基于LID技術的海綿城市給排水系統構建與實踐

摘 要：本文以提升城市防洪排澇效能及加速城市水文循環為核心，深入探討了雨水花園、生物滯留設施、綠色屋頂及透水鋪裝等核心技術在海綿城市給排水系統構建中的實施路徑。通過寧波某安置房項目的實際應用，該系統在控制雨水徑流、削減污染及提升水資源利用效率方面展現出顯著成效。綜合評估表明，該系統能穩定保持年徑流總量控制率在75%以上，并有效削減年徑流污染總量（以懸浮物SS為指標）超過70%，排水與雨水凈化能力顯著，成功達到規劃控制目標。

關鍵詞：LID技術；海綿城市；給排水系統；雨水收集；存儲文章編號：2095-4085（2025）02-0108-03

0 引言

隨著城市化進程的加速，洪澇災害、水資源短缺及水污染問題日益嚴峻。海綿城市理念旨在模擬自然水文循環，而LID技術作為關鍵策略，通過分散化、小型化處理手段，實現多重雨水管理目標［1］。本文聚焦于LID技術在海綿城市給排水系統構建中的應用與案例實踐，旨在探索科學運用LID技術優化城市給排水系統、提升水資源利用效率、減輕城市防洪壓力的途徑，同時推動城市生態環境的可持續發展。

1 LID技術概述

LID技術是一種維持城市原有水循環特征的雨水管理方法。相較于傳統集中式排水系統，LID采用分散小規模設施管理雨水，可有效緩解城市內澇和水污染。在海綿城市建設中，LID措施如綠色屋頂、雨水花園、下凹式綠地、生物滯留池、雨水罐、透水鋪裝及植草溝等，通過自然過程凈化與滯留雨水，削減徑流與污染物。這些措施不僅能高效管理雨水，還可以融合城市景觀與生態，恢復水文循環，提升綠化水平，實現生態保護、雨水管理及城市美化的多重效益。

2 海綿城市給排水系統的構成與特點

海綿城市是一種城市水文管理策略，旨在通過具有海綿特性的給排水系統，增強城市對降水的吸收、儲存、過濾和釋放能力，以應對洪水和徑流污染，促進水資源可持續利用，改善生態環境。海綿城市給排水系統主要包括：雨水收集系統、雨水處理系統、雨水排放與利用系統。系統特點包括：分散式管理、高效利用水資源、生態環境保護。

3 案例實踐

3.1 項目概況

本項目為安置房地塊，位于寧波市姚江新區，總用地50537m2，總建筑面積17.78萬m2，包括地上13.24萬m2和地下4.53萬m2。建筑最高33層，占地面積9732.34m2，建筑密度19.26%，容積率2.62%，綠化率30%。

場地基本情況如下：（1）地形平坦，場地內部室外地坪設計標高基本為3.29～3.72m，高于周邊市政道路，無內澇風險。根據防澇規劃，項目區域為內澇低風險區。（2）排水系統完善，道路設有4個市政接口，其中北側現狀道路2個接口，管徑均為DN500；西側云飛路2個接口，管徑為DN700和DN600。（3）項目場地設有大范圍地下室，地下室頂板標高2.10m，覆土1.5m。

3.2 項目需解決的問題及設計目標

項目需解決低影響開發、控制雨水徑流污染、提高雨水資源利用率的問題；并達到年徑流總量控制率不小于75%，年徑流污染總量（以懸浮物SS計）削減率不宜小于70%的設計目標。

3.3 海綿給排水系統構建策略

本項目設計遵循生態文明建設及海綿城市要求，堅持規劃引領、生態優先、安全為重、因地制宜原則，運用“滲、滯、蓄、凈、用、排”等技術，構建低影響開發雨水系統、雨水管渠及排放系統。并綜合考慮排水防澇、水污染防治及雨水利用需求，與園林、建筑、給排水、道路等專業協調，以此來滿足海綿城市規劃控制指標。

3.3.1 雨水源頭控制系統（徑流量控制）

綠化帶內設置下沉綠地等海綿設施，道路雨水通過植草溝、縫隙式排水溝、雨水管道接入下沉綠地中；屋面雨水采用室內斷接的方式就近進入建筑周邊綠地，對收集的雨水進行滯蓄凈化，超量雨水通過溢流井接入室外雨水管網系統內。

