海綿城市理念在城市水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張 軍

隴南市水務(wù)局 甘肅 隴南 746000

近年來，城市化在建設(shè)發(fā)展的過程中，受到氣候變化、生態(tài)環(huán)境變化等多方面因素的影響，水資源調(diào)配和利用方面存在不同程度的問題，不僅使得部分水資源被浪費(fèi)，還增加了水災(zāi)害的發(fā)生幾率，威脅城市發(fā)展健康。一方面，部分城市內(nèi)澇頻發(fā)，給人們的生活造成諸多不便；另一方面，水資源供應(yīng)不足在一定程度上制約了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升[1]。此外，部分城市雖然降雨量充沛、水系發(fā)達(dá)，但是由于水利工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃不足，也造成了缺水、水源污染等情況，進(jìn)而引發(fā)水危機(jī)。為此，城市規(guī)劃建設(shè)中必須要重視水利工程的優(yōu)化完善，并基于海綿城市理念，通過水利工程解決水資源短缺、水生態(tài)惡化等系列問題。

1 海綿城市理念

海綿城市主要是指一座城市就像海綿一樣可以吸納雨水，當(dāng)其面臨更大的降雨量、環(huán)境變化等問題時(shí)，城市具有良好的適應(yīng)性，能夠積極有效的應(yīng)對(duì)，在人們工作生活、各個(gè)行業(yè)發(fā)展需要水的時(shí)候，也能像海綿一樣釋放存水，提高水的利用率[2]。

海綿城市理念主要主張三個(gè)方面：

其一，主要解決城市和自然之間的矛盾。相對(duì)于傳統(tǒng)城市建設(shè)而言，海綿城市的建設(shè)更加先進(jìn)，其實(shí)從整體的角度出發(fā)，目光十分長遠(yuǎn)，關(guān)系到人類社會(huì)和自然環(huán)境全局，并重視自然環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)，將其作為主要的指導(dǎo)思想。該理念不僅滿足了自然發(fā)展規(guī)律，解決了系列自然生態(tài)危機(jī)，還能助力城市持續(xù)化發(fā)展。海綿城市重新考慮了人和自然的關(guān)系，并始終遵循互相尊重、順應(yīng)保護(hù)的原則，盡可能的減少城市建設(shè)中對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境及資源過度的開采和污染，對(duì)于傳統(tǒng)建設(shè)中存在的不足積極改正，不會(huì)盲目地改變?cè)械淖匀簧鷳B(tài)，而是保護(hù)生態(tài)環(huán)境。除此之外，在海綿城市理念下，土地不再是盲目地?cái)U(kuò)張，工程建設(shè)也變得更加精細(xì)化、綠色化，政府部門倡導(dǎo)各個(gè)行業(yè)注重人和自然、經(jīng)濟(jì)社會(huì)之間的協(xié)調(diào)和配合，在減少生態(tài)資源消耗的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化地表滲透功能，使得雨水能夠有效的滲透下去，并能實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。

其二，內(nèi)在目的是重構(gòu)城市水文循環(huán)。目前，就大部分城市規(guī)劃現(xiàn)狀來看，其水文循環(huán)依然處于被人為干預(yù)的狀態(tài)，甚至個(gè)別城市的水文循環(huán)處于切斷的狀態(tài)。隨著各個(gè)城市的交通越來越暢通，硬質(zhì)路面鋪裝雖然提高了交通水平，便于人們?nèi)粘３鲂校且沧钄嗔怂虻叵碌臐B透，增加了更多安全隱患。原本雨水消納的路徑十分多，但是卻被市政管網(wǎng)等影響，使得水文循環(huán)也被破壞。而海綿城市的理念就反對(duì)這一做法，其要求結(jié)合現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求，恢復(fù)地下水補(bǔ)給，不再以單純的快排為管理目標(biāo)，切實(shí)有效地提高了雨水資源的利用率。此外，在該模式上城市的生態(tài)景觀得到優(yōu)化，從不同的角度對(duì)徑流、水質(zhì)等展開調(diào)控，大大填補(bǔ)了缺失的滲透和滯留環(huán)節(jié)，使得原本被破壞的水文循環(huán)得到有效的修復(fù)。

