多尺度海綿城市系統(tǒng)雨洪控制研究

陳秋伶，林凱榮，陳文龍，胡曉張

(1.中山大學(xué) 土木工程學(xué)院，廣東 廣州 510275；2.珠江水利委員會(huì) 珠江水利科學(xué)研究院，廣東 廣州 510611；3.廣東省海洋土木工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275；4.廣東省華南地區(qū)水安全調(diào)控工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510275)

1 研究背景

我國暴雨頻發(fā)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程迅猛，天然雨洪調(diào)蓄功能衰減，排水治澇能力建設(shè)滯后，城市洪澇災(zāi)害在造成人們生命財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失的同時(shí)，也制約著我國城市生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的有序發(fā)展，對(duì)此，采取合理的雨洪防治措施與探索城市適宜的發(fā)展模式，是應(yīng)對(duì)城市洪澇問題并使城市得以可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。借鑒于國外的城市雨水管理經(jīng)驗(yàn)，我國提出海綿城市建設(shè)理念，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)城市內(nèi)澇的防控及對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與改善，使城市獲得可持續(xù)發(fā)展，其建設(shè)也一直是現(xiàn)階段我國城市雨洪領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。然而，海綿城市試點(diǎn)建設(shè)實(shí)踐中仍存在一些問題[1-2]，如海綿試點(diǎn)建設(shè)區(qū)域的相對(duì)獨(dú)立性使海綿城市建設(shè)在城市中呈碎片化分布，從整體角度看，海綿城市建設(shè)率較低，且各海綿城市建設(shè)與改造區(qū)之間尚未形成相互聯(lián)通的整體，致使海綿城市發(fā)揮的功能受限。

隨著諸多問題的出現(xiàn)，關(guān)于我國海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建與城市洪澇治理理論方法的研究逐漸增多，更加科學(xué)、全面、適于我國國情且具有系統(tǒng)性與可行性特征的海綿城市建設(shè)的相關(guān)政策被提出。2015 年，車伍等[3]首先對(duì)海綿城市的基本概念、內(nèi)涵與綜合目標(biāo)，以及狹、廣義低影響開發(fā)系統(tǒng)與海綿城市的關(guān)系等基礎(chǔ)問題進(jìn)行了詳盡的闡述，澄清了海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)中的一些模糊認(rèn)識(shí)。2017年，王浩等[4]從城市水問題的基本判斷與海綿城市建設(shè)存在的問題出發(fā)，綜合提出海綿城市的系統(tǒng)構(gòu)建模式，為海綿城市的研究、規(guī)劃與建設(shè)提供了基礎(chǔ)理論支撐。隨著我國海綿城市建設(shè)從前期試點(diǎn)階段到示范階段的推進(jìn)，2021年國務(wù)院辦公廳在發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)城市內(nèi)澇治理的實(shí)施意見》(以下簡(jiǎn)稱《意見》)中提出到2025年，各城市因地制宜基本形成“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標(biāo)應(yīng)急”的城市排水防澇工程體系的工作目標(biāo)。總體上，在海綿城市雨洪控制系統(tǒng)構(gòu)建，即海綿城市防澇體系建設(shè)方法方面，可歸納為“系統(tǒng)統(tǒng)籌”、“分級(jí)規(guī)劃控制”與“灰-綠-藍(lán)空間協(xié)同作用”，而以上“統(tǒng)籌”、“分級(jí)”與“協(xié)同”等的概念離不開圍繞空間尺度的討論。

一方面，雨水開放性與流動(dòng)性使城市洪澇災(zāi)害產(chǎn)生的原因具有多尺度性[5]；另一方面，尺度效應(yīng)的存在也使不同流域水文尺度的土地利用承載著不同的雨水管理目標(biāo)[6]，同時(shí)，應(yīng)對(duì)不同量級(jí)降雨的城市雨洪管理措施及水文控制指標(biāo)也有所不同[7]。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《指南》)中規(guī)定闡述了海綿城市雨水系統(tǒng)的三種尺度與功能。對(duì)于海綿城市規(guī)劃空間尺度，朱釗[7]對(duì)水文過程空間尺度的劃分、流域水文尺度視角下的水資源管理重點(diǎn)及包含各空間尺度的海綿城市規(guī)劃整體框架進(jìn)行了較為詳細(xì)的總結(jié)，并提出各尺度的海綿城市規(guī)劃目標(biāo)與任務(wù)的制定，應(yīng)基于自然流域單元與城市土地利用單元重構(gòu)而成的不同空間規(guī)劃尺度的匯水單元。在此基礎(chǔ)上，目前針對(duì)不同單一空間尺度的海綿城市優(yōu)化布局設(shè)計(jì)與構(gòu)建途徑的研究已有一定數(shù)量：周倩倩等[8]對(duì)地塊尺度下的LID設(shè)施布局優(yōu)化配置進(jìn)行了研究；余薇薇等[9]對(duì)地區(qū)的景觀公園進(jìn)行了小尺度的海綿設(shè)計(jì)；朱玲等[10]對(duì)在排水分區(qū)尺度上組織地表徑流和通過共建共享海綿設(shè)施實(shí)現(xiàn)地塊間的徑流協(xié)調(diào)的方法進(jìn)行了探討；賀弋桓等[11]對(duì)流域尺度下的城市雨水管理體系進(jìn)行了探討，并提出了水量、水質(zhì)多目標(biāo)控制的流域尺度雨水管理途徑。然而，為了揭示和明確海綿城市的內(nèi)涵與構(gòu)建及建設(shè)途徑，系統(tǒng)化地全域推進(jìn)海綿城市建設(shè)，需要將多個(gè)空間尺度區(qū)域作為研究對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)性的討論與研究。