3.3.2 初期雨水棄流處理系統

本項目雨水接入雨水池前，設置初期雨水棄流措施。棄流雨水流入下游室外污水管道，余量雨水溢流至下游管道。

3.3.3 雨水末端控制系統（回收池）

本項目在地塊設置雨水回收池，室外雨水管網配套初期雨水棄流裝置并設置雨水回用處理設施，處理后的雨水用于室外綠化澆灌、道路澆灑和車庫沖洗，以實現雨水資源化利用。

3.3.4 雨水管道系統

本項目地塊內設置的下沉綠地、回收池等LID設施內的超滲雨水通過溢流雨水口溢流至區塊內雨水管道系統。場地雨水設4個排出口。

3.4 LID關鍵技術與措施

本項目在海綿城市設計中，根據場地豎向設計、管網布置及建筑布局詳細劃分了排水和匯水分區，并設計了多種海綿設施。依據《技術指南》推薦的計算方法，保證海綿設施布局與規模科學合理。采用的LID措施涵蓋下凹綠地、屋頂綠化、雨水斷接、雨水篦子、導流設施及收集處理系統。通過設置下凹綠地、植草溝、雨水回用池等設施，項目成功達成海綿城市控制標準。

3.4.1 雨水花園、生物滯留設施源頭控制技術

雨水花園，作為海綿城市構建的一項技術措施，亦被稱為生物滯留區［2］。這類花園通常位于園林中的低地，種植有喬木或灌木，并以樹皮或地面植被作為表層覆蓋。其主要功能是通過收集和暫時儲存雨水，促進水分向地下滲透，以此來補給地下水資源，并減少暴雨期間地表徑流的峰值流量。

生物滯留設施是指在地勢較低的區域，通過植物、土壤和微生物系統蓄滲、凈化徑流雨水的設施。這些設施通常被設計為低洼綠地，能夠接收、儲存和凈化來自屋頂、道路和其他不透水表面的雨水。生物滯留設施不僅有助于減少城市內澇，還能提升城市生態環境質量，促進水資源的可持續利用。

由于本工程地下水位較高，土壤滲透能力較差，海綿城市建設以削減雨水徑流污染為主要目標。因此，本工程采用復雜型下凹式綠地（見圖1）。為避免下滲雨水對建筑物及地下室結構造成影響，本項目下凹式綠地底部及四周均設置防滲膜。

3.4.2 綠色屋頂、透水鋪裝滲透技術

海綿城市綠色屋頂是指在建筑物的屋頂上，采用植被和土壤層等綠色設施，通過其滯留、過濾和凈化作用，對雨水進行管理的屋頂形式。具體而言，海綿城市綠色屋頂是通過在屋頂上種植植被，利用植被的根系和土壤層的吸附作用，滯留和過濾雨水，減少雨水徑流量，從而減輕城市排水系統的壓力。此外，綠色屋頂還能增加城市的綠化面積，提升整體綠化率，改善城市微氣候，減少城市熱島效應，進而為城市居民提供更好的生活環境。

本項目綠化屋頂種植覆土層不小于30cm，設計合理，滿足《寧波市建（構）筑物立體綠化實施導則》（甬建發〔2019〕75號）要求。在配置植物時，選擇中性、喜陽的植物，如金葉景天、百慕大草、早金蓮等低矮、抗風、耐移植的品種。屋頂綠化剖面圖見圖2。

透水鋪裝技術是海綿城市策略中的關鍵組成部分，它涉及到使用可以讓雨水滲透的鋪設材料或特殊結構。這種技術的應用使得降落在鋪裝表面的雨水能夠穿透至地下，目的是降低地表徑流的量，為地下水提供補給，并促進城市生態環境的優化。

3.4.3 雨水收集、儲存與利用技術

雨水收集處理系統由收集、調蓄、處理和回用四個子系統組成。針對本項目的產流匯流特點，并結合綠化澆灌、路面澆灑等實際用水需求，在地下室專門設置了雨水回用池。本工程采用雨水回用系統，直接收集來自屋面及路面的雨水。

