城市雨洪調蓄減排綜合利用模式探索——中新生態城水系統構建方案

魏新慶 ，王秀朵 ，郭淑琴 ，王立彤 ，房 宏

（1.天津市市政工程設計研究院，天津市 300051；2.天津市市政公路管理局，天津市 300050）

0 前言

中新天津生態城圍繞“生態環境健康、社會和諧進步、經濟蓬勃高效、區域協調融合”4個方面確定了22項控制性指標和4項引導性指標，致力于建設成為“資源節約、環境友好、經濟蓬勃、社會和諧”的新型城市。其中大部分理念的達成均與水有關，可見“水”在新興城市的建設中占有很重要的地位。

生態城的“生態水系統”工程立足于改善區域嚴重缺水狀況，建成一套生態、環保、符合可持續發展要求的生態利用系統。以節水為核心，以調蓄為手段，以濕地的滯留處理、綠地的入滲為輔助，開展雨、污水綜合利用，建立水的生態循環利用系統，進而實現水資源的優化配置和循環利用，構建安全、高效、水與水和諧、水與環境和諧、水與人和諧的健康的生態水系統。

生態水系統構建中充分體現生態、綠色、環保、節約理念，既要滿足生態城的建城理念，又要通過生態水系統的建設與構建促使中新天津生態城指標體系的達成。在市政工程中要同時關注工程的景觀性、功能性、經濟性、適用性，進而實現中新天津生態城“能實行、能復制、能推廣”的目標。

中新天津生態城起步區屬于生態城的一部分，其中南側的京港高速，西側的漢北路，東側的中央大道，北側的起步區小河，與生態城其他部分有著千絲萬縷的聯系。起步區的基礎設施市政工程是一個系統工程，與整個生態城是一個有機的整體。起步區在中新生態城中具有重要的地位和作用，對構建生態城的指標體系意義深遠。因此，起步區基礎設施市政工程總體設計不僅要解決起步區本身的市政配套功能，更要體現生態城建城的理念，并堅持用系統的、全局的眼光分析解決問題，做到統籌兼顧，合理安排，以求尋找綜合最優的總體設計方案。

1 總體設計思路

結合天津中新生態城自身的特點，提出以下設計思路。

（1）以生態城指標體系為導引，用系統眼光分析解決問題，體現工程系統性。

在針對起步區排水系統的構建時，首先要以整個生態城為背景來考慮，以生態城總體規劃為指導，以生態城的建城理念為導引，從城市設計的角度出發，系統分析城市內的地表水系、地下水的分布情況，供水系統組成，對污水回用、降雨、植被分布、蒸發、蒸騰等數據綜合統計分析[1]，進行供水量和需水量平衡計算，進而確定整個城市雨水的排放模式，最終指導起步區的排水系統的設計。同時，要摒棄單純解決排水問題的出發點，妥善處理排水與其他系統的各種矛盾。

（2）循環利用，合理銜接，體現資源節約性。

起步區的市政排水工程設計應充分考慮遠期實施項目的可行性，做好近遠期工程的合理銜接，最大限度地減少因考慮不周帶來的重復建設和巨大浪費，節約寶貴的資源。在充分吸收國內的先進經驗的基礎上，選擇適合生態城指標體系的排水模型，使水系統設計既有一定的超前性和現代化水平，又符合生態城實際，具有可操作性。

（3）生態自然，保護環境，體現環境友好性。

突出生態優先的理念，堅持生態保護，實現區域水生態的重建和修復，恢復自然水系、濕地和植被。將城市景觀水系統、雨水系統、污水系統、再生水系統結合起來綜合考慮，形成具有推廣性的濱海城市生態水系統，形成獨具特色的綜合生態水系景觀。

（4）遵循綜合成本理念，謀求潛在綜合社會效益最大化，達到“能實行、能復制、能實施”。

雨水是城市的寶貴的淡水資源，應加以利用。為實現雨水資源化，節約用水，減輕城市排澇，擴大雨水利用，應建立以雨水入滲、收集回用、調蓄排放[2]相結合的收集利用系統。雨水收集利用系統的規模應盡量滿足建設用地外排雨水設計流量不大于開發建設前的水平。同時雨水入滲、收集回用、調蓄等措施要切實可行，體現景觀性、功能型和經濟性，同時樹立安全至上的理念，采取主動安全措施，加強設計的前瞻性，確保城市排澇安全。

（5）分散布置，集中管理，體現城市管理、調度的數字化。

以調峰、蓄滯、收集利用為主，以外排為輔的城市排水理念，建立城市防洪排澇管理系統，改變城市排澇與城市防洪各自為政的傳統局面，實現雨水的綜合利用。

要設置雨水數據采集、監控、傳輸系統，監測雨水泵站的水位及各水泵、格柵、閘門運行狀況等信息，對雨水泵站進行數字化控制，隨時監測、調整雨水泵站的狀態以及運行情況，并與防洪統一協調、調度。通過“生態城水系統管理調度中心”的信號指令實現市政工程管理調度的智能化、數字化。

