基于LID技術(shù)的海綿城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建與實(shí)踐

摘 要：本文以提升城市防洪排澇效能及加速城市水文循環(huán)為核心，深入探討了雨水花園、生物滯留設(shè)施、綠色屋頂及透水鋪裝等核心技術(shù)在海綿城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建中的實(shí)施路徑。通過(guò)寧波某安置房項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，該系統(tǒng)在控制雨水徑流、削減污染及提升水資源利用效率方面展現(xiàn)出顯著成效。綜合評(píng)估表明，該系統(tǒng)能穩(wěn)定保持年徑流總量控制率在75%以上，并有效削減年徑流污染總量（以懸浮物SS為指標(biāo)）超過(guò)70%，排水與雨水凈化能力顯著，成功達(dá)到規(guī)劃控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：LID技術(shù)；海綿城市；給排水系統(tǒng)；雨水收集；存儲(chǔ)文章編號(hào)：2095-4085（2025）02-0108-03

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的加速，洪澇災(zāi)害、水資源短缺及水污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。海綿城市理念旨在模擬自然水文循環(huán)，而LID技術(shù)作為關(guān)鍵策略，通過(guò)分散化、小型化處理手段，實(shí)現(xiàn)多重雨水管理目標(biāo)［1］。本文聚焦于LID技術(shù)在海綿城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建中的應(yīng)用與案例實(shí)踐，旨在探索科學(xué)運(yùn)用LID技術(shù)優(yōu)化城市給排水系統(tǒng)、提升水資源利用效率、減輕城市防洪壓力的途徑，同時(shí)推動(dòng)城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1 LID技術(shù)概述

LID技術(shù)是一種維持城市原有水循環(huán)特征的雨水管理方法。相較于傳統(tǒng)集中式排水系統(tǒng)，LID采用分散小規(guī)模設(shè)施管理雨水，可有效緩解城市內(nèi)澇和水污染。在海綿城市建設(shè)中，LID措施如綠色屋頂、雨水花園、下凹式綠地、生物滯留池、雨水罐、透水鋪裝及植草溝等，通過(guò)自然過(guò)程凈化與滯留雨水，削減徑流與污染物。這些措施不僅能高效管理雨水，還可以融合城市景觀與生態(tài)，恢復(fù)水文循環(huán)，提升綠化水平，實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)、雨水管理及城市美化的多重效益。

2 海綿城市給排水系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

海綿城市是一種城市水文管理策略，旨在通過(guò)具有海綿特性的給排水系統(tǒng)，增強(qiáng)城市對(duì)降水的吸收、儲(chǔ)存、過(guò)濾和釋放能力，以應(yīng)對(duì)洪水和徑流污染，促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，改善生態(tài)環(huán)境。海綿城市給排水系統(tǒng)主要包括：雨水收集系統(tǒng)、雨水處理系統(tǒng)、雨水排放與利用系統(tǒng)。系統(tǒng)特點(diǎn)包括：分散式管理、高效利用水資源、生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

3 案例實(shí)踐

3.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為安置房地塊，位于寧波市姚江新區(qū)，總用地50537m2，總建筑面積17.78萬(wàn)m2，包括地上13.24萬(wàn)m2和地下4.53萬(wàn)m2。建筑最高33層，占地面積9732.34m2，建筑密度19.26%，容積率2.62%，綠化率30%。

場(chǎng)地基本情況如下：（1）地形平坦，場(chǎng)地內(nèi)部室外地坪設(shè)計(jì)標(biāo)高基本為3.29～3.72m，高于周邊市政道路，無(wú)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)防澇規(guī)劃，項(xiàng)目區(qū)域?yàn)閮?nèi)澇低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。（2）排水系統(tǒng)完善，道路設(shè)有4個(gè)市政接口，其中北側(cè)現(xiàn)狀道路2個(gè)接口，管徑均為DN500；西側(cè)云飛路2個(gè)接口，管徑為DN700和DN600。（3）項(xiàng)目場(chǎng)地設(shè)有大范圍地下室，地下室頂板標(biāo)高2.10m，覆土1.5m。

3.2 項(xiàng)目需解決的問(wèn)題及設(shè)計(jì)目標(biāo)

