2016年3月11日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《海綿城市專項規(guī)劃編制暫行規(guī)定》，要求各地按照要求，結(jié)合實際，抓緊編制海綿城市專項規(guī)劃，于2016年10月底前完成設(shè)市城市海綿城市專項規(guī)劃草案，按程序報批。為加深對《暫行規(guī)定》的理解，進一步探討海綿城市專項規(guī)劃編制技術(shù)方法，中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院城鎮(zhèn)水務與工程研究分院于7月22日舉辦了“海綿城市專項規(guī)劃”技術(shù)交流研討會。水務與工程院洪昌富總工程師主持會議，水務與工程院全體在京技術(shù)人員參加了本次交流。

會議選取了南寧、天津兩個城市的海綿城市專項規(guī)劃項目，對項目的特點、難點以及解決問題的技術(shù)手段進行了討論，通過集中分析點評，對項目進一步提出了完善意見和建議，也解答了各項目組在編制過程中的一些困惑，為后續(xù)工作理清了思路和方向，也為現(xiàn)在正在開展的全國各地海綿城市專項規(guī)劃編制工作提供了更多的經(jīng)驗心得。 

 

本文著重以《天津市海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃》為例，梳理了海綿城市專項規(guī)劃編制技術(shù)思路形成過程，探討了編制技術(shù)要點。感謝作者授權(quán)發(fā)布。感謝會議主辦單位給予支持！

 

基于低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的海綿城市建設(shè)理念，在中國已經(jīng)過十多年的探索與實踐，日趨成熟，并逐步得到各層面廣泛接受和推廣。然而，在我國快速城鎮(zhèn)化過程中，仍有不少城市不能按照生態(tài)文明理念指導城市建設(shè)，為錯誤的政績觀所引導，對城市生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞、改變原有水文特征，頻頻出現(xiàn)內(nèi)澇問題、水體生態(tài)環(huán)境急劇惡化，同時面臨水資源短缺、氣候變化條件下洪澇問題突出的矛盾。2013年12月，習近平總書記在中央城鎮(zhèn)化工作會議上提出“建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。在《國務院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》（國辦發(fā)〔2013〕23 號）、《國務院關(guān)于加強城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》（國發(fā)〔2013〕36 號）等國家政策文件要求和指導下，各有關(guān)方面積極貫徹新型城鎮(zhèn)化和水安全等方面取得了積極成效。

 

為貫徹落實中共中央、國務院相關(guān)文件精神，指導各地做好海綿城市專項規(guī)劃編制工作，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部研究制定并印發(fā)了《海綿城市專項規(guī)劃編制暫行規(guī)定》（以下簡稱《暫行規(guī)定》），對海綿城市專項規(guī)劃的編制程序、組織方式、技術(shù)內(nèi)容等進行了規(guī)定。但具體編制過程中，編制部門仍需結(jié)合城市自身條件和問題特點，形成切實可行的技術(shù)路線和針對性策略措施。

 

本次技術(shù)交流從對《暫行規(guī)定》等政策的理解入手，梳理海綿城市專項規(guī)劃（以下簡稱“專項規(guī)劃”）編制技術(shù)思路形成過程，并以《天津市海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃》案例探討編制技術(shù)要點。

 

1 政策理解

為有效指導各地開展海綿城市建設(shè)，有序推進海綿城市建設(shè)試點，國務院辦公廳出臺了《國務院辦公廳關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導意見》（國辦發(fā)〔2015〕75號），提出要“堅持規(guī)劃引領(lǐng)、統(tǒng)籌推進。因地制宜確定海綿城市建設(shè)目標和具體指標，科學編制和嚴格實施相關(guān)規(guī)劃，完善技術(shù)標準規(guī)范。統(tǒng)籌發(fā)揮自然生態(tài)功能和人工干預功能，實施源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理，切實提高城市排水、防澇、防洪和防災減災能力”；并明確提出各城市2020年和2030年達到海綿城市建設(shè)目標要求的面積要求，強調(diào)編制城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃以及道路、綠地、水等相關(guān)專項規(guī)劃時，要將雨水年徑流總量控制率作為其剛性控制指標，這些都體現(xiàn)了政府層面在海綿城市建設(shè)中的主導作用和規(guī)劃引領(lǐng)作用。
 