焦勝等[12]以瀘陽鎮(zhèn)為例，較為詳細(xì)地提出了基于雨水廊道的城鎮(zhèn)多尺度海綿系統(tǒng)構(gòu)建思路與方法；許杰玉等[13]以昆明市為例，提出了多空間尺度下海綿城市規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)路徑。目前，對(duì)于多空間尺度下的海綿城市系統(tǒng)構(gòu)建方法仍多存在于城市規(guī)劃研究領(lǐng)域，相對(duì)而言，缺乏使用模型對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證規(guī)劃的效果與合理性。班雪松等[14]根據(jù)不同尺度海綿措施的特性和研究區(qū)域的防洪排澇需求，設(shè)計(jì)了“小海綿”“大海綿”“綜合海綿”三種改造方案，并利用SWMM模型，模擬了三種方案在不同重現(xiàn)期降雨下的雨洪控制效果。但若能系統(tǒng)性地增加海綿改造方案的設(shè)計(jì)與對(duì)比，將更有利于發(fā)現(xiàn)與明確各空間尺度下施行區(qū)域性海綿改造的關(guān)鍵點(diǎn)。因此，對(duì)不同尺度海綿系統(tǒng)提出多種建設(shè)方案，通過模型對(duì)各方案進(jìn)行模擬并對(duì)比分析，在能夠保持海綿城市系統(tǒng)各層次建設(shè)要點(diǎn)的同時(shí)，有利于發(fā)現(xiàn)區(qū)域現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)方案的問題并予以解決，從而保證設(shè)計(jì)方案的合理性與優(yōu)勢(shì)性。

本文結(jié)合現(xiàn)有關(guān)于海綿城市系統(tǒng)尺度的研究，簡(jiǎn)要梳理各尺度海綿城市系統(tǒng)建設(shè)在徑流雨水方面的控制要點(diǎn)，建立位于廣州市內(nèi)的三個(gè)不同空間尺度研究區(qū)域的SWMM模型，從“微觀-中觀-宏觀”尺度遞進(jìn)的角度，依據(jù)“問題-診斷-解決”[4]的思路，以模擬發(fā)現(xiàn)的局域集水單元、城市匯水區(qū)及城區(qū)小流域三種空間尺度的區(qū)域現(xiàn)狀問題為導(dǎo)向，因地制宜地設(shè)計(jì)符合《指南》中對(duì)海綿城市規(guī)劃建設(shè)要求下的、適宜于解決區(qū)域問題的海綿城市建設(shè)方案，實(shí)踐研究各尺度海綿城市系統(tǒng)建設(shè)雨洪控制工程的措施及效果，對(duì)實(shí)現(xiàn)《意見》中的城市排水防澇與海綿城市建設(shè)的綜合控制目標(biāo)，和為海綿城市的統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)與不同單一尺度區(qū)域的海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與研究提供明晰的參考。

2 多尺度海綿城市系統(tǒng)與空間尺度劃分

目前，已有諸多針對(duì)海綿城市的內(nèi)涵與系統(tǒng)構(gòu)建模式及建設(shè)層級(jí)系統(tǒng)與構(gòu)建思路的研究，其中，車伍等[3]較為全面地梳理了《指南》中的海綿城市與低影響開發(fā)系統(tǒng)的關(guān)系，本文改繪如圖1。

關(guān)于海綿系統(tǒng)尺度的劃分，國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[12]，本文依據(jù)城市規(guī)劃編制體系，結(jié)合流域水文的視角與相關(guān)研究[7，15-16]，考慮雨水匯流的區(qū)域特征，將所研究的海綿系統(tǒng)尺度與研究區(qū)域空間尺度分別界定與劃分為：小尺度——局域集水單元，中尺度——城市匯水區(qū)，大尺度——城區(qū)小流域。其中，小尺度局域集水單元包含建筑單體及周圍的道路及綠化帶；中尺度城市匯水區(qū)包含多個(gè)建筑、道路、綠化及小型景觀水體；大尺度城區(qū)流域包含多個(gè)中尺度的系統(tǒng)，包括建筑群、道路、大型綠化空間與河涌等(表1)。且各尺度區(qū)域下的雨水管網(wǎng)分別對(duì)應(yīng)著市政的三級(jí)排水管網(wǎng)[17]。

圖1 海綿城市不同規(guī)劃尺度低影響開發(fā)系統(tǒng)的關(guān)系[3]

表1 本文界定的海綿系統(tǒng)與空間尺度所包含的要素

3 實(shí)例分析研究

3.1 研究方法與數(shù)據(jù)來源基于所界定劃分的三種海綿系統(tǒng)與空間尺度，本文的研究方法為：分別建立三個(gè)研究區(qū)域的SWMM模型(建模數(shù)據(jù)來源見表2)，輸入設(shè)計(jì)降雨，依據(jù)所掌握研究區(qū)域資料情況，采用徑流系數(shù)法[18-20]率定驗(yàn)證模型的參數(shù)，依據(jù)各尺度區(qū)域的海綿城市重點(diǎn)控制要素，設(shè)計(jì)海綿改造方案，并將方案置入模型中進(jìn)行模擬、分析與研究。

徑流系數(shù)法是估算流域內(nèi)降雨-徑流產(chǎn)生量的經(jīng)驗(yàn)方法，校準(zhǔn)時(shí)可采用典型形式的合成降雨[17]。本文以依據(jù)各研究區(qū)域下墊面情況所計(jì)算出的綜合徑流系數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)(各類下墊面的雨量徑流系數(shù)值取自《指南》)，率定驗(yàn)證了各模型的參數(shù)。在模型中，選用經(jīng)典霍頓方程進(jìn)行下滲過程的計(jì)算，選用動(dòng)力波法進(jìn)行管網(wǎng)中水流的計(jì)算。各方案的設(shè)置在SWMM模型中可通過改變各子匯水區(qū)的排出口、添加LID模塊和添加蓄水單元等操作完成。

