濟南海綿城市建設初探

楊磊

摘要：海綿城市是為解決城市內澇與缺水問題提出的建設思路，尤其強調城市海綿體的建設。城市海綿體根據體量不同可分為三類，一是地下水，二是水庫、湖泊、河流等大體量地表水體，三是城區蓄水池、池塘等小體量地表水體。針對這三類海綿體，借鑒其它城市防洪、雨水收集利用經驗，對濟南海綿城市建設提出了三類方案：一是大面積推行透水鋪裝建設，制定城市透水鋪裝總控制指標;二是水庫增設擴容與地下排水溝渠建設，提高雨水收集比例;三是提倡小體量雨水收集利用設施建設，制定工商業用水大戶雨水收集利用強制性指標。

關鍵詞：市政;海綿城市;防洪;雨水

1 前言

伴隨城市化的急速發展，求高求快的城市化建設目標暴露出了各類問題：一方面是市政工程建設滯后，暴雨導致城市被淹在各地屢次發生;另一方面城市化帶來了各類資源的劇烈消耗，尤其在北方旱季缺水問題持續困擾著城市的健康發展;旱澇兩重天的局面成為了“城市病”的具體體現。為應對這一問題，住建部于2014年推出了海綿城市試點，本文就濟南實際情況，結合各個城市的經驗，就海綿城市建設可借鑒的經驗進行初步探究。

2 濟南自然地理環境特點

2.1 地形與季節特點[1]

濟南位于北緯36度40分，東經117度00分，南依泰山，北跨黃河，地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上，地勢南高北低。濟南境內河流較多，主要有黃河、小清河兩大水系。湖泊有大明湖、白云湖等。濟南水庫包括臥虎山水庫、高而水庫、黃巢水庫、錦繡川水庫等。濟南泉水分布廣泛，同時伴隨泉群而生的是分布有24個滲漏區。濟南屬暖溫帶大陸性季風氣候區。春冬季干燥少雨，夏秋季炎熱多雨。

2.2 自然環境對濟南城市的約束作用

首先是濟南城市位于黃河與泰山之間，黃河為地上懸河，導致濟南城市雨水順地勢自然排泄;其次由于濟南地勢狹長，東西長、南北窄，導致市區內大量建筑物按照垂直于自然排水方向分布，影響了山區雨水宣泄;再次濟南季風氣候特點顯著，夏天炎熱多雨，雨水集中，極易造成短時間城市大面積內澇。

3 濟南市城市雨水泄洪與利用經驗教訓

3.1 北水門經驗

老濟南城面積分內外城，分別建有城墻城門。濟南市每年暴雨多出現在6至9月份，7、8兩月是暴雨集中期，由于暴雨強度大，往往造成洪澇災害。老濟南城地勢南高北低，過去南部山區和城內泉群的水毫無節制地排到城北，致使北城門外十雨九澇。為解決這一問題，北宋曾鞏疏通北向溝渠、建設北水門以控制城中水量。同時將大明湖成封閉成一個天然水庫，干旱時期提水灌溉，暴雨時節攔水護城。

3.2 小清河經驗

濟南城市南高北低，北面又有黃河高壩阻擋，致洪水難以排泄，暴雨時常淹沒城市，所有才導致各朝代極力推動小清河疏浚。近年小清河復航工程、干流綜合治理工程極大提升了小清河行洪能力;同時結合南部山區蓄水排水工程，黃河、小清河骨干蓄滯洪區建設終于成現狀。目前建成了濟南地區以小清河為主體，臘山河、韓倉河等河流為輔助的防洪泄洪通道。

3.3 突發暴雨災害教訓

3.3.1 暴雨災害概況

3.3.1.1 1987年暴雨災害

1987年8月26日，濟南平均降雨291毫米，街區最大水深達9米。大明湖水溢出岸，護城河、工商河、小清河溢出河道，市區洪水洶涌。全市被淹農作物653萬畝。此次暴雨災害造成47人死亡，16萬人被水圍困，直接和間接經濟損失達51億元。

3.3.1.2 2007年暴雨災害

2007年7月18日，濟南平均降雨118毫米，暴雨造成了濟南市區低洼地區嚴重積水，部分地區受災，大部分路段交通癱瘓，造成人員財產嚴重損失。據統計，這次特大暴雨造成30多人死亡，170多人受傷，約33萬群眾受災。

