海綿城市雨洪管理系統建設淺議

□呂瑞晗 □羅國杰 □吳璞偉 □石程程（華北水利水電大學）

海綿城市雨洪管理系統建設淺議

□呂瑞晗 □羅國杰 □吳璞偉 □石程程（華北水利水電大學）

近年來，水資源短缺與城市內澇逐漸成為中國許多城市的頑疾，這與雨水資源的利用有著密切的關系。順應城市雨洪管理不斷創新與發展的趨勢，建設海綿城市逐漸成為我國新時期解決城市水問題并建設節水型社會的新方向與新思路。文章以黑龍江省佳木斯市為例，對佳木斯市海綿城市與節水型社會建設工程技術措施的可行性進行探索。并對推進佳木斯市海綿城市建設與節水型社會建設提出建議。

海綿城市；雨洪管理；工程技術；淺議

1 引言

水危機對中國眼下乃至將來的可持續發展來說都是一項重要的挑戰，尤其2016年7月多地連續遭遇強降雨侵襲，逢雨看海的境況引發對城市水問題的深刻思考[1]。順應城市雨洪管理不斷創新與發展的趨勢，建設海綿城市逐漸成為新時期解決城市水問題的新方向與新思路。打破了以往以排為主的治水理念，讓整個城市像海綿一樣自由呼吸，在我國多城市水資源短缺、城市內澇、水生態惡化、節水型社會建設等問題的解決上，表現出較高優勢，同時對于優化城市人居環境，推進城市綠色健康持續發展，也具有十分重要的意義[2]。

2 佳木斯市區域環境概況

佳木斯位于中國東北的松花江、黑龍江、烏蘇里江匯流而成的三江平原腹地，總面積1 874.50 km2，人口86.60萬。全市地勢總趨勢為西高東低，由西南向東北方向傾斜。西南和西北分別為完達山和小興安嶺山脈所構成的低山丘陵，中部為廣闊的三江沖積平原，別拉音山、烏爾虎力山等殘丘聳立其間，沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地等星羅棋布，構成了本區獨特的地貌景觀[3]。

佳木斯市屬中溫帶大陸性季風氣候區，夏季受東南亞季風影響，冬季受西伯利亞冷氣團控制，其主要氣候特點為：冬季嚴寒，少雨雪；春季風大，易干旱；夏季炎熱，雨量集中；秋季涼爽，降溫快，常有早霜。多年平均氣溫在3.30～4.20℃之間。多年平均降水量554 mm，多年平均水面蒸發量719.80 mm，降水量年內分布不均勻，年際降水量變化也較大[4]。

3 海綿城市建設的工程技術措施

3.1 雨水收集與滲透技術

3.1.1 雨水收集

雨水收集一般與種植屋面相結合，種植屋面既可降低蒸發量又能夠有效緩解大雨或暴雨造成屋面積水迅速匯流形成地面徑流造成內澇，植物的選擇要具有耐旱，抗寒，施肥少，節水性能好，防水淹，質量較輕、養護管理粗放的特點，在做到高矮錯落有致的情況下，還要注重色彩搭配的和諧，如植物種群可選擇佛甲草，花卉可選擇藤本月季、黑心菊、鼠尾草、丁香等。

3.1.2 滲透技術

通過前后兩批30座城市作為試點，對海綿城市建設進行探索，滲透技術已取得了一定的成果[7]，彩色吸水路、透水水泥混凝土路面、透水型多功能混凝土植草磚、透水瀝青混凝土路面等透水鋪裝在工程中也得到了應用，結合佳木斯市西南高，東北低，中部為平原的地形特點，參考已有工程經驗，在坡度大的地區，采用滲水率高的彩色路面，在中部平原坡度小的地區，采用透水混凝土路面，透水路面結構及收集雨水原理見圖1。

圖1 透水路面結構及收集雨水原理示意圖

3.2 調蓄技術

3.2.1 蓄水設施

蓄水設施包括調蓄池、人工濕地，由于佳木斯市中部沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地眾多，可以結合地理條件建立人工濕地，形成區域性防澇、抗旱、存蓄、調節等功能俱全的自然水體和人工濕地綜合體，見圖2。

圖2 人工濕地與自然水體綜合體示意圖

3.2.2 轉輸設施

轉輸設施主要包括轉運水體的滲透管道和排水的輸送管道，滲透管道采用在普通管材圓周上開出滲水孔，管外包土工布，通過控制開孔率來滿足滲透率要求；排水裝置采用減少匯水找坡長度的線狀進水取代傳統雨水口點式進水方式。轉輸設施可結合雨水收集裝置應用于城市滲透排水管網和綠地建設等項目。

