地下綜合管廊對海綿城市的影響

李松陽，熊婕妤，吳 江

（四川大學錦城學院，四川 成都 611731）

0 引言

近年來，我國許多學者開始探討海綿城市的建設。國家層面強調：“在升級城市排水系統時，應優先保留有限的雨水，優先利用自然力量排水，建設自然積累、自然滲透、自然凈化的海綿城市。”近年來，我國部分城市遭遇降雨侵害，造成大量人員傷亡和破壞。如何有效利用現有的城市基礎設施或采用先進技術增設管道等方式及時將沉積的雨水排盡，成為關鍵性問題。綜合地下管廊和海綿城市之間有怎樣的關系，本文將就此問題展開論述，進行深入研究和分析。

1 海綿城市概述

“海綿城市”是利用先進的技術手段對現有城市中的建筑物、路面、綠化帶等進行合理改造，使其可以像“海綿”一樣，將大量雨水迅速排盡，或對積蓄的雨水進行二次利用。海綿城市建設可緩解城市內澇風險，豐富和凈化城市地下水資源，節約城市用水，這對恢復城市水生態、保護水資源、提高城市防洪能力、促進人與自然的和諧發展具有重要意義。每年汛期，暴雨引發的城市內澇災害進一步說明了推進海綿城市建設的必要性和緊迫性，其作為新一代城市雨洪管理概念范疇的新型理論，有待發展成為保證城市環境穩定的重要手段。目前，海綿城市已在全國多個城市試點，預計到2020年要采取滲濾、滯流、蓄水、凈化、利用、排水等措施吸收和利用70%的當地降雨。

2 海綿城市建設的必要性、優勢及困難

2.1 必要性

2016～2018年，我國360多個城市遭受內澇災害。2019年以來，約40個城市遭受暴雨和內澇災害，直接經濟損失約353億元。目前，“每雨帶來澇”已經成為我國城市的主要問題之一，主要成因有以下兩方面：一方面，我國城市化快速發展導致“熱島效應”和“渾濁島效應”加劇，城市暴雨頻率越來越高；另一方面，城市中大多為瀝青道路和水泥道路，降雨期間的透水性差。如2018年6月某一天揚州的降水量相當于往年一個月的降水量，我國每年獲得的降水資源是6億萬t，全國降水排前3名的城市全在湖北省。因此解決降水排水問題已經成為城市建設中的重點，海綿城市的優勢日益凸顯。將大量積蓄的降水短時間內排到相應位置且用在生產生活中，是我們要著力解決的難題。

2.2 優勢

海綿城市可以最大限度地增加城市雨水的積蓄、滲透和凈化，促進雨水資源利用和良性水循環。一方面解決了城市雨水集中排放造成的嚴重積水和管網瞬時壓力超負荷問題；另一方面，可以提高雨水利用率，緩解城市缺水問題。對比海綿城市與傳統方式排水可知，海綿城市可以通過下滲減排、積蓄利用等方式減少排水量，使其為傳統模式的50%，意味著有一半的水資源將被合理利用。

2.3 困難

海綿城市的建造通常有2種方式：①利用原有的濕地、湖河、溝渠等，保留其生態系統的完整性，形成天然“海綿體”，將雨水直接排入其中；②建造人工海綿體，如在馬路對面修建落水溝，改造現有地下管道系統，將雨水排入其中，通過循環系統進行二次利用。目前面臨的最大問題是管網改造成本高、施工難度大、成本效益低。由于城區管網的復雜性，大量改造及高資本需求使海綿城市建設很難在短時間內迅速推進。

3 地下綜合管廊的特點

地下綜合管廊給排水系統建設應嚴格按照綜合管廊工程的技術規范要求落實。在總體設計階段，不僅需要滿足抗震要求，還要綜合防災和人防需要，將各種管道相互連接。綜合考慮入口和支線的建設需求，在綜合管廊斷面設計過程中充分考慮所有管道尺寸要求和壓力設計。

城市市政公用管道是保證城市正常運行的生命線，主要服務于城市供水、排水、天然氣、熱力、電力、電信、再生水利用等行業。過去，管道只敷設在道路淺水區，管道老化、擴容和“拉鏈路”等現象不斷發生，管道事故頻發。城市安全運行存在隱患，平均每天有5～6起地下管線事故，造成直接經濟損失達2 000億元。地下綜合管廊不僅解決了管道直接埋設所產生的問題，還具有以下特點。