表2 各空間尺度區(qū)域模型數(shù)據(jù)來源

3.2 設(shè)計(jì)降雨對(duì)于城市區(qū)域，常選用短歷時(shí)的設(shè)計(jì)降雨進(jìn)行研究，依據(jù)嚴(yán)正宵等[21]對(duì)中小流域設(shè)計(jì)暴雨雨型的研究，本文選擇芝加哥雨型，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式依《廣州市中心城區(qū)暴雨公式及計(jì)算圖表》取得(見表3)，不同尺度研究區(qū)域的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)t均取120 min，雨峰系數(shù)r取0.5，模擬時(shí)間步長取1 min，總模擬時(shí)間12 h。取2 a的設(shè)計(jì)降雨作為各尺度研究區(qū)域模型進(jìn)行參數(shù)率定與驗(yàn)證時(shí)的輸入降雨。

不同規(guī)劃尺度的海綿城市雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)著不同大小重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)降雨(圖1)，同時(shí)，本著海綿城市雨水系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)中通過“適度超前”設(shè)計(jì)規(guī)模以應(yīng)對(duì)超標(biāo)暴雨洪水的理念，本文針對(duì)不同尺度的海綿系統(tǒng)提出了相應(yīng)需要重點(diǎn)分析研究的設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期(表4)。

表3 不同重現(xiàn)期暴雨強(qiáng)度公式

表4 不同空間尺度重點(diǎn)分析研究的設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期

3.3 小尺度局域集水單元——場(chǎng)地要素控制

3.3.1 研究區(qū)概化與模型建立 小尺度研究區(qū)域位于廣州市天河區(qū)，總占地面積4002.62 m2，呈矩形，區(qū)域內(nèi)主要為單體建筑樓，其余面積為硬化地面道路及草地。區(qū)域地面平坡設(shè)計(jì)(坡度0.5%～1%)，路面單向排水，橫坡坡度1.5%，縱坡坡度0.5%，屋面坡度1%，雨水管道排水能力較大(管徑DN300～400)。

區(qū)域雨水徑流路徑清晰，故手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行較為細(xì)致的子匯水區(qū)劃分，將研究區(qū)域概化為54個(gè)子匯水區(qū)，子匯水區(qū)代表的下墊面性質(zhì)單一，將雨水管網(wǎng)概化為1個(gè)排水口、16個(gè)節(jié)點(diǎn)和15段管道，模型概化如圖2，模型參數(shù)率定結(jié)果見表5。

3.3.2 現(xiàn)狀解析與改造方案 城市土地利用格局與地形的復(fù)雜性使城市的地表匯流模式具有多變性，在城市雨洪管理模型中，申紅彬等[22]與班玉龍等[23]圍繞匯流模式進(jìn)行了不同程度的研究，前者提出低影響開發(fā)措施與不透水地表之間存在串聯(lián)和并聯(lián)兩種匯流方式；后者提出應(yīng)在小尺度上實(shí)現(xiàn)城市區(qū)域用地空間布局與地表匯流模式的協(xié)同優(yōu)化?；诖?，本文在對(duì)小尺度區(qū)域進(jìn)行的海綿改造方案設(shè)計(jì)中，集中于場(chǎng)地雨水徑流路徑的改造與低影響開發(fā)措施的布局設(shè)計(jì)。場(chǎng)地現(xiàn)狀雨水出流路徑的解析與設(shè)計(jì)海綿改造方案匯總?cè)绫?，場(chǎng)地初始徑流路徑如圖3。

圖2 小尺度研究區(qū)域模型概化圖

圖3 小尺度研究區(qū)初始徑流路徑圖

表5 小尺度局域集水單元SWMM模型參數(shù)率定結(jié)果

其中，“屋面雨水直接出流至排放口”實(shí)踐為：設(shè)置專門排放屋面雨水的塑料管道，其上游承接建筑雨水立管中的屋面雨水，下游與區(qū)域排放口相連，實(shí)現(xiàn)屋面雨水的直接排放；“改變地面雨水匯流方式” 實(shí)踐為：通過豎向改造，使道路及地面雨水經(jīng)附近的草地再流至檢查井。雨水桶設(shè)計(jì)設(shè)置尺寸為高1.5 m、直徑1.5 m、排水滯后6 h；考慮屋面或存有設(shè)備，對(duì)屋面設(shè)置70%面積的綠色屋頂改造。

3.3.3 結(jié)果分析 利用SWMM模型對(duì)以上小尺度局域集水單元的不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算在分析重現(xiàn)期下區(qū)域的徑流、出流總量與峰值、及各設(shè)計(jì)方案相對(duì)于區(qū)域現(xiàn)狀的削減率，結(jié)果見圖4—5。其中，徑流總量為地表產(chǎn)流匯水總量，出流總量為雨水管網(wǎng)排放口排出雨水總量(下文同)。

表6 小尺度區(qū)域現(xiàn)狀解析與海綿改造方案設(shè)置

圖4 0.25～2 a分析重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下各方案徑流總量、峰值及削減率對(duì)比圖

圖5 0.25～2 a分析重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下各方案出流總量、峰值及削減率對(duì)比圖

分析統(tǒng)計(jì)對(duì)比結(jié)果，所設(shè)置的方案1，將屋面雨水直接排入至市政雨水管道，因既沒有改變場(chǎng)地下墊面的產(chǎn)、匯流方式，也沒有增加影響系統(tǒng)出流量的因素，故在數(shù)值方面，所設(shè)置的改造措施對(duì)區(qū)域系統(tǒng)的徑流、出流情況沒有明顯的影響(方案3與方案5對(duì)比同此)。相比于方案1，方案2匯流方式的改變使原本道路地面徑流的雨水直接入流至檢查井，變?yōu)橄攘鹘?jīng)透水面再入流至檢查井，增加了系統(tǒng)的下滲水量，從而使出流總量及峰值削減率均值分別從方案1的0.09%和0.00%提升至35.49%和27.30%。