其三，該理念從根本上轉(zhuǎn)變了排水思路。傳統(tǒng)水利工程建設(shè)中，主要是追求雨水排放得多、快、暢通，這就使得雨水的滲透、調(diào)蓄和資源化利用在一定程度上被忽視。水利工程建設(shè)更多是圍繞簡化管道尺寸和鋪設(shè)、維護(hù)管道暢通等方面，降低了水資源的利用率。海綿城市理念下，追求循環(huán)使用和多余排放的主旨，通過對(duì)自然環(huán)境低影響的規(guī)劃設(shè)計(jì)，把水的生態(tài)管理與市政管網(wǎng)相結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到滲透、滯留、調(diào)蓄、凈化等協(xié)同的目的，有效地降低了城市地表徑流，全方位、多層次的實(shí)現(xiàn)各個(gè)目標(biāo)，如實(shí)現(xiàn)徑流總量控制等，恢復(fù)城市水文規(guī)律的良性循環(huán)[3]。

2 海綿城市理念在城市水利工程設(shè)計(jì)中的基本原則

2.1 堅(jiān)持三步走戰(zhàn)略

第一步是要加強(qiáng)保護(hù)工作，第二步是要做好修復(fù)治理工作，第三步是在低影響的前提下進(jìn)行水資源的開發(fā)利用。具體而言，首先相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，全方位的做好規(guī)劃工作，劃定水生態(tài)紅線，加強(qiáng)水資源保護(hù)力度，旨在滿足人們工作生活需求的同時(shí)，促進(jìn)城市綠色化發(fā)展。其次，政府部門要積極從頂層優(yōu)化設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌各類資源，制定完善的治理措施，為相關(guān)作業(yè)人員提供參考依據(jù)，并以自然調(diào)蓄、凈化為主，要求作業(yè)人員有序展開工作。將工程措施和非工程措施結(jié)合起來，全面發(fā)揮不同作業(yè)的功能效用。最后，在水利工程的實(shí)際健康中，應(yīng)當(dāng)將綠色生態(tài)放在第一位，遵循低影響的開發(fā)原則，不斷細(xì)化各個(gè)步驟，優(yōu)化各個(gè)方案，盡可能的減少工程建設(shè)對(duì)自然生態(tài)的負(fù)面影響。

2.2 堅(jiān)持規(guī)劃引領(lǐng)

從整體的角度上統(tǒng)籌規(guī)劃，相關(guān)部門提前做好調(diào)研工作，綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，深入分析后全面考慮相關(guān)影響因素，編制科學(xué)合理的水利工程建設(shè)方案，不斷地細(xì)化各項(xiàng)條例，最大化地發(fā)揮規(guī)劃的約束作用。同時(shí)，管理人員還應(yīng)積極做好各項(xiàng)工作的有效銜接，暢通信息傳輸渠道，確保雨洪管理工作的持續(xù)化開展。規(guī)劃人員要深刻解讀海綿城市理念，并結(jié)合城市水利工程的規(guī)劃要求，制定詳盡的方案，并動(dòng)態(tài)化地調(diào)整和完善。各個(gè)部門之間加強(qiáng)聯(lián)動(dòng)交流，全方位強(qiáng)化水利工程施工部門和其他各個(gè)部門的交流工作，做好水利工程規(guī)劃和城市道路規(guī)劃、園林綠地規(guī)劃等銜接工作，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)好上下游、地表水和地下水等方面的相互利用關(guān)系，進(jìn)而最大化的發(fā)揮連片效應(yīng)，使得更大范圍內(nèi)的治理水平得到顯著提高。

