無法做到合理排水，這與水資源理念完全不符，很難實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。

2.3 建設(shè)規(guī)劃不到位

在河道建設(shè)方面，城市中許多河道建設(shè)沒有嚴格按照標準實施，在河道治理方面，也未能根據(jù)實際情況制定相應標準，大部分河道兩側(cè)均無防護綠帶，防汛與通行道路較少，與海綿城市建設(shè)規(guī)劃不符；一些居民在河道邊修建房屋與工廠，對河道的泄洪安全構(gòu)成嚴重威脅；在水質(zhì)污染方面，河道主要受到點源與片狀污染，前者以企業(yè)和居民小范圍污水排放為主，后者主要由氮磷物質(zhì)、農(nóng)藥、大氣顆粒物等構(gòu)成，通過地表徑流進行侵蝕。上述污染方式會增加水中的生活垃圾、加重金屬污染。相比片狀污染，點源的污染改善較為容易，但因數(shù)量較多且分散，常常無法實現(xiàn)徹底治理；在泄洪能力方面，一般情況下，部分河道橋梁會阻擋水流，水中存在泥砂淤泥，受多項因素影響，對泄洪能力造成較大不良影響。

3 海綿城市在水環(huán)境綜合治理中的應用案例

3.1 基本情況

羅田水處于廣東省羅定市，屬于茅洲河的一級支流，總面積為36.29km2，其中有16km2為蓄水工程，全長為5.38km，成為當?shù)厮畮煨顾饕?，負責下游兩個社區(qū)排洪，具有較強的防災泄洪功效。為了滿足海綿城市建設(shè)需求，已經(jīng)對部分河道進行防洪整改，但仍存在不足。主要體現(xiàn)在以下方面：①防洪防災能力未能完全達標，現(xiàn)有河道防洪能力較差，未形成完善的整治體系，河道泄洪斷面的寬度不足，防洪標準較低，提高了洪澇災害發(fā)生率；②河道堤防未統(tǒng)一規(guī)劃，大多數(shù)堤防的防汛設(shè)施、道路較為缺乏，現(xiàn)有防護林無法滿足城市環(huán)保要求，中下游植被類型單一，生態(tài)破壞嚴重；③水環(huán)境污染治理有待進一步提升，河流干流上游的水質(zhì)較好，但中下游的水質(zhì)較差，因污水管網(wǎng)建設(shè)落后，導致工廠與居民直接將廢水排入河流，造成嚴重的水體污染。

3.2 規(guī)劃思路

該項目的設(shè)計宗旨在于人與自然和諧共處，針對現(xiàn)有生態(tài)綠地、湖泊水源合理利用，遵循生態(tài)治河原則，將其整治為生態(tài)、景觀一體化的城市河道，打造具有觀賞價值的生態(tài)河岸帶。具體規(guī)劃內(nèi)容與流程如圖1所示[3]。

圖1 水環(huán)境治理規(guī)劃思路

總體規(guī)劃思路為：首先對當?shù)厮h(huán)境污染現(xiàn)狀進行調(diào)查，分析環(huán)境問題的成因，在環(huán)境保護政策的號召下，將防洪工作納入主要工作中，內(nèi)部水體質(zhì)量得到改善。其次，確立水系網(wǎng)絡(luò)形態(tài)規(guī)劃布局，明確水系岸線功能分類與用地控制，采用生態(tài)修復與岸坡改造聯(lián)合方式，構(gòu)建防洪、治污、生態(tài)等功能完備的服務系統(tǒng)。最后，確立水環(huán)境建設(shè)項目。在水質(zhì)改善工程方面，在現(xiàn)有干流截污箱基礎(chǔ)上，沿著河道截污，并將干流接入已建的截污箱之中；建立上游濕地以儲存湖泊，依靠天然水源補充河流，擴大水環(huán)境容量。在防洪階段，要堅持“蓄水、中防、下梳”的原則，開展河道清淤工作，降低河道水位。對上游流域的淤泥、砂進行清淤、加高、加寬，滿足了設(shè)防的要求。借助于水庫，擴大土地條件，控制湖泊水量，優(yōu)化雨水資源，縮小居民房屋拆遷面積。在環(huán)境優(yōu)化方面，牢牢把握關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以龍大高速公路和朝陽路上游濕地公園為重點?！耙痪€”是指在防洪、防旱、防汛的前提下，按照現(xiàn)有工程的要求沿江植樹、種草。在生態(tài)景觀建設(shè)中，可以建設(shè)一個綜合的綠色景觀帶，為居民營造宜居的環(huán)境和娛樂場所。

