可持續發展視域下海綿城市雨污分流處理措施研究

關鍵詞：海綿城市；水環境；雨污管網建設；可持續發展視域；雨污分流處理措施

中圖分類號：X22 文獻標志碼：A

前言

近年來，中國很多城市都遇到了內澇問題，“城市看海”已經成為一種常見現象。若是內澇嚴重就會造成災害，對房屋、居民、財物等安全造成威脅。中國大城市水環境問題遠遠不止內澇災害，還面臨著很嚴重的水污染問題。據不完全統計，約90%河道存在著不同程度污染。國務院發布了城市排水及內澇防治設施建設相關條例，從國家層面對城市內澇問題處理措施提出了相應的要求。由此可見，城市內澇問題已經成為阻礙城市可持續發展的關鍵問題之一[1]。

中國老城區以及新型海綿城市均存在內澇災害，相對于海綿城市來說，老城區內澇災害發生頻率更高一些。城市內澇主要原因為：一是相較于發達國家來看，城市排水體系落后，建設標準比較低；二是城市化建設速度過快，使得集水面積、管網負荷、硬化面積等呈現急劇攀升趨勢，致使滲透性能降低，匯水徑流系數增加，造成洪峰時間提前；三是大部分城市采用合流制管道排水系統，雨水與污水通過同一管道排放。隨著管道使用時間的增加，其內部淤塞現象愈加嚴重，排水能力急劇下降，形成城市內澇。針對海綿城市來看，合流制管道排水系統是導致其內澇、水環境污染等問題的關鍵因素，為了保障海綿城市的可持續發展，提出海綿城市雨污分流處理措施研究。

1海綿城市雨污分流處理措施研究

1.1海綿城市雨水量與污水量預測

要想達到最佳的海綿城市雨污分流處理效果，首要環節就是對海綿城市雨水量與污水量進行精準地預測，為后續雨污分流管線設計提供數據基礎。

上述過程完成了雨污分流管線的設計，對其結構、接口與檢查井進行了詳細的闡述，為雨污分流處理的實現做好充足的準備。

1.3雨污分流管線布置方案確定

以上述設計的雨污分流管線為依據，結合海綿城市道路寬度及其居民用水需求，確定雨污分流管線布置方案，從而實現海綿城市雨污分流處理。

根據調查研究發現，海綿城市道路寬度范圍為4m～5m，其雨污分流管線布置方案見圖2。

如圖2所示，海綿城市地下管線體系中不僅僅包含雨污分流管線，還包含燃氣管線、給水管線、通信管線、電力管線等。在雨污分流管線布置中，需要掌握好與其他管線之間的關系，在不妨礙其他管線運作前提下，盡可能將雨污分流管線半徑增大，以此來滿足特大暴雨情況下的過流需求，最大限度的降低城市內澇的風險，保障城市房屋、居民的安全。

依據確定的雨污分流管線布置方案，將設計的雨污分流管線安裝在海綿城市地下空間，從而實現雨污分流的功能，降低城市內澇災害風險與水環境污染程度，為雨水與污水處理提供基礎設施支撐，也為海綿城市可持續發展提供助力。

2實驗與結果分析

選取北京老城胡同平房區雨污分流改造研究與老舊小區雨污分流及海綿改造研究作為對比措施，設計雨污分流處理實驗，驗證提出措施的應用性能，具體如下所示：

2.1實驗區域概況

選取某海綿城市不相鄰的兩個區作為實驗區域，地理位置見圖3。

如圖3所示，海綿城市中共包含7個區，分別記為A、B、C、D、E、F與G，選取A區與E區作為實驗區域，其內部道路錯綜復雜，道路寬度在4～5 m范圍內，滿足雨污分流處理措施應用性能測試需求。

2.3實驗結果分析

依據上述選取的實驗區域，確定的實驗參數進行雨污分流處理實驗。通過某一單一指標很難對雨污分流處理措施的實施效果進行準確評價，故實驗構建雨污分流處理措施質效評估體系，具體見表1。

以表1所示雨污分流處理措施質效評估體系為基礎，應用層次分析法確定質效評估指標權重系數，結合模糊綜合評估理論，確定雨污分流處理措施質效評估數值計算公式，表示為式（8）：

一般情況下，雨污分流處理措施質效評估數值P越大，表明雨污分流處理措施實施效果越好，城市內澇災害危險越小；反之，雨污分流處理措施質效評估數值P越小，表明雨污分流處理措施實施效果越差，城市內澇災害危險越大。

應用兩種對比措施與提出措施對海綿城市進行雨污分流處理，獲得雨污分流處理措施質效評估數值見圖5。

如圖5數據所示，相較于兩種對比措施來看，應用提出措施獲得的雨污分流處理措施質效評估數值更大，最大值達到了0.9，表明提出措施雨污分流處理效果更優質。

以某海綿城市于近期進行了雨污分流改造為例，將所提措施應用其中，將雨水、生產廢水、生活污水進行分別收集、處理與再利用。經實踐表明，該地在進行雨污分流改造后，在極端天氣情況下，其排澇能力顯著提高，緩解了雨季內澇問題，使該海綿城市的生活環境得到了改善；同時該地在進行雨污分流改造后，循環水重復利用率出現了大幅提升，對節約資源、保護自然環境起到了一定的作用。

3結語

從可持續發展視域角度出發，海綿城市是未來城市發展的主要趨勢，但其依然存在著內澇災害風險，威脅著城市房屋、居民的安全。而雨水、污水若采用同一管道排放不但會降低管道的排水能力，也會污染城市水環境。因此，雨污分流處理裝置的設計與安裝是解決上述問題，提升海綿城市的可持續發展能力的關鍵，故提出海綿城市雨污分流處理措施研究。根據海綿城市雨水量與污水量預測結果，結合海綿城市管網特征設計雨污分流管線（結構、接口與檢查井），并計算對比措施與提出措施質效評估數值。通過實驗數據可知，提出措施應用后，雨污分流處理措施質效評估數值得到了大幅度的提升，能夠為雨污分流提供更有效的措施支撐，也為海綿城市的可持續發展提供助力。