對(duì)于方案3、4，道路與地面的滲透性改造和對(duì)草地的下凹式處理，及不透水屋面的綠化改造，在一定程度上增大了區(qū)域的透水性和持水性，不同程度的減小系統(tǒng)徑流、出流總量及峰值。同時(shí)，綠色屋頂?shù)奶砑邮箙^(qū)域海綿設(shè)施的面積與種類增多，從而進(jìn)一步提升了海綿設(shè)施對(duì)系統(tǒng)徑流、出流總量及峰值的削減率：系統(tǒng)徑流、出流總量削減率提升了14%，系統(tǒng)徑流、出流峰值削減率提升了18%。海綿設(shè)施面積的增加與多種海綿設(shè)施的組合應(yīng)用能夠提升對(duì)區(qū)域徑流、出流雨水量的控制效果。

與方案1、2的對(duì)比結(jié)果不同，對(duì)比方案5與6，在設(shè)置地面海綿設(shè)施的條件下，相比于方案5，方案6對(duì)匯流方式的改變沒有使系統(tǒng)的徑流、出流總量及峰值削減率發(fā)生變化。分析認(rèn)為，設(shè)置海綿設(shè)施的區(qū)域在表2小尺度海綿系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的0.25～2 a重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下沒有產(chǎn)生徑流，系統(tǒng)的主要徑流來源于未設(shè)進(jìn)行海綿改造的硬化屋面，本文所設(shè)計(jì)改變的地面匯流方式不影響屋面雨水的出流，因此方案5、6徑流模擬結(jié)果相同。

對(duì)比方案6、7，相較于屋面的雨水直接排出至市政管網(wǎng)，設(shè)置雨水桶可以在一定程度上減小系統(tǒng)出流總量，但由于雨水桶的容積較小且數(shù)量有限，其對(duì)區(qū)域系統(tǒng)出流峰值的削減作用不明顯。雨水桶的設(shè)置不改變下墊面的產(chǎn)、匯流關(guān)系，因此，兩方案的徑流總量和峰值模擬結(jié)果在數(shù)值上相同。

對(duì)于方案8，其是所有考慮方案的組合，由模擬結(jié)果，所設(shè)置的海綿措施能夠較好地對(duì)系統(tǒng)雨水徑流、出流進(jìn)行控制：對(duì)道路、地面、草地、屋頂進(jìn)行海綿改造，能夠有效地控制產(chǎn)流；對(duì)于地面，海綿設(shè)施的改造與匯流方式改變的結(jié)合，能夠進(jìn)一步對(duì)地面徑流、出流進(jìn)行控制；對(duì)于屋面，雨水桶的添加能夠在一定程度上收集和控制進(jìn)行綠色屋頂改造后仍然發(fā)生的出流。

同時(shí)，為研究以上下墊面的改造對(duì)區(qū)域雨水管網(wǎng)排水的作用情況，對(duì)2 a重現(xiàn)期下的區(qū)域雨水管道能力(即充滿度)的峰值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見下圖6、7。

圖6 2 a重現(xiàn)期下不同方案的管道能力峰值時(shí)刻統(tǒng)計(jì)圖

圖7 2 a重現(xiàn)期下不同方案管段能力峰值統(tǒng)計(jì)圖

由統(tǒng)計(jì)結(jié)果，相比于區(qū)域現(xiàn)狀，方案1下的管道能力相對(duì)高值段數(shù)有明顯的減小，即所做的將屋面徑流雨水直接排入至區(qū)域排出口的雨水出流方式的改變，有效緩解了區(qū)域雨水管網(wǎng)的排水壓力，這有助于在更高重現(xiàn)期的降雨下，降低因區(qū)域排水能力受限導(dǎo)致的區(qū)域發(fā)生積水內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)比于方案1，方案2增加了匯流方式的改變，這在一定程度上減小了地表排至管網(wǎng)的徑流雨水，從而減小了管道的排水壓力。方案3、4對(duì)區(qū)域進(jìn)行的不同程度的海綿改造控制了地表徑流，在一定程度上也減小了區(qū)域雨水管網(wǎng)的排水壓力，但相比于方案1與2(將屋面雨水直排區(qū)域排出口)，對(duì)雨水管網(wǎng)排水壓力的緩解程度不大。方案5、6將海綿改造與屋面雨水排放路徑的改變結(jié)合，使區(qū)域的雨水管網(wǎng)在整個(gè)降雨-徑流-排水的過程中，排水壓力均處于相對(duì)較小的狀態(tài)。方案6、7中所做的海綿改造、匯流方式的改變與雨水桶的設(shè)置相結(jié)合，也對(duì)區(qū)域雨水管網(wǎng)排水壓力的緩解有著較好的促進(jìn)作用?？偨Y(jié)以上，對(duì)于雨水排水管網(wǎng)，有效地降低各管段的入流雨水量有助于降低管道的排水壓力，從而減小因管道排水能力限制導(dǎo)致的區(qū)域發(fā)生積水內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 中尺度城市匯水區(qū)——出流峰值控制

3.4.1 研究區(qū)域概化與模型建立 中尺度研究區(qū)域位于廣州市南沙區(qū)，總建設(shè)面積49.00 hm2，地形相對(duì)平坦(地面坡度0～0.12%)，管道排水能力較大(雨水管徑多為DN1200及以上)。區(qū)域中心區(qū)存在1處人工水體，面積7.76 hm2，由水閘控制與區(qū)域周圍的自然水體相連。

對(duì)區(qū)域下墊面情況掌握清晰，故依據(jù)地勢(shì)坡度、建筑分布及管道流向，將研究區(qū)域劃分為5個(gè)排水分區(qū)和146個(gè)子匯水區(qū)，每個(gè)子匯水區(qū)內(nèi)包含1至3種類型下墊面，將雨水管網(wǎng)概化為5個(gè)排出口、40個(gè)節(jié)點(diǎn)檢查井及37段管道，模型概化如圖8，模型參數(shù)率定結(jié)果見表7。