3.3 治理原則

在整治工作中，首先要遵循生態(tài)河道治理的原則，將工程與周邊現(xiàn)有廠房建筑結(jié)合起來，充分發(fā)揮城市水利設(shè)施的作用，實現(xiàn)系統(tǒng)管理。積極引進新技術(shù)、新材料，改善河岸、護岸質(zhì)量。其次，遵循最小傷害原則，在滿足河道行洪要求的同時，盡量減少對自然環(huán)境的損害，保持天然岸坡與自然流態(tài)，減少對環(huán)境的沖擊，依靠綠色低碳環(huán)保材料改造，為生態(tài)修復改造創(chuàng)造有利條件，并落實治理對個人的責任，調(diào)動員工的積極性，使其保質(zhì)保量地實現(xiàn)治理目標。此外，還要堅持城市可持續(xù)發(fā)展原則，滿足城市經(jīng)濟發(fā)展的基本要求，投資高標準的建設(shè)項目，創(chuàng)建安全高效的防洪工程，對河道沿線景觀優(yōu)化設(shè)計，滿足當?shù)匕l(fā)展要求。值得注意的是，還要遵循可操作性、經(jīng)濟性原則，對多種方案綜合對比，在滿足基本要求的同時，采取最安全、經(jīng)濟、合理的治理方案[4]。

3.4 整治措施

結(jié)合當?shù)鼐唧w情況，從水生態(tài)修復、水環(huán)境優(yōu)化、水安全提升、水資源利用四個方面落實海綿城市理念，并引入IMA本土微生物活化技術(shù)、霧森系統(tǒng)等綠色技術(shù)，開展羅田區(qū)的特色海綿城市建設(shè)。

3.4.1 重視水生態(tài)修復

河岸生態(tài)系統(tǒng)可對面源污染進行有效攔截，同時也可為人們提供親水場所。在該工程中采取分類制度，將海綿城市的概念融入生態(tài)系統(tǒng)恢復中，對不同區(qū)位與污染程度的河段提出修復與保護措施，使多層次原始河岸植物群、景觀生態(tài)空間等得以改善，實現(xiàn)控制面源污染、增強親水空間的效果。對于泥砂淤泥嚴重之處，硬駁船主要是歸化和海綿化的，充分利用周圍多樣的地形，根據(jù)群眾個性化需求打造濱水景觀帶。在駁船選擇的形式上，主要是將草坡放入水中，也要利用河岸兩側(cè)的大空間，堅持因地制宜原則，與霧森系統(tǒng)、IMA本土微生物活化技術(shù)相結(jié)合，增設(shè)雨水徑流污染調(diào)蓄措施，使超出街流量的河流污水暫時儲存，降雨后納入污水系統(tǒng)進行排放?；蛘呃米畛醯娘L暴徑流，充分發(fā)揮調(diào)控設(shè)施功能、存儲與處理，對綠化進行澆灌，達到雨水回用、節(jié)約用水的目標，由此提高空氣濕度并取得濱江綠化帶建設(shè)的有效成果。