項(xiàng)目需解決低影響開發(fā)、控制雨水徑流污染、提高雨水資源利用率的問(wèn)題；并達(dá)到年徑流總量控制率不小于75%，年徑流污染總量（以懸浮物SS計(jì)）削減率不宜小于70%的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3.3 海綿給排水系統(tǒng)構(gòu)建策略

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)遵循生態(tài)文明建設(shè)及海綿城市要求，堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng)、生態(tài)優(yōu)先、安全為重、因地制宜原則，運(yùn)用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術(shù)，構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、雨水管渠及排放系統(tǒng)。并綜合考慮排水防澇、水污染防治及雨水利用需求，與園林、建筑、給排水、道路等專業(yè)協(xié)調(diào)，以此來(lái)滿足海綿城市規(guī)劃控制指標(biāo)。

3.3.1 雨水源頭控制系統(tǒng)（徑流量控制）

綠化帶內(nèi)設(shè)置下沉綠地等海綿設(shè)施，道路雨水通過(guò)植草溝、縫隙式排水溝、雨水管道接入下沉綠地中；屋面雨水采用室內(nèi)斷接的方式就近進(jìn)入建筑周邊綠地，對(duì)收集的雨水進(jìn)行滯蓄凈化，超量雨水通過(guò)溢流井接入室外雨水管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)。

3.3.2 初期雨水棄流處理系統(tǒng)

本項(xiàng)目雨水接入雨水池前，設(shè)置初期雨水棄流措施。棄流雨水流入下游室外污水管道，余量雨水溢流至下游管道。

3.3.3 雨水末端控制系統(tǒng)（回收池）

本項(xiàng)目在地塊設(shè)置雨水回收池，室外雨水管網(wǎng)配套初期雨水棄流裝置并設(shè)置雨水回用處理設(shè)施，處理后的雨水用于室外綠化澆灌、道路澆灑和車庫(kù)沖洗，以實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用。

3.3.4 雨水管道系統(tǒng)

本項(xiàng)目地塊內(nèi)設(shè)置的下沉綠地、回收池等LID設(shè)施內(nèi)的超滲雨水通過(guò)溢流雨水口溢流至區(qū)塊內(nèi)雨水管道系統(tǒng)。場(chǎng)地雨水設(shè)4個(gè)排出口。

3.4 LID關(guān)鍵技術(shù)與措施

本項(xiàng)目在海綿城市設(shè)計(jì)中，根據(jù)場(chǎng)地豎向設(shè)計(jì)、管網(wǎng)布置及建筑布局詳細(xì)劃分了排水和匯水分區(qū)，并設(shè)計(jì)了多種海綿設(shè)施。依據(jù)《技術(shù)指南》推薦的計(jì)算方法，保證海綿設(shè)施布局與規(guī)模科學(xué)合理。采用的LID措施涵蓋下凹綠地、屋頂綠化、雨水?dāng)嘟?、雨水篦子、?dǎo)流設(shè)施及收集處理系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置下凹綠地、植草溝、雨水回用池等設(shè)施，項(xiàng)目成功達(dá)成海綿城市控制標(biāo)準(zhǔn)。

3.4.1 雨水花園、生物滯留設(shè)施源頭控制技術(shù)

雨水花園，作為海綿城市構(gòu)建的一項(xiàng)技術(shù)措施，亦被稱為生物滯留區(qū)［2］。這類花園通常位于園林中的低地，種植有喬木或灌木，并以樹皮或地面植被作為表層覆蓋。其主要功能是通過(guò)收集和暫時(shí)儲(chǔ)存雨水，促進(jìn)水分向地下滲透，以此來(lái)補(bǔ)給地下水資源，并減少暴雨期間地表徑流的峰值流量。

生物滯留設(shè)施是指在地勢(shì)較低的區(qū)域，通過(guò)植物、土壤和微生物系統(tǒng)蓄滲、凈化徑流雨水的設(shè)施。這些設(shè)施通常被設(shè)計(jì)為低洼綠地，能夠接收、儲(chǔ)存和凈化來(lái)自屋頂、道路和其他不透水表面的雨水。生物滯留設(shè)施不僅有助于減少城市內(nèi)澇，還能提升城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。