 

國辦發(fā)〔2015〕75號同時提出：從2015年起，全國各城市新區(qū)、各類園區(qū)、成片開發(fā)區(qū)要全面落實海綿城市建設(shè)要求，老城區(qū)要結(jié)合城鎮(zhèn)棚戶區(qū)和城鄉(xiāng)危房改造、老舊小區(qū)有機更新等，以解決城市內(nèi)澇、雨水收集利用、黑臭水體治理為突破口，推進區(qū)域整體治理，逐步實現(xiàn)小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解；各地要建立海綿城市建設(shè)工程項目儲備制度，編制項目滾動規(guī)劃和年度建設(shè)計劃，避免大拆大建。可見海綿城市建設(shè)的的問題導向與目標導向的兼顧，是“專項規(guī)劃”編制的重要出發(fā)點�！稌盒幸�(guī)定》明確要求：編制海綿城市專項規(guī)劃，應根據(jù)城市降雨、土壤、地形地貌等因素和經(jīng)濟社會發(fā)展條件，綜合考慮水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等方面的現(xiàn)狀問題和建設(shè)需求，堅持問題導向與目標導向相結(jié)合，因地制宜地采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施；海綿城市專項規(guī)劃的主要任務是：研究提出需要保護的自然生態(tài)空間格局；明確雨水年徑流總量控制率等目標并進行分解；確定海綿城市近期建設(shè)的重點。

 

由此可見，“專項規(guī)劃”編制首先應體現(xiàn)“規(guī)劃引領(lǐng)、全面統(tǒng)籌、因地制宜”的思路：（1）采用“問題與目標”雙導向，著力解決城市的實際問題；（2）注重近遠期結(jié)合，結(jié)合建設(shè)時序、把握近期重點；（3）重視空間統(tǒng)籌和保障落實，各項措施應具有針對性和可操作性。

 

其次，從“暫行規(guī)定”第三章“基本內(nèi)容”構(gòu)成來看，并不是一般的大綱形式，因此規(guī)劃成果的內(nèi)容形式不應固化，而應強化內(nèi)涵，鼓勵創(chuàng)新；強調(diào)應重視分析，科學合理推導結(jié)論和措施。

 

2 “專項規(guī)劃”編制技術(shù)思路

2.1 技術(shù)路線形成
 

技術(shù)路線的目標導向，重在落實國家《國務院辦公廳關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導意見》、《水污染防治行動計劃》等國家要求，具體目標和指標達到《海綿城市建設(shè)績效評價與考核辦法（試行）》的要求，全面推動海綿城市建設(shè)，明確近遠期建設(shè)時序，合理有序保障海綿城市建設(shè)。而問題導向，則需要系統(tǒng)梳理城市涉水問題，如內(nèi)澇積水問題、黑臭水體問題、水資源利用問題、水生態(tài)問題等，提出系統(tǒng)的解決方案，重點改善城市建成區(qū)民生問題。
 

 

同時，由于各城市規(guī)劃層次與范圍不同，城市海綿城市建設(shè)的條件和面臨的主要問題不同，相關(guān)規(guī)劃支撐力不同，即便采用相同的技術(shù)方法，各個城市應有不同的技術(shù)路線。

圖1 規(guī)劃技術(shù)路線圖（以某市為例）

 

2.2 基礎(chǔ)研究

2.2.1 規(guī)劃背景研究
 

規(guī)劃背景的研究，有利于確定工作重點、梳理規(guī)劃層次，并能有目標的引導基礎(chǔ)分析�？蓮膰�家政策要求、海綿城市建設(shè)基礎(chǔ)條件、建設(shè)理念研究和本次規(guī)劃作用切入。