2.3 堅(jiān)持問題導(dǎo)向和因地制宜

相關(guān)部門應(yīng)綜合考慮水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中的各類影響因素，并結(jié)合城市水資源、洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率、地形地貌、降水徑流等合理分析自然地理特點(diǎn)，確定水利工程建設(shè)的目標(biāo)和具體流程，注意關(guān)鍵點(diǎn)，確保設(shè)計(jì)方案的順利落實(shí)，借助水利工程推動(dòng)城市進(jìn)一步發(fā)展，提高城市水資源水環(huán)境承載力。

3 海綿城市理念在城市水利工程設(shè)計(jì)中的滲透策略

3.1 總體目標(biāo)

海綿城市理念下，水利工程設(shè)計(jì)的根本任務(wù)就是要將城市河湖水系和地下水系統(tǒng)建設(shè)成統(tǒng)一場(chǎng)所，其能夠有效的實(shí)現(xiàn)雨洪水的蓄積、調(diào)節(jié)和凈化，如此才能夠在一定程度上發(fā)揮“滲、蓄、凈、用、排”的治理效益[4]。相關(guān)部門應(yīng)從整體的角度上統(tǒng)籌規(guī)劃，合理地規(guī)劃洪澇水出路，完善運(yùn)行體系。與此同時(shí)，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)雨水、再生水等資源的利用，提高生態(tài)效益，減少其他能源浪費(fèi)，優(yōu)化城市水資源承載力。對(duì)于城市河湖而言，要進(jìn)行水系連通和綜合治理，為海綿城市的建設(shè)提供重要基礎(chǔ)。水利工程設(shè)計(jì)中，核心目標(biāo)涉及到的內(nèi)容較多，包含了水資源利用、水生態(tài)修復(fù)、河湖水系治理等等，為此各個(gè)城市需結(jié)合現(xiàn)實(shí)修建需求，不斷細(xì)化建設(shè)目標(biāo)，構(gòu)建出蓄泄兼籌的水利工程保障體系，持續(xù)提高城市的防洪排澇水平，保障居民安全生活。

3.2 整體架構(gòu)

1.增大雨洪蓄滯空間，提高水體自凈能力

首先，在實(shí)際的工程規(guī)劃過程中，相關(guān)部門應(yīng)提前做好調(diào)研工作，結(jié)合濕地保護(hù)區(qū)情況，劃定水生態(tài)修復(fù)工程、水利風(fēng)景區(qū)工程，有針對(duì)性的從多個(gè)層面對(duì)水源進(jìn)行保護(hù)和涵養(yǎng)，采取積極有效的措施修復(fù)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)。依據(jù)不同區(qū)域，劃定不同生態(tài)功能，并通過植樹造林、設(shè)計(jì)人工濕地等方式使得原本系統(tǒng)中存在的各類問題得到有效的彌補(bǔ)。其次，有必要對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)展開治理，尤其是常見的生態(tài)清淤工作、對(duì)部分違規(guī)人員的懲處工作等。通過增大河道過水?dāng)嗝妫黾雍鞄烊荩瑖?yán)禁相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行，進(jìn)而提高河湖庫塘行洪、蓄洪、滯洪能力，從根源上阻斷很多內(nèi)源污染的情況，使得生態(tài)系統(tǒng)的自治功能得到顯著增強(qiáng)。在改善河流形態(tài)的空間異質(zhì)性時(shí)，不要一味地采用裁彎取直方法，而是要結(jié)合現(xiàn)實(shí)需求改造原本的平直岸線，做到靈動(dòng)多變、跌宕起伏，如此才能夠?yàn)槎鄻有缘纳锶郝浠謴?fù)創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)條件，使得其符合自然河流的地貌學(xué)原理[5]。再次，有關(guān)部門應(yīng)高度重視，原因是這些區(qū)域本來也屬于濕地類別，其可以有效的連接水域和陸地的生態(tài)系統(tǒng)。以全面提高水體自凈能力為目標(biāo)，依據(jù)濕地的實(shí)際情況，員工可以對(duì)岸坡進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)改造。這樣不僅能夠保障岸坡的穩(wěn)定性，使得其符合生物棲息，還能有效防止水土流失，進(jìn)一步促進(jìn)河流和湖泊水資源向地下水滲透，使得其周圍的土地等得到滋養(yǎng)，生物群環(huán)境得到優(yōu)化。在水岸交接帶設(shè)置淺灘、滯水塘等，相對(duì)于原本的情況而言能夠顯著增加對(duì)雨洪徑流的滯蓄、承泄和凈化能力。除此之外，在水閘等落差大的擋水建筑物中還可以設(shè)置專門的魚道，這樣不管水上面的生態(tài)環(huán)境如何，下面的水生生物自由穿梭，不會(huì)受到負(fù)面影響。城市建設(shè)進(jìn)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些萎縮消失的湖泊等，可以對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的恢復(fù)，增加綠色生態(tài)面積。