3.3 截污凈化措施

截污凈化措施主要包括植被緩沖帶、專門的雨水凈化和截污設施，植被緩沖帶利用植物與其他工程材料相結合在岸帶上構建緩沖帶等生態修復系統，通過植物根系加固和穩定河岸，提高雨水儲蓄和截流能力，有效控制徑流污染，減少水土流失，凈化水質，同時有利于促進土壤水循環、恢復岸帶生態和景觀功能（見圖3）。可在佳木斯市區英格吐河、杏林河、王三五河、音達木河及鈴鐺麥河結合河道兩岸綠化帶寬度設置植被緩沖帶，同時，沿江公園和水源山公園可結合實地情況設置親水植被緩沖帶。

圖3 截污凈化示意圖

3.4 黑臭水體治理措施

鑒于經濟發展帶來的環境負面效應和佳木斯市杏林河黑臭水治理及松花江佳木斯段水污染治理的歷程，佳木斯市海綿城市的建設要做好黑臭水治理工作。黑臭水體治理措施從以下兩點出發，一是做好內源治理工作，采用磁性物種與物化技術的耦合，通過超磁分離進行固液分離凈化水體，針對市政污水，雨污混合及易污染河段進行治理、凈化、修復；二是做好生態維護和修復，針對市區具有生態修復或生態景觀要求的河道可用干壘混凝土擋墻進行河道護坡，對于河道水體采取“仿生態系統”[8]的城市河道治理技術，從控制外源和內源污染為前提，對水體進行多類型曝氣、水循環過濾、建立生態浮島等措施進行水質處理。

3.5 設計與管理措施

3.5.1 規劃設計

針對城市內澇建立城市暴雨排水和低影響開發模擬系統，采用數學模型對城市建設和內澇規劃相關的雨水地表徑流產生過程和管內水流過程進行模擬，計算降雨地表產流、地表匯流情況，模擬徑流和外來水流在渠道、管道、蓄水和處理單元以及分水建筑物等排水系統中的流動，根據流態預測系統中各部分的水流狀況，結合低影響開發理念來進行方案的設計、效能評估、情景模擬和方案對比、優化，同時便于對排水系統進行管理和控制，達到非常時期對雨水的預測和調控，減少城市內澇出現的概率。

3.5.2 監測與管理

針對于城市管網、河流明渠排水口或調蓄池等排水設施，運用智能在線排水監測系統，通過傳感器等物聯網智能傳感系統，對涉及到的各種信息進行監測和收集，利用互聯網、3G/4G等網絡傳輸方式，將數據信息傳輸到服務器，運用云計算等手段對數據信息進行處理、分析，采用各種模型對數據進行模擬，對涉及的問題給出優化的解決方案，通過對方案的準確指揮和迅速執行，解決各種問題，并在全面合理的績效評價基礎上，對結果進行反饋和修正，實現監測管理的良性循環。

4 持續推進海綿城市建設的建議

4.1 最大限度保護好佳木斯市原有生態系統

海綿城市的出發點就是基于當地原生態自然環境，將自然途徑和人工措施相結合，使城市能有適應環境變化，即使自然災害突發時，也能夠最大限度的降低損失。結合佳木斯市沼澤濕地、牛輒湖、積水洼地等星羅棋布的特點，可以將人工濕地、自然沼澤、積水洼地通過自然河流或人工渠道系統的結合起來，形成可以吐納雨水、自我凈化的“彈性”生態圈。

4.2 將海綿城市理念納入城鄉一體化范疇

海綿城市注重節水、排水、防止城市內澇，與城市水資源配置，水生態環境的建設密切相關，可根據佳木斯市行政區域的劃分，在推動城市綠色生態圈建設的同時，由點帶面，激發鄉鎮的“彈性”發展，使鄉鎮成為城鄉一體化中海綿城市的重要節點。

4.3 政府主導，多方協調，共同建設，使規劃監管實用化

海綿城市規劃與實施要基于大量的資金投入，參考各地海綿城市建設經驗，政府和社會資本合作（PPP）模式，通過各部門的聯合協調，能夠更好地開展各項工作的建設，同時，也可以爭取國際合作。在落實監管制度方面，可以通過獎勵機制來帶動全民參與，使海綿城市走上可持續化道路。

5 結語

佳木斯市基于海綿城市的節水型社會建設具有重要意義，結合城市氣候、地形、降雨等特點，因地制宜、因利勢導，通過滲透調蓄措施，可改善城市內澇，緩解歷年來蒸發量大于降雨量的問題；截污凈化及水體處理措施，針對水體污染從源頭解決城市工業及生活污水；設計與管理措施，從規劃與監管角度為海綿城市的建設提供技術保障，為佳木斯市海綿城市的建設提供理論支撐。

[1]車伍,趙楊,李俊奇,等.海綿城市建設指南解讀之基本概念與綜合目標[J].中國給水排水,2015(8):1-5.

[2]劉丹莉,王棟鵬.西安海綿城市建設的探討[J].工業建筑, 2016,46(6).

（責任編輯：劉長垠 韋詩佳）

TU 986

B

1673-8853（2016）11-0009-02

2016-09-23