3.4.2 優(yōu)化水體環(huán)境

與市政排水管改造相結(jié)合，在道路修復中設(shè)置相應的開發(fā)設(shè)施，這樣道路雨水可以進入周圍的雨水花園的綠帶、草溝、下沉的綠色空間和現(xiàn)有透水路面和其他設(shè)施的一部分，通過綠帶拘留、傳輸、凈化和其他方法改善周圍的環(huán)境。在小區(qū)屋面的雨水經(jīng)過初期棄流，可通過綠色屋頂流入雨水桶之中，也可流入低勢綠地，收集的雨水可作為綠化用水使用。綠色屋頂構(gòu)造包括植物、基質(zhì)層、排水層、保護層、防水層等多項結(jié)構(gòu)，可使雨水經(jīng)過層層過濾后進入排水管道，如圖2所示。道路、廣場等硬化地面上的雨水可通過凹形綠地、透水路面、雨水花園等設(shè)施凈化徑流，超標準雨水排入周邊雨水管道。在雨水港可設(shè)置污水吊籃等設(shè)施攔截污染物。對整個區(qū)域內(nèi)的水體環(huán)境容量進行測算，明確水體功能考核目標，在主體功能、生態(tài)功能的引導下，明確該區(qū)域的水質(zhì)標準。同時，還要對環(huán)境容量進行測算，借助地理信息系統(tǒng)、流域水質(zhì)模型等工具，根據(jù)污染輸送特點，綜合分析該流域內(nèi)環(huán)境容量在時間、地點方面的可變性，根據(jù)水環(huán)境質(zhì)量指標，計算區(qū)域內(nèi)水容量，將其作為當?shù)匚廴疚锟偭靠刂频膮⒖家罁?jù)，使水體環(huán)境得到優(yōu)化和改善。

圖2 綠色屋頂構(gòu)造

3.4.3 提高水安全

以保護生態(tài)為基礎(chǔ)編制水環(huán)境治理計劃，開展防洪設(shè)施建設(shè)，使城區(qū)內(nèi)水質(zhì)得到有效改善，還可起到防治洪澇災害的作用，提高水安全。對于主要河流，上游應設(shè)置自然濕地，緩沖山上的流水，將部分降水引流并存儲起來，以備后用，此舉與防洪工程規(guī)劃相符合。在下游做到疏通處理工作，充分發(fā)揮現(xiàn)有水庫的作用，對河道進行加高、拓寬、改造，使河道滿足設(shè)防要求。再利用中上游現(xiàn)有的兩個水塘，結(jié)合規(guī)劃與用地情況進行擴容，改造蓄洪湖泊，提高雨洪利用效率，有效緩沖降水，減少隱患的發(fā)生；也可縮小設(shè)施建造范圍，為居民提供更多住宿空間。此外，還應對遠期污染物排放量進行預測，并根據(jù)以往城市污染情況，制定水安全防護機制，最大限度控制降雨徑流與農(nóng)業(yè)面源污染對水體安全的威脅。

3.4.4 促進水資源利用

在雨水資源化方面，主要分為兩種類型：①滲透利用；②集蓄利用，促進水資源高效利用。通過布局蓄水利用設(shè)施，雨水可應用于綠地灑水、道路灌溉等，達到用雨水資源替代自來水供應的目標，達到3%。具體措施如下：在滲透利用方面，生態(tài)用地經(jīng)過自然滲透后，可達成涵養(yǎng)水源、補充地下水源的目標；建設(shè)用地中的道路、屋面與廣場雨水，應經(jīng)過調(diào)蓄塘、塘床系統(tǒng)凈化后，再對地下水進行補充；在集蓄利用中，應堅持因地制宜原則，對較寬的濱河綠化帶，可通過設(shè)置調(diào)蓄塘小品的方式，集蓄雨水，用于澆灌附近的綠化，提高水資源利用率。此外，對收集的雨水集中處理后，供給給霧森系統(tǒng)，向空氣中釋放大量負離子，起到防塵、保濕、降溫的目的，使空氣質(zhì)量得以改善，生態(tài)環(huán)境更良好。

4 結(jié)論

綜上所述，在海綿城市建設(shè)下，對城市水治理工作起到不可忽視的導向作用，在資源節(jié)約與環(huán)境保護方面具有重要意義。對此，在水環(huán)境治理中應從水生態(tài)修復、水環(huán)境優(yōu)化、水安全提升、水資源利用四個方面著手，使水環(huán)境得到合理優(yōu)化，推動污水處理和雨澇循環(huán)利用，在先進理念指導下促進城市生態(tài)改善與穩(wěn)健發(fā)展。