圖8 中尺度研究區(qū)域模型概化圖

圖9 中尺度研究區(qū)海綿設(shè)施應(yīng)用面積比率

表7 中尺度城市匯水區(qū)SWMM模型參數(shù)率定結(jié)果

3.4.2 現(xiàn)狀解析與改造方案 目前，已有較多針對(duì)不同設(shè)置比例的單項(xiàng)或組合狹義海綿設(shè)施，在不同重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下對(duì)徑流調(diào)控效果的研究，這些研究結(jié)論總體的規(guī)律是：徑流雨水的控制率與設(shè)施設(shè)置的面積比率呈正相關(guān)關(guān)系。本文在此不再重復(fù)以上類似的狹義海綿設(shè)施的組合方案對(duì)徑流調(diào)控的設(shè)計(jì)模擬，而著眼于通過狹義低影響開發(fā)措施與常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)的組合，對(duì)系統(tǒng)徑流、出流總量及峰值的控制效果進(jìn)行研究。區(qū)域現(xiàn)狀解析及方案設(shè)置如表8，其中，人工水體常水深設(shè)計(jì)為0.5 m，設(shè)計(jì)為水泵抽排模式，開泵水深1.6 m。截留式及分流式調(diào)蓄池的設(shè)置依研究[19]確定，研究區(qū)域已存在有滿足廣州市海綿城市建設(shè)文件規(guī)定要求的海綿設(shè)施的設(shè)計(jì)，其應(yīng)用比例顯示如圖9。

表8 中尺度區(qū)域現(xiàn)狀解析與海綿改造方案設(shè)置

3.4.3 結(jié)果分析 統(tǒng)計(jì)在中尺度區(qū)域?qū)?yīng)的1～10 a設(shè)計(jì)降雨條件下，各方案的系統(tǒng)出流總量和峰值的模擬結(jié)果見圖10。由于設(shè)置的各方案相對(duì)于區(qū)域現(xiàn)狀條件，均設(shè)有狹義海綿設(shè)施，且所設(shè)置各方案的不同之處在于灰色基礎(chǔ)設(shè)施的改造與水體的利用，各方案下的場(chǎng)地雨水徑流情況相同，為：在各分析重現(xiàn)期下，相對(duì)于區(qū)域現(xiàn)狀，僅設(shè)置狹義海綿設(shè)施對(duì)區(qū)域的徑流有著一定的控制效果，徑流總量與峰值的削減率均值分別為34.96%和35.75%(本文不再對(duì)各方案繪制區(qū)域徑流總量與峰值情況的統(tǒng)計(jì)圖)，但結(jié)合研究[19]，狹義低影響開發(fā)設(shè)施的蓄水容積有限，系統(tǒng)仍存在較大的出流量，需要依靠調(diào)蓄設(shè)施對(duì)系統(tǒng)出流進(jìn)行進(jìn)一步的控制。

圖10 1～10 a分析重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下各方案出流總量、峰值及削減率統(tǒng)計(jì)對(duì)比圖

根據(jù)區(qū)域系統(tǒng)出流模擬結(jié)果統(tǒng)計(jì)，相較于方案1，方案2、3所設(shè)置的截流式調(diào)蓄池可以有效控制系統(tǒng)的出流總量與峰值，且其對(duì)出流總量與峰值的削減率與其容積呈正比關(guān)系，以每萬平方米硬化面積400與500 m3容積標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的截流式調(diào)蓄池，分別能夠?qū)⑾到y(tǒng)的出流總量削減率均值從35.36%提升至56.62%和60.35%，將出流量峰值削減率均值從33.55%提升至41.72%和49.52%。對(duì)于方案4至7，設(shè)置不同容積設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)與偏移量的分流式調(diào)蓄池，對(duì)出流總量與峰值有著不同的控制效果，且相較于設(shè)置容積的差異，所設(shè)置的偏移量的差異對(duì)分流式調(diào)蓄池控制系統(tǒng)出流的效果影響顯著，這是由于在相同管道充滿度的條件下，分流式調(diào)蓄池的偏移量影響著調(diào)蓄池的進(jìn)流量。

比較本研究中所設(shè)置的4種調(diào)蓄池，在該尺度所分析的4種降雨重現(xiàn)期下，方案3，即以每萬平方米硬化面積500 m3的容積標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置的截流式調(diào)蓄池，對(duì)系統(tǒng)的出流控制效果較好。

對(duì)于方案8，因水體面積較大，且能夠在短時(shí)間內(nèi)接納周圍區(qū)域更多的雨水徑流，從而使水體作調(diào)蓄利用后對(duì)雨水徑流峰值的削減效果更好。在各分析重現(xiàn)期下，其對(duì)系統(tǒng)出流總量與峰值的削減率均值分別為53.34%和49.73%。

對(duì)于區(qū)域雨水的徑流、出流控制，僅在城市匯水區(qū)尺度上設(shè)置狹義的海綿設(shè)施只能在一定程度上控制徑流雨水，而在更高的重現(xiàn)期下，需要在區(qū)域中設(shè)置一定的調(diào)蓄設(shè)施控制出流，大容積截流式調(diào)蓄池的設(shè)置與區(qū)域景觀水體的利用是控制系統(tǒng)出流效果較好的方式。

3.5 大尺度城區(qū)小流域——區(qū)域積水緩解

3.5.1 研究區(qū)域概化與模型建立 大尺度研究區(qū)域?yàn)槲挥趶V州市天河區(qū)的獵德涌流域，其是天河區(qū)城區(qū)排水的主要河涌之一，流域集雨面積15.8 km2，河涌全長約4.3 km，河道比降2.02%，流域內(nèi)有6個(gè)湖泊，現(xiàn)狀湖泊調(diào)蓄容積6萬m3，流域范圍及湖泊水系見圖11。區(qū)域現(xiàn)狀雨水排水管網(wǎng)管徑相對(duì)較小，DN700～1000的雨水管道數(shù)占比90%以上。

據(jù)地形資料，利用GIS對(duì)子匯水區(qū)進(jìn)行劃分，將研究區(qū)域劃分為16個(gè)排水分區(qū)和41個(gè)子匯水區(qū)，每個(gè)子匯水區(qū)內(nèi)的下墊面較為復(fù)雜，包含3種及以上類型的下墊面。將雨水管網(wǎng)概化為16個(gè)排出口、40個(gè)節(jié)點(diǎn)和40段排水管道。模型概化如圖12，模型參數(shù)率定結(jié)果見表9。