4 推進(jìn)生態(tài)水網(wǎng)工程建設(shè)，加強(qiáng)水系互連互通

在實(shí)際的水文循環(huán)管理過程中，各個(gè)城市可以以中小河流為單元，結(jié)合實(shí)際情況建設(shè)對(duì)應(yīng)的渠道工程、調(diào)水工程等等，以湖泊等為調(diào)蓄節(jié)點(diǎn)，使得各個(gè)水利工程和河湖庫塘等全面聯(lián)系起來，加強(qiáng)了聯(lián)合調(diào)度，如此不僅最大程度地發(fā)揮了水利工程的整體防洪效益，降低了洪澇災(zāi)害的發(fā)生幾率，還大范圍的轉(zhuǎn)移超標(biāo)準(zhǔn)雨洪水，進(jìn)一步提高了資源配置，實(shí)現(xiàn)了河湖庫塘連通，強(qiáng)化了防洪除澇、雨洪水利用的保障能力。與此同時(shí)，在海綿城市理念的指導(dǎo)下，各地政府部門還可以以水網(wǎng)為框架，在原本的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化規(guī)劃城市布局，多層次的考慮影響因素，將其和流域、區(qū)域防洪規(guī)劃整合起來，從而合理地劃分不同的防洪排澇區(qū)域，最終妥善的安排部分水的外排出路。

5 以各項(xiàng)工程為載體，對(duì)雨洪水進(jìn)行優(yōu)化利用

在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中，確保在建筑和小區(qū)、道路和廣場(chǎng)、調(diào)節(jié)塘、蓄水池等修建對(duì)應(yīng)的設(shè)施。在河湖庫塘等水域，也要積極地修建堤防、涵閘等水利設(shè)施，如此能夠?qū)Ω黝愑旰樗M(jìn)行合理存儲(chǔ)，也能有效地對(duì)其進(jìn)行二次利用[6]。針對(duì)降雨量較多的區(qū)域和季節(jié)，可以建設(shè)橡膠壩等攔蓄工程，針對(duì)河道中的雨洪水進(jìn)行分段攔截，這樣不僅能減少成本支出，還能發(fā)揮生態(tài)護(hù)岸等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，當(dāng)下雨量增加的時(shí)候，雨洪水可以自然入滲，此外還可以人工進(jìn)行干預(yù)，實(shí)現(xiàn)人工促滲。利用地下水形成的降落漏斗，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，合理規(guī)劃并建設(shè)人工滲灌、取水等設(shè)施及截滲壩工程，還可以建設(shè)專門的地下水庫工程，如此能夠進(jìn)一步增加水資源的管理空間，為雨洪資源提供更大的存儲(chǔ)地方，實(shí)現(xiàn)海綿城市這一理念。如表1所示，為建設(shè)海綿城市所需的生態(tài)水利工程和非工程措施。

表1 具體措施

6 結(jié)語

在城市規(guī)劃建設(shè)匯總，海綿城市理念有助于推動(dòng)城市健康發(fā)展。水資源作為重要地資源之一，加強(qiáng)對(duì)水利工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃不僅能提高城市防洪排澇的能力，提高其對(duì)水資源的利用率，還能優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，提高城市居民生活幸福感。