由于本工程地下水位較高，土壤滲透能力較差，海綿城市建設(shè)以削減雨水徑流污染為主要目標(biāo)。因此，本工程采用復(fù)雜型下凹式綠地（見圖1）。為避免下滲雨水對(duì)建筑物及地下室結(jié)構(gòu)造成影響，本項(xiàng)目下凹式綠地底部及四周均設(shè)置防滲膜。

3.4.2 綠色屋頂、透水鋪裝滲透技術(shù)

海綿城市綠色屋頂是指在建筑物的屋頂上，采用植被和土壤層等綠色設(shè)施，通過(guò)其滯留、過(guò)濾和凈化作用，對(duì)雨水進(jìn)行管理的屋頂形式。具體而言，海綿城市綠色屋頂是通過(guò)在屋頂上種植植被，利用植被的根系和土壤層的吸附作用，滯留和過(guò)濾雨水，減少雨水徑流量，從而減輕城市排水系統(tǒng)的壓力。此外，綠色屋頂還能增加城市的綠化面積，提升整體綠化率，改善城市微氣候，減少城市熱島效應(yīng)，進(jìn)而為城市居民提供更好的生活環(huán)境。

本項(xiàng)目綠化屋頂種植覆土層不小于30cm，設(shè)計(jì)合理，滿足《寧波市建（構(gòu)）筑物立體綠化實(shí)施導(dǎo)則》（甬建發(fā)〔2019〕75號(hào)）要求。在配置植物時(shí)，選擇中性、喜陽(yáng)的植物，如金葉景天、百慕大草、早金蓮等低矮、抗風(fēng)、耐移植的品種。屋頂綠化剖面圖見圖2。

透水鋪裝技術(shù)是海綿城市策略中的關(guān)鍵組成部分，它涉及到使用可以讓雨水滲透的鋪設(shè)材料或特殊結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)的應(yīng)用使得降落在鋪裝表面的雨水能夠穿透至地下，目的是降低地表徑流的量，為地下水提供補(bǔ)給，并促進(jìn)城市生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。

3.4.3 雨水收集、儲(chǔ)存與利用技術(shù)

雨水收集處理系統(tǒng)由收集、調(diào)蓄、處理和回用四個(gè)子系統(tǒng)組成。針對(duì)本項(xiàng)目的產(chǎn)流匯流特點(diǎn)，并結(jié)合綠化澆灌、路面澆灑等實(shí)際用水需求，在地下室專門設(shè)置了雨水回用池。本工程采用雨水回用系統(tǒng)，直接收集來(lái)自屋面及路面的雨水。

經(jīng)過(guò)收集后的雨水將主要用于綠化灌溉。在雨水回收過(guò)程中，初期3mm雨水棄流至污水管網(wǎng)。在海綿城市指標(biāo)中，回用雨水計(jì)入年徑流總量控制率，處理后的雨水還可用于道路澆灑、車庫(kù)沖洗等。有效調(diào)蓄雨水徑流量、減輕雨水徑流造成的面源污染，實(shí)現(xiàn)了雨水的資源化利用，具有環(huán)境與經(jīng)濟(jì)雙重意義。

3.5 LID技術(shù)在給排水系統(tǒng)構(gòu)建中的應(yīng)用

本項(xiàng)目在源頭及中途采取海綿措施，結(jié)合LID設(shè)施構(gòu)建場(chǎng)地滲排系統(tǒng)，控制面源污染。其技術(shù)路線見圖3。

（1）降落在部分路面、屋面的雨水通過(guò)設(shè)置在路邊的排水溝、散水或者雨水管道收集后轉(zhuǎn)輸至下凹式綠地中，經(jīng)過(guò)下凹式綠地的滯蓄、過(guò)濾、凈化后，再通過(guò)盲管收集排入雨水管網(wǎng)中，超滲雨水溢流至雨水管網(wǎng)中。（2）部分屋面及場(chǎng)地雨水經(jīng)初期雨水棄流后，進(jìn)入初期雨水調(diào)蓄池，由調(diào)蓄池中設(shè)備進(jìn)行過(guò)濾、消毒后，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的綠化澆灌、道路澆灑用水進(jìn)行回用補(bǔ)充；部分直接接市政雨水管網(wǎng)。