表9 大尺度城區(qū)小流域SWMM模型參數(shù)率定結(jié)果

圖11 獵德涌流域范圍及湖泊水系圖

圖12 大尺度研究區(qū)域模型概化圖

3.5.2 現(xiàn)狀解析與改造方案 對(duì)于該尺度，本文的方案設(shè)計(jì)集中于大型調(diào)蓄設(shè)施的設(shè)置，或?qū)ΜF(xiàn)存水體的利用、及雨水系統(tǒng)的組織設(shè)計(jì)，構(gòu)建超標(biāo)雨水排放系統(tǒng)，對(duì)區(qū)域內(nèi)澇緩解進(jìn)行研究。區(qū)域海綿設(shè)施的布置比率按照廣州市對(duì)下沉式綠地率、透水鋪裝率及綠色屋頂率等的指導(dǎo)性指標(biāo)進(jìn)行確定，即下沉式綠地率50%、透水鋪裝率70%、綠色屋頂率60%(以下方案中統(tǒng)稱狹義海綿設(shè)施)，在模型中所設(shè)置為小單元面積，多單元總數(shù)的LID控制。對(duì)于區(qū)域內(nèi)的6處水體，考慮對(duì)水體采取相關(guān)工程措施后(如湖泊清淤或拆除水體周圍占容違建設(shè)施等)，將原總調(diào)蓄容積6萬m3提升25%，即擴(kuò)容至7.5萬m3。區(qū)域現(xiàn)狀的解析及方案設(shè)置如表10，方案5所設(shè)置的調(diào)蓄池的形式及容積規(guī)模依研究結(jié)果[19]選定。

表10 大尺度區(qū)域現(xiàn)狀解析與海綿改造方案設(shè)置

3.5.3 結(jié)果分析 統(tǒng)計(jì)該尺度下設(shè)計(jì)的海綿城市改造方案，在所分析的10～100 a重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下的系統(tǒng)徑流、出流情況，所設(shè)計(jì)的5種方案相對(duì)于區(qū)域現(xiàn)狀下墊面變化相同，5種方案下的狹義海綿設(shè)施的設(shè)置對(duì)系統(tǒng)徑流總量與峰值的削減率均值均為69.31%與82.03%。

溢流量是定量描述積水情況的物理量，統(tǒng)計(jì)各方案在10～100 a分析重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下的節(jié)點(diǎn)溢流總量、節(jié)點(diǎn)總溢流時(shí)間與發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)及對(duì)應(yīng)的削減率，分別見表11及圖13。并將各方案對(duì)區(qū)域積水緩解情況可視化，統(tǒng)計(jì)100 a設(shè)計(jì)降雨下各方案發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)峰值時(shí)刻如圖14。

表11 10～100 a分析重現(xiàn)期下各方案積水情況統(tǒng)計(jì)表

圖13 10～100 a分析重現(xiàn)期下各方案積水情況削減率統(tǒng)計(jì)對(duì)比圖

圖14 100 a設(shè)計(jì)降雨下各方案發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)峰值時(shí)刻圖(僅考慮管道系統(tǒng)節(jié)點(diǎn))

所設(shè)計(jì)設(shè)置的方案1，即僅對(duì)區(qū)域下墊面進(jìn)行狹義海綿設(shè)施改造，能夠較為明顯地減少區(qū)域的溢流總量與時(shí)間，在100 a下，將區(qū)域節(jié)點(diǎn)溢流總量減少了74.9%，將溢流時(shí)間減少了0.4 h。研究區(qū)域在初始條件下為高度城市化地區(qū)，區(qū)域綜合徑流系數(shù)較大，因此在大重現(xiàn)期的降雨下，區(qū)域產(chǎn)生的溢流總量較大，對(duì)區(qū)域進(jìn)行狹義的低影響開發(fā)改造可以增加區(qū)域的透水與蓄水面面積，對(duì)徑流進(jìn)行控制，尤其對(duì)于分散式，高密度的LID措施[24]可以顯著減小區(qū)域的溢流總量與時(shí)長。但出現(xiàn)溢流節(jié)點(diǎn)的數(shù)目顯示：進(jìn)行狹義的低影響開發(fā)改造無法有效地減少區(qū)域出現(xiàn)溢流節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。一方面，狹義的低影響開發(fā)系統(tǒng)控制的雨水徑流量有限(由LID設(shè)施的設(shè)置對(duì)區(qū)域積水的緩解情況，其對(duì)雨水徑流的控制又是有效的)，當(dāng)在保持管道能力且雨水管網(wǎng)仍處于近乎滿負(fù)荷壓力流排水的條件下，LID設(shè)施的添加將使節(jié)點(diǎn)發(fā)生溢流的總量減小，而發(fā)生溢流管道數(shù)仍處于高值，只有當(dāng)LID設(shè)施能夠很有效地控制住地表徑流時(shí)，使雨水管網(wǎng)的大部分管段處于非滿負(fù)荷重力流的條件下，管道節(jié)點(diǎn)溢流的總量與發(fā)生溢流的數(shù)目才得以有效的減小。而正因?yàn)椤癓ID對(duì)高重現(xiàn)期暴雨的改造效果有限”，在大空間尺度大重現(xiàn)期降雨的情況下，使節(jié)點(diǎn)溢流總量與發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)兩者之間的關(guān)系不協(xié)調(diào)；另一方面，在保持區(qū)域下墊面情況不變的條件下，增大區(qū)域雨水管網(wǎng)排水能力將有效減小區(qū)域的節(jié)點(diǎn)溢流總量與發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，即雨水管道排水能力的增加可以使節(jié)點(diǎn)溢流總量與發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)兩者之間的關(guān)系協(xié)調(diào)。