3.3.2 暴雨災害特點：

3.3.2.1 降水強度超常，1987年暴雨災害平均降雨291毫米，2007年暴雨災害平均降雨146毫米，降雨猛烈并且十分突然，水勢迅猛排水溝渠難以迅速排泄雨水。

3.3.2.2 地形環境特殊，濟南高北低，南部山區進水順街道而下，匯集城市中心低洼地段，城中干渠堵塞難以排泄雨水。

3.3.2.3 城市市政設施建設滯后，城中排水管道口徑小，小區排水管道不暢，同時城中硬化路面過多，園林公園面積小，土壤滲流作用減弱，城中雨水徑流過大，致使有限溝渠更加難以負荷過量雨水。

4 國內城市防洪與雨水利用經驗

4.1 城市雨水利用經驗

4.1.1 大連市雨水利用經驗

大連城市地處沿海，由于城市人口的擴大，抽取地下水過多，海水倒灌嚴重;同時雨季降雨量雖然大，年內降雨與年季降雨極不均勻，且時間短促，難以有效存儲利用雨水，城市旱澇并有，城市缺水嚴重[1]。大連市經驗主要有以下幾點：

道路滲水，選在中心城區選擇了解放路、太原街、勝利路局部路段實施7公里雨水滲透溝生態利用試點工程。雨污分流，同時大對中心城區排水舊管網改造力度，使之成為獨立的污水管道，逐步實現雨污分流。強化污水處理能力，5年內規劃建設11座污水處理廠，提高城區雨水利用率。試行小區集水滲水，小區道路兩側綠化帶下安裝雨水回收和滲透設施，將雨水收集到蓄水池，水滿則用四壁滲透;同時設立雨水滲井將雨水存在小區的土壤結構內。

4.1.2 蘇州市建設海綿城市經驗：居民小區四周建設下凹式綠地，利用原有自然條件，解決雨水排放和問題。建設蓄水池，收集的雨水經過過濾系統的凈化后，可用于道路兩側的綠化帶澆灑以及道路沖洗。大力推行透水鋪裝，使城市透水地面率將達45%以上。

4.1.3 南京建設海綿城市經驗：南京市提出直接利用與間接利用兩個方式。（1）直接方式大致采用以下幾類：居住區、學校和企事業單位的雨水收集利用;濕地、水塘等地面水面雨水收集利用;公園、山體綠地的雨水收集利用;城市周邊綠色隔離帶雨水收集利用。（2）間接方式采用大致分以下幾類：建設生態河道，主要是采用非硬化河道換，從而提升河道排水滲水能力，建設會呼吸的河道，同時注重河道疏浚，減少沉重城中洪災壓力;建設生態道路與廣場，推行道路廣場透水鋪裝，強化道路與廣場雨水自滲能力;建設生態屋面，在大型公共建筑、商業區屋頂建設雨水集蓄系統，將雨水導流滲入地下，起到涵養地下水的作用。

4.2 城市防洪經驗

贛州古城臨水興建，章江、貢江、贛江三面環城，同時古城地處亞熱帶，降水強度大，最大日降雨量曾達200.8毫米。但贛州古城卻未現明顯內澇，其防洪設施有以下幾個特地：

（1）沿街興建大斷面排水溝“福壽溝”，斷面高180厘米，寬100厘米，用磚砌成拱頂，遍布古城各個角落，不斷將雨水排入江中。（2）池塘聯通，將城中清水塘、荷包塘等幾十口池塘連通起來，增加雨水調節容量，減少街道淹沒的面積和時間，同時旱季還可作為城市內部澆灌水源。（3）增設水窗，運用水力學原理，江水上漲時，利用水力將外閘門自動關閉，水位下降到低于水窗，則用福壽溝內水力將閘門沖開防水。（4）城墻堅固，為解除江水灌城的問題，古人用鐵水澆固城墻石基，將土城墻改砌成磚石城墻，后經歷經各朝代不斷修繕、加固，使得贛州古城墻集城防、防洪特點于一身，有效阻止了江水倒灌。