本項(xiàng)目以下沉式綠地為依托構(gòu)成蓄水模塊。下凹式綠地高程低于路面，雨水能夠自然流入并蓄存在綠地內(nèi)，增加了雨水下滲的時(shí)間和量，通過(guò)增加雨水下滲和減少地表徑流，下凹式綠地能夠減輕城市排水系統(tǒng)的壓力。植草溝和雨水花園通常會(huì)連為一體，其中植草溝通過(guò)其植被和土壤的滯水能力，可降低雨水徑流速度，分擔(dān)整個(gè)給排水系統(tǒng)壓力；而雨水花園可結(jié)合植物和泥土實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的收集和凈化。在應(yīng)用技術(shù)路線內(nèi)，下沉式綠地平剖面示意見圖4。

3.6 案例效果評(píng)估

3.6.1 目標(biāo)可達(dá)性分析

本項(xiàng)目根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況測(cè)算海綿指標(biāo)，年徑流總量控制率為75.15%，年徑流污染總量削減率不小于70%，達(dá)到控制目標(biāo)。

（1）項(xiàng)目位于寧波海綿城市試點(diǎn)區(qū)外，屬新建地塊。采用本文方法測(cè)試排水效果，以年凈流總量控制率為指標(biāo)，其結(jié)果見圖5。

（2）年徑流污染削減率指雨水經(jīng)預(yù)處理和低影響開發(fā)設(shè)施凈化后，控制的污染物總量占比。以懸浮物SS的年徑流污染總量削減率為衡量指標(biāo)，對(duì)8個(gè)試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果見圖6。各區(qū)域懸浮物SS年徑流污染總量削減率均高于75%，符合《海綿城市建設(shè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51345-2018），表明利用LID技術(shù)構(gòu)建的海綿城市給排水系統(tǒng)凈化水質(zhì)能力強(qiáng)，應(yīng)用效果好。

3.6.2 實(shí)施效益分析

本項(xiàng)目采納低影響開發(fā)（LID）設(shè)計(jì)理念，將雨水管網(wǎng)系統(tǒng)與LID設(shè)施融合，以源頭削減為核心，輔以中途轉(zhuǎn)輸與末端調(diào)蓄策略［3］。通過(guò)海綿城市設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了水體自凈效能，構(gòu)建了生態(tài)循環(huán)良好的系統(tǒng)，為營(yíng)造可持續(xù)的生態(tài)水環(huán)境及優(yōu)質(zhì)居住環(huán)境奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。小區(qū)的海綿化設(shè)計(jì)有效調(diào)節(jié)并改善了水環(huán)境，小區(qū)景觀得到顯著提升，城市風(fēng)貌也因此增色。此外，水資源的高效利用不僅帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，還減輕了城市供水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了雨水資源的循環(huán)利用。

4 結(jié)語(yǔ)

構(gòu)建基于LID技術(shù)的海綿城市給排水系統(tǒng)，科學(xué)運(yùn)用LID技術(shù)，能大幅削減雨水徑流，提升雨水資源化利用效率，有效緩解城市排水系統(tǒng)壓力。同時(shí)，LID技術(shù)還強(qiáng)調(diào)與城市景觀及生態(tài)環(huán)境的和諧共生，賦予給排水系統(tǒng)實(shí)用功能之外的美學(xué)價(jià)值與生態(tài)效益。從實(shí)踐案例中可見，LID技術(shù)在海綿城市給排水系統(tǒng)構(gòu)建中成效顯著。

參考文獻(xiàn)：

［1］姜早龍，張偉博，張志軍，等.濱海地區(qū)海綿城市低影響開發(fā)技術(shù)優(yōu)化利用研究［J］.中外公路，2023，43（5）：259-266.

［2］葉青，趙強(qiáng)，趙靜，等.中新天津生態(tài)城中新友好公園海綿城市規(guī)劃建設(shè)實(shí)踐［J］.給水排水，2023，59（5）：44-49.

［3］程晨.海綿城市建設(shè)技術(shù)在園林建設(shè)中的應(yīng)用［J］.智能城市，2024，10（1）：114-116.

作者簡(jiǎn)介：孟飛（1981—），男，漢族，吉林舒蘭人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師。研究方向：建筑工程。