方案2在方案1的基礎(chǔ)上對(duì)廣義的低影響開發(fā)系統(tǒng)中的常規(guī)雨水徑流排放系統(tǒng)進(jìn)行了改造，即對(duì)區(qū)域的雨水管網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)容，使區(qū)域的節(jié)點(diǎn)溢流總量與溢流時(shí)長得到進(jìn)一步削減的同時(shí)，發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也有明顯的減少，相比于方案1，方案2消減了區(qū)域30%的發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)?？梢?，增大區(qū)域雨水管網(wǎng)的排水能力可以有效緩解區(qū)域整的體積水情況。

對(duì)于方案3、4與5，在狹義低影響開發(fā)措施與常規(guī)雨水徑流排放系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了不同規(guī)模及類型的超標(biāo)雨水徑流排放措施，即使區(qū)域內(nèi)湖泊水體發(fā)揮調(diào)蓄功能，或使湖泊水體與調(diào)蓄池發(fā)揮調(diào)蓄功能并舉。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)進(jìn)一步減小區(qū)域的節(jié)點(diǎn)溢流總量、溢流時(shí)間與發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)的數(shù)目有著不同程度的促進(jìn)作用，且調(diào)蓄容積越大，區(qū)域積水情況得到緩解的程度越大。

由以上對(duì)城區(qū)小流域的雨水徑流、出流分析與積水分析，對(duì)于高重現(xiàn)期降雨，將狹義與廣義低影響開發(fā)系統(tǒng)結(jié)合，綠色基礎(chǔ)設(shè)施、灰色基礎(chǔ)設(shè)施與藍(lán)色措施結(jié)合，調(diào)蓄與排放結(jié)合，源頭與終端排放的控制結(jié)合。一方面，可以有效控制區(qū)域的雨水徑流；另一方面，可以及時(shí)將徑流雨水進(jìn)行排放，降低區(qū)域發(fā)生積水內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，也可以削減區(qū)域出流量峰值，既可緩解區(qū)域積水內(nèi)澇，也可緩解獵德涌的堤防與下游地區(qū)的防洪壓力，這對(duì)防止洪澇風(fēng)險(xiǎn)向下游轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的出現(xiàn)有著促進(jìn)作用。

3.6 分析討論對(duì)于在小尺度海綿系統(tǒng)中進(jìn)行地表徑流的控制，一方面，可以考慮通過豎向設(shè)計(jì)改變徑流雨水的匯流方式，使區(qū)域透水面對(duì)不透水面徑流的阻斷最大化，以增加區(qū)域的下滲總量，降低區(qū)域的徑流總量；另一方面，由于空間尺度較小，區(qū)域內(nèi)的產(chǎn)匯流機(jī)制與徑流路徑可以得到較為清晰的分析。因此，針對(duì)小尺度區(qū)域的雨水控制問題，即以問題為導(dǎo)向，采取一定的改造措施，如對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)改變區(qū)域雨水的徑流、出流路徑或采取“綠色”海綿改造的方式控制徑流，這在本研究中體現(xiàn)為：分析場(chǎng)地下墊面情況，屋面面積占比較大且場(chǎng)地內(nèi)的雨水管道承接屋面產(chǎn)生的徑流雨水，導(dǎo)致雨水管道的排水壓力主要來自于屋面徑流。因此，為緩解雨水管道的排水壓力，對(duì)屋面雨水的徑流排放路徑進(jìn)行改變，同時(shí)采取一定的地面徑流控制措施即可。

對(duì)于中尺度海綿系統(tǒng)對(duì)雨水流量的控制與峰值的削減，一方面，海綿城市設(shè)計(jì)中對(duì)狹義低影響開發(fā)設(shè)施規(guī)模的計(jì)算是基于當(dāng)?shù)睾＞d文件規(guī)定的區(qū)域徑流總量控制率所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量，通過模擬發(fā)現(xiàn)，僅滿足于海綿文件的規(guī)定通常不能將區(qū)域的水文條件恢復(fù)至場(chǎng)地開發(fā)建設(shè)前的狀態(tài)；另一方面，常規(guī)的海綿改造僅對(duì)區(qū)域的地表徑流進(jìn)行控制，未達(dá)到該尺度下的海綿系統(tǒng)雨洪控制目標(biāo)。在該空間尺度下，不僅要通過“綠色”手段對(duì)區(qū)域的徑流產(chǎn)生進(jìn)行控制，也要在保證區(qū)域排水能力的情況下，通過“灰色”、“藍(lán)色”或“灰-藍(lán)”結(jié)合的手段對(duì)區(qū)域的出流進(jìn)行控制，并通過適當(dāng)?shù)姆椒?yàn)證海綿設(shè)施的設(shè)置效果，這在本研究的該尺度研究區(qū)域中體現(xiàn)為：所在區(qū)域中設(shè)置的綠色屋頂、透水鋪裝、下沉式綠地與雨水花園的規(guī)模符合地區(qū)海綿文件的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，但模擬發(fā)現(xiàn)，在本尺度重點(diǎn)分析的重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下，其未達(dá)到海綿城市的建設(shè)理念的目標(biāo)，也未達(dá)到該空間尺度下的雨水管理目標(biāo)，系統(tǒng)仍存在較大的出流總量與峰值。因此，考慮采取設(shè)置調(diào)蓄池或多功能調(diào)蓄設(shè)施(本文體現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)人工景觀水體的利用與截留式調(diào)蓄池的設(shè)置)的方式控制出流。