5 國外雨水利用經驗簡述

5.1 圖森市：美國利亞桑那州圖森市是典型的干旱地區城市，一場持續8年的干旱迫使該市采取各種措施減少地下水使用和增加雨水利用[2]。通過節水法令，該法令要求新開發的商業項目必須收集雨水來美化景觀，50%的園林綠化水必須采用雨水。創建雨水收集利用手冊，手冊中列舉了大量雨水利于與雨水控制手段，包括滯水池、等高線洼槽、非等高線洼槽、干砌石排水溝子、石籠、集水箱、儲水器及透水地面，這些實例為指導該城集水工程起到了指導作用。

5.2 澳大利亞：澳大利亞在許多城市內都設有兩套集水系統，一套是生活污水集水系統，另一套是雨水匯集系統[3]。污水處理的成本較高，而集蓄的雨水經簡單處理后即可利用。以悉尼奧運會場區為例。悉尼奧組委將奧運會場區的雨水收集和處理系統根據地形和地勢分為3個收集系統和一個主體育場的雨水收集處理利用系統。收集的雨水通過一系列的處理，用于場館綠地灌溉及沖洗廁所等。

6 濟南海綿城市建設可借鑒經驗結語分析

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。濟南城市的雨水海綿體，可分為幾個量級，首先是地下水，其次是水庫、湖泊、河流水等大面積地表水，再次是小型蓄水池、蓄水塘、小河溝等分散地表水。通過本文各個城市的案例以及濟南的現狀可以得知，在豐水期的各量級海綿體防洪與蓄水成為濟南海綿城市建設的關鍵，可以總結分析出濟南建設海綿城市可借鑒的經驗如下：

6.1 回補地下水，強化超大體量地下海綿體建設

保障防洪與雨水收集利用是一個事物的兩個方面，城市洪水的形成有一個根本的源頭，就是雨水徑流量過大，城市雨水回補地下水的難點也在于雨水滲漏作用太小。解決這一問題可借鑒南京市、蘇州市辦法：1、大力推行透水鋪裝，強化居住小區、學校、企事業單位透水鋪裝控制性指標落實，制定本市透水鋪裝總控制指標;2、建設滲透洼地，在低洼地區減少建筑群建設，增設濕地、池塘、景觀湖面等雨水滲透洼地，強化雨水滲透自調節能力;3、強化山區、河道雨水滲透，改善南部山區及城市河道滲透條件，增加其透水面積，落實圈定山區、河道開發控制線，逐步情路在山體、河道亂占亂建建筑物，退城還林、退城還渠;5、借鑒其他城市同時，濟南還應逐步修復強滲漏區，制定強滲漏區保護區，恢復保護區植被，防止水質污染，逐步恢復雨水回補地下水的通道。

6.2 擴大徑流雨水收集量，建設大體量地表海綿體。

1、大斷面地下防洪溝建設，分析贛州古城、小清河工程、大明湖北水門三個案例，其建設的根本思路就在于依托人造溝渠、河壩、閘門，合理排泄、蓄積豐水期雨水資源。而濟南暴雨淹城的慘痛教訓就告訴我們，必須在城市大體量建設同時，徹底更新城市市政管網，進行地下大斷面防洪設施的建設。2、大體量地表海綿體建設，可以擴容或增設大型水庫、人工湖、地下存水大廳等雨水存蓄設施，在實現城區雨污分流的基礎上，興建專用雨水處理廠、雨水凈化濕地，實現徑流雨水集中排泄、處理和利用。

6.3 提高小體量雨水利用效率，探索雨水回收市場運作機制。

大連市、圖森市、澳大利亞的各個城市的雨水收集經驗，在于小體量雨水收集的利用，其可借鑒經驗主要內容如下：1、居住小區、學校、公園、企事業單位建設小型雨水收集池，經過初步處理將雨水用于綠化水或廁所用水;2、利用雨水專用管網推進推動雨水收集市場化運作機制，研究制定生活用水、工業用水與雨水差價回補政策，調動城市用水各個主體的集水積極性。3、制定專項雨水收集利用法規、手冊，細化工商業用水大戶雨水收集利用比率，設立獎懲措施，推動城市小體量海綿體建設。

參考文獻：

[1]侯裕清.關于大連市城市雨水利用的思考[J].黑龍江水利科技，2010.

[2]劉明喆.美國干旱地區雨水利用技術的應用[J].建設科技，2013.

[3]吳普特，黃占斌，高建恩，楊新民.人工匯集雨水利用技術研究[J].黃河水利出版社，2002.