1）將全部管道進行整合，便于進行定期檢修 檢修空間相對充足，可以一次性將所有管道檢修完畢，相對延長地下管廊的使用壽命。

2）保護資源和節約環境 傳統的地下管廊工程是將不同類別的管道分別埋設，耗時耗力，而地下綜合管廊則是將所有類別的管道放置在同一個系統中，相對節省空間和節約資源。

3）控制成本 地下綜合管廊最大的優勢就是節約成本。它可以實現多個管道同時施工，通過合理的施工安排有效縮短建造工期從而節約成本。

4 海綿城市工藝與地下綜合管廊技術結合

利用海綿城市優勢，當雨水下落后，將其收集到專門的地下管網中，通過凈化匯入地下綜合管廊，經過加壓設備的處理，排入高壓水池，最后得到能夠二次利用的水。

當大量雨水集聚在地面時，一部分順著道路（坡度一般是1‰～3‰）流入道路旁設置的臨時管溝和豎管，雨水通過豎管匯入綜合管廊中的相應排水管。剩余雨水就地滲入地面，而“海綿層”最下部敷設透水土工布和濾料層，保證雨水滲入地面能經過初步過濾，不會對地下水造成污染。

由于雨水覆蓋面廣，而管線敷設是有規律且有固定區域的，保證水順著布設的水管全部流入地下綜合管廊是一項艱巨的任務。在道路兩旁設置多道排水溝成本較大，且影響城市道路美觀。期待這一難點能夠盡快攻破，在未來的城市建設過程中探索更完善的解決方案。

5 地下綜合管廊對海綿城市的影響

5.1 地下綜合管廊對海綿城市的積極影響

海綿城市可使約68%的降雨量保留在原位并緩慢釋放，排水量大大減少，預計排水量為非海綿城市的50%。因此，海綿城市建設對老城的排水非常有利。地下公用隧道對海綿城市的積極影響主要體現在以下方面。

1）綜合管廊的排水系統屬于自流系統，根據排水標準，斜率不低于0.003，與道路的縱向坡度要求相同。因此，運河型地下綜合地下管廊和海綿城市建設將為未來城市建設書寫新的篇章。

2）將海綿城市施工技術融入地下綜合管廊的施工中。海綿城市建設建設與地下綜合管廊系統構建存在共性，通過相應技術措施將兩者有機結合，能更好地發揮各自優勢，為城市建設注入新的活力。

3）有效節約地上地下空間，便于定期檢修，為檢修提供充足的空間，并提高管道檢修效率，延長地下管廊的使用壽命，降低管道更換成本，使城市建設更有序和諧。

5.2 地下綜合管廊和海綿城市結合面臨的問題與挑戰

雖然我國已通過多個試點城市檢測實際效果，并確定該方式可以大面積推廣，但在實施過程中依然暴露出許多問題。主要有以下幾點。

1）目前綜合地下管廊缺乏明確的建設主體，尚未形成健全有效的建設體系，缺乏運行維護管理機制。部分試點采用的PPP模式也需要進一步完善和修正。項目需要在良好的運營模式下才能發揮預期效果。

2）建設投資費征收、維護管理等問題無法解決，核心是“入倉難”。地下綜合管廊屬于大型市政項目，政府要充當有力的支撐，確保建設計劃的順利開展。

3）海綿城市主要聚焦于防洪排澇規劃、景觀設計和水系統規劃等領域，而對雨洪和污水綜合管理、地表徑流污染管理等方面缺乏重視，政府需要出臺相應的傾斜政策，對污水治理給予重視。

4）綜合管廊是重要的城市基礎設施，可明顯提高社會效益和環境效益，需要投入相應的資金支持，但海綿城市本身構造復雜，所用材料種類多、數量大，無形中增加了資金投入。

5）要實現兩者的有機結合，技術工藝方面面臨的挑戰前所未有，尚有部分技術難點和疑點需要進一步解決和排查。

6 結語

海綿城市與地下綜合管廊兩者分開來看，都有很好的前景和很強的可操作性。然而，要將二者結合，共同為城市建設服務，還有很長的路要走，需要市政、工程、科技等各個領域共同支持和配合，為構建和諧美麗的城市貢獻力量，使目標早日實現。