對(duì)于大尺度海綿系統(tǒng)對(duì)區(qū)域積水的控制與緩解，其在規(guī)劃設(shè)計(jì)中所應(yīng)注重的是各尺度海綿系統(tǒng)的系統(tǒng)性組織。對(duì)于城區(qū)小流域，在大重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨下，中、小規(guī)模的“綠色”海綿措施因設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的限制，無法對(duì)雨水徑流進(jìn)行保障城市安全性的控制。因此，區(qū)域的蓄排水能力在一定程度上影響著區(qū)域應(yīng)對(duì)降雨的能力，進(jìn)而影響著區(qū)域在超標(biāo)降雨下的積水產(chǎn)生情況?？梢钥紤]通過擴(kuò)大“灰色”基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)“排”，通過“灰色”、“藍(lán)色”或“灰-藍(lán)”結(jié)合的工程措施實(shí)現(xiàn)“蓄”，這在本研究的該尺度研究區(qū)域中體現(xiàn)為：依地區(qū)海綿城市規(guī)范文件，對(duì)城區(qū)流域尺度的下墊面進(jìn)行一定比例的狹義低影響開發(fā)措施的改造，可以在一定程度上削減系統(tǒng)的徑流、出流、節(jié)點(diǎn)溢流總量與時(shí)間，但區(qū)域發(fā)生溢流節(jié)點(diǎn)數(shù)仍較多，相比于初始條件沒有明顯的減少。因此，建議采取擴(kuò)大雨水管徑的方式解決，同時(shí)，為進(jìn)一步控制區(qū)域的積水情況與出流雨水量，考慮采取利用區(qū)域內(nèi)湖泊水體的方式實(shí)現(xiàn)“蓄”，從而緩解區(qū)域積水內(nèi)澇情況和防止洪澇風(fēng)險(xiǎn)向下游轉(zhuǎn)移。綜合以上，本文提出多尺度海綿城市系統(tǒng)雨洪控制框架如表12所示。

表12 適應(yīng)于本文研究區(qū)的多尺度海綿城市系統(tǒng)雨洪控制框架

流域是一個(gè)“縱向”與“橫向”來水互相交錯(cuò)，使“洪”“澇”災(zāi)害具有交織性的有機(jī)整體[25]。結(jié)合以上“微觀-中觀-宏觀”遞進(jìn)的空間尺度和對(duì)“源頭-中端-終端”的各尺度海綿城市系統(tǒng)對(duì)雨水徑流和系統(tǒng)出流控制措施的實(shí)例研究與分析討論，從流域整體性的視角：對(duì)于城市內(nèi)澇，“地上”“綠色”雨水徑流控制措施與“藍(lán)色”調(diào)蓄水體的利用，在于控制徑流，減少雨水管網(wǎng)的入流量，從而緩解區(qū)域雨水管網(wǎng)的排水壓力，降低區(qū)域積水內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，增加區(qū)域的調(diào)蓄容積，在一定程度上減小系統(tǒng)出流，緩解下游雨水管網(wǎng)的排水壓力。“地下”“灰色”雨水管網(wǎng)與調(diào)蓄設(shè)施，在于減小因排水能力不足導(dǎo)致的城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)和控制本區(qū)域系統(tǒng)對(duì)下游地區(qū)或水體的出流，從而降低下游地區(qū)因外洪入侵導(dǎo)致的城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

本文考慮海綿城市系統(tǒng)中存在的多種規(guī)劃建設(shè)尺度與其內(nèi)涵及雨洪控制目標(biāo)，利用SWMM模型，以位于廣州市的三個(gè)不同空間尺度大小的區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過現(xiàn)狀解析、海綿改造方案設(shè)計(jì)與模擬的方式，因地制宜地對(duì)不同尺度海綿城市系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)雨洪控制目標(biāo)的方法進(jìn)行了實(shí)例研究，總結(jié)得出的結(jié)論如下：

(1)小尺度海綿系統(tǒng)對(duì)雨洪主要需實(shí)行微觀控制，通過各類綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施的布局規(guī)劃，控制微觀系統(tǒng)區(qū)域的徑流、出流要素。在本研究的小尺度區(qū)域中，設(shè)置狹義低影響開發(fā)設(shè)施并改變匯流路徑與雨水出流路徑，在該尺度所分析的4種重現(xiàn)期(0.25 a、0.5 a、1 a和2 a)下，系統(tǒng)徑流總量和峰值的削減率均值分別為59.10%和45.27%，系統(tǒng)出流總量和峰值的削減率均值為60.20%和44.02%，且區(qū)域雨水管網(wǎng)排水壓力緩解情況顯著。

(2)中尺度海綿系統(tǒng)主要需通過中觀規(guī)劃，如通過構(gòu)建綠色廊道與綠色斑塊的連接，常規(guī)雨水徑流蓄排系統(tǒng)的利用，及雨水濕地等大型綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用與組合，對(duì)區(qū)域系統(tǒng)的徑流、出流總量和峰值進(jìn)行控制。在本研究的中尺度區(qū)域中設(shè)置狹義低影響開發(fā)設(shè)施，設(shè)置調(diào)蓄池，并將區(qū)域內(nèi)景觀水體做調(diào)蓄利用，在該尺度分析的4種重現(xiàn)期(2 a、5 a、10 a和20 a)下，系統(tǒng)出流總量與峰值的削減率均值為53.34%和49.73%。

(3)大尺度海綿系統(tǒng)對(duì)雨洪的控制主要需通過大規(guī)模的雨水系統(tǒng)組織協(xié)調(diào)，從宏觀規(guī)劃層面減輕城市在超標(biāo)降雨下的雨洪積水嚴(yán)重程度。在本研究的大尺度區(qū)域中設(shè)置狹義低影響開發(fā)設(shè)施，擴(kuò)大區(qū)域管網(wǎng)管徑，擴(kuò)容湖泊水體，并設(shè)置調(diào)蓄池，在該尺度分析的4種重現(xiàn)期(10 a、20 a、50 a和100 a)下，節(jié)點(diǎn)的溢流總量、溢流時(shí)間與峰值溢流數(shù)的削減率均值分別為90.03%、49.75%和36.84%。

海綿城市建設(shè)秉承著低影響開發(fā)的理念，綠色基礎(chǔ)海綿設(shè)施控制“小雨”是特色，灰色基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)置與藍(lán)色水體利用是城市面對(duì)暴雨洪水時(shí)不可或缺最有作用的部分，如何將三者在多尺度的海綿城市系統(tǒng)中合理地組織協(xié)調(diào)，需要理清各尺度海綿系統(tǒng)的內(nèi)涵，因地制宜地實(shí)踐解決。