經過收集后的雨水將主要用于綠化灌溉。在雨水回收過程中，初期3mm雨水棄流至污水管網。在海綿城市指標中，回用雨水計入年徑流總量控制率，處理后的雨水還可用于道路澆灑、車庫沖洗等。有效調蓄雨水徑流量、減輕雨水徑流造成的面源污染，實現了雨水的資源化利用，具有環境與經濟雙重意義。

3.5 LID技術在給排水系統構建中的應用

本項目在源頭及中途采取海綿措施，結合LID設施構建場地滲排系統，控制面源污染。其技術路線見圖3。

（1）降落在部分路面、屋面的雨水通過設置在路邊的排水溝、散水或者雨水管道收集后轉輸至下凹式綠地中，經過下凹式綠地的滯蓄、過濾、凈化后，再通過盲管收集排入雨水管網中，超滲雨水溢流至雨水管網中。（2）部分屋面及場地雨水經初期雨水棄流后，進入初期雨水調蓄池，由調蓄池中設備進行過濾、消毒后，對場地內的綠化澆灌、道路澆灑用水進行回用補充；部分直接接市政雨水管網。

本項目以下沉式綠地為依托構成蓄水模塊。下凹式綠地高程低于路面，雨水能夠自然流入并蓄存在綠地內，增加了雨水下滲的時間和量，通過增加雨水下滲和減少地表徑流，下凹式綠地能夠減輕城市排水系統的壓力。植草溝和雨水花園通常會連為一體，其中植草溝通過其植被和土壤的滯水能力，可降低雨水徑流速度，分擔整個給排水系統壓力；而雨水花園可結合植物和泥土實現對雨水的收集和凈化。在應用技術路線內，下沉式綠地平剖面示意見圖4。

3.6 案例效果評估

3.6.1 目標可達性分析

本項目根據項目實際情況測算海綿指標，年徑流總量控制率為75.15%，年徑流污染總量削減率不小于70%，達到控制目標。

（1）項目位于寧波海綿城市試點區外，屬新建地塊。采用本文方法測試排水效果，以年凈流總量控制率為指標，其結果見圖5。

（2）年徑流污染削減率指雨水經預處理和低影響開發設施凈化后，控制的污染物總量占比。以懸浮物SS的年徑流污染總量削減率為衡量指標，對8個試驗區域進行測試，其結果見圖6。各區域懸浮物SS年徑流污染總量削減率均高于75%，符合《海綿城市建設評價標準》（GB/T 51345-2018），表明利用LID技術構建的海綿城市給排水系統凈化水質能力強，應用效果好。

3.6.2 實施效益分析

本項目采納低影響開發（LID）設計理念，將雨水管網系統與LID設施融合，以源頭削減為核心，輔以中途轉輸與末端調蓄策略［3］。通過海綿城市設計，增強了水體自凈效能，構建了生態循環良好的系統，為營造可持續的生態水環境及優質居住環境奠定了堅實基礎。小區的海綿化設計有效調節并改善了水環境，小區景觀得到顯著提升，城市風貌也因此增色。此外，水資源的高效利用不僅帶來顯著的經濟效益，還減輕了城市供水系統的負擔，實現了雨水資源的循環利用。

4 結語

構建基于LID技術的海綿城市給排水系統，科學運用LID技術，能大幅削減雨水徑流，提升雨水資源化利用效率，有效緩解城市排水系統壓力。同時，LID技術還強調與城市景觀及生態環境的和諧共生，賦予給排水系統實用功能之外的美學價值與生態效益。從實踐案例中可見，LID技術在海綿城市給排水系統構建中成效顯著。

參考文獻：

［1］姜早龍，張偉博，張志軍，等.濱海地區海綿城市低影響開發技術優化利用研究［J］.中外公路，2023，43（5）：259-266.

［2］葉青，趙強，趙靜，等.中新天津生態城中新友好公園海綿城市規劃建設實踐［J］.給水排水，2023，59（5）：44-49.

［3］程晨.海綿城市建設技術在園林建設中的應用［J］.智能城市，2024，10（1）：114-116.

作者簡介：孟飛（1981—），男，漢族，吉林舒蘭人，大學本科，高級工程師。研究方向：建筑工程。