2 具體工程措施

針對生態城區域嚴重缺水狀況，要建成一套生態、環保、符合可持續發展要求的生態利用系統，開展雨水綜合利用示范。如何實現水資源的優化配置和循環利用，構建安全、高效、人水和諧的健康水系統就成了本次設計一個關鍵技術問題。

設計中突破了傳統城市雨水快速排放的理念，建立以調峰、蓄滯為主，以外排為輔的城市排水理念,建立新型雨水收集、存儲、凈化綜合利用系統。在整個城市范圍內進行合理的布設蓄滯、儲存設施，進行安全的調峰、蓄滯，進而對雨水進行綜合利用。圖1為生態城雨水綜合利用的初步模型。

2.1 管網方案

雨水通過收水設施進入收集系統，系統的終點設立雨水泵站。雨水的最終出路排入薊運河故道（城市內生態景觀生態河道），通過調控薊運河故道的水位滿足雨水排放要求。

2.2 初期雨水處理

初期雨水通過控制雨水泵的排放時間來調節初期雨水的棄流閥及排水閥，有效控制初期雨水排放。

初期雨水的排放采取兩種方式：一種在泵站出水口處設置人工濕地，初期雨水經過人工濕地進行儲存和初步凈化后排入生態城水系；二是設置初期雨水專用管道，就近接入污水系統，初期雨水經污水處理廠處理后排入生態城水系。

后期雨水水質較為穩定，通過專用管道直接排入水系，以避免集中的大流量雨水排放時對人工濕地的沖擊，可通過生態城水系的自凈能力以及水質進行凈化。

2.3 雨水綜合利用

主要考慮通過細胞社區內屋面雨水集蓄利用系統、雨水滲透系統、雨水的綜合存蓄系統進行綜合調蓄利用，進而達到以調峰、蓄滯、收集利用為主，以外排為輔的城市排水理念。

屋面雨水的利用以生態細胞或單體建筑物為單位，采取就地收集、就地處理、就地利用的原則。屋面雨水經過收集系統初期棄流、沉淀、過濾后進入儲水罐，然后回用于小區的市政雜用。初期棄流進入市政雨水收集系統，同時推廣綠色屋頂的應用。

雨水入滲可采用各種雨水滲透設施[4]，讓雨水回灌地下，補充涵養地下水資源，是一種間接的雨水利用技術，還可緩解地面沉降、減少水澇和海水倒灌等多種效益。綠地入滲可與景觀相結合，配以洼地、滲井和滲溝、生態邊溝、植被淺溝[3]等人工入滲設施；慢行系統可采取透水路面，通過入滲可減排、降低雨水洪峰流量，還可補充地下水。

雨水的綜合存蓄系統可利用公共廣場（公共廣場下設置雨水調蓄池）、綠地（下凹式綠地）、學校的操場（下沉式操場）等結合周圍的條件采用適當的下凹式，以利于滯留、調蓄，使市政雨水匯流的洪峰交錯，降低終點泵站的過流量，同時也達到了儲存雨水的目的。也可以在這些區域適當選擇做地下儲水池，通過簡單的處理即可就近回用為城市綠化用水。

最終，雨水進入生態城水系作為區域水系的補充水源。

3 結語

任何一個新建城市，幾乎都會造成不透水地面的增加，進而造成雨水的流失。從維護自然水文循環環境的角度出發，所有城市都有必要對因不透水地面增加而產生的流失雨水進行攔蓄。從緩解水資源緊張狀況的角度出發，所有缺水城市都有必要直接或間接地對雨水加以利用。中新天津生態城尤為如此，雨水工程的設計建設首先要構建一個系統的雨水綜合利用模型。

本次工程旨在建成一套完整、合理、符合可持續發展要求的雨水收集和生態利用系統，改善中新天津生態城周圍的水環境及生態環境狀況，有效緩解中新天津生態城用水量增長與水資源短缺的矛盾。雨水使用原則為“優質雨水凈化后直接利用，劣質雨水初步凈化后間接利用”。

最后需要強調的是，雨水工程設計首要解決防止澇災發生，同時要突破傳統的排水觀念[5]。尤其在缺水城市，要通過調蓄滯留控制城市地表徑流，進而控制污染；貫徹節約、資源循環利用原則，充分考慮雨水資源的綜合利用。

[1]左建兵,劉昌明,鄭紅星，等.北京市城區雨水利用及對策[J].資源科學，2008，30（7）：990-998.

[2]車伍,張燕,李俊奇，等.城市雨洪多功調蓄技術[J].給水排水，2005，31（9）：25-29.

[3]張煒,車伍,李俊奇，等.植被淺溝在城市雨水利用系統中的應用[J].給水排水，2003，32（8）：33-37.

[4]李俊奇,汪慧貞,車武.城市小區雨水滲透方案設計[J].水資源保護，2004，（3）：13-14，42.

[5]車伍,申麗勤,李俊奇.城市道路設計中的新型雨洪控制利用技術[J].公路，2008，（11）：30-34.