 

2.2.2 問題和需求指向

除按《暫行規(guī)定》要求，分析城市區(qū)位、自然地理、經(jīng)濟社會現(xiàn)狀和降雨、土壤、地下水、下墊面、排水系統(tǒng)、城市開發(fā)前的水文狀況等基本特征，還應對城市水污染、熱島效應、岸線情況等進行分析，識別城市水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等方面存在的問題以及可能存在的風險。

 

2.2.3 規(guī)劃范圍與層次

規(guī)劃的范圍和層次，應通過詳細的分析確定，除按《暫行規(guī)定》要求對中心城區(qū)進行規(guī)劃外，還應結(jié)合城市規(guī)劃范圍適當調(diào)整，如將“城市規(guī)劃區(qū)”、“都市區(qū)”、“市域”等范圍納入，提高規(guī)劃的指導性、操作性以及控制要求的覆蓋度。

 

2.3 規(guī)劃目標初設(shè)

根據(jù)降雨條件可初步確定海綿城市建設(shè)目標（主要為雨水年徑流總量控制率），但需在各項系統(tǒng)規(guī)劃基礎(chǔ)上，結(jié)合水資源條件與水質(zhì)條件、建設(shè)情況與下墊面條件等進行校核調(diào)整，最終確定徑流總量控制率，進而明確近、遠期要達到海綿城市要求的面積和比例，并提出海綿城市建設(shè)的指標體系。

 

2.4 規(guī)劃框架確定

在技術(shù)路線指導下，可以形成規(guī)劃技術(shù)框架或成果框架，各城市因自身條件和問題、需求的差異，技術(shù)路線千差萬別，成果形式也不盡相同。但其中，海綿城市建設(shè)基礎(chǔ)與特征應是各項技術(shù)工作的基礎(chǔ)；水安全、水資源利用、水環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃方案則是規(guī)劃可操作實施的重要條件，應通過各系統(tǒng)的梳理，形成相互呼應的應對措施和管控策略，進而在空間上得到落實，形成建設(shè)時序和保障措施。

 

3 天津市海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃編制案例

3.1 區(qū)域概況
 

天津市地處太平洋西岸渤海灣邊，是我國中央直轄市之一。西北距北京137千米（鐵路里程），東北距唐山125千米，是我國資源開發(fā)較早，經(jīng)濟發(fā)達和城鎮(zhèn)分布密集的地區(qū)之一。天津作為海河水系的入海口，扼南北大運河咽喉，是華北地區(qū)的海上門戶。天津南北長約186千米，東西最寬101千米，總面積11919.7平方千米。天津市地勢北高南低，西北高東南低，平原面積占全市陸地面積的94.2%。

天津市多年平均降水量為511.4mm，由北向南遞減。春季多風，干旱少雨；夏季炎熱，雨水集中；秋高氣爽，冷暖適宜；冬季嚴寒，降水稀少。2001年至2013年天津市年均水資源量下降至13.2億m³，是全國人均水資源占有量最低的省份。全市各類水體水面面積1256.6平方千米，占天津市國土總面積的10.5%；河口閘壩眾多，水系調(diào)度復雜。

 

全市有27條黑臭水體，中心城市內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量普遍較差：在監(jiān)測的主要河段中，除海河中段水質(zhì)為Ⅳ類外，其它主干河流如海河下段、北運河、永定新河、子牙河、新開河-金鐘河、北塘排水河、大沽排水河、獨流減河、馬廠減河、子牙新河、薊運河、潮白新河水質(zhì)均為劣Ⅴ類。

 

3.2 問題與需求

3.2.1 問題梳理

（1）資源性缺水嚴重，生態(tài)用水緊缺，非常規(guī)水資源利用率偏低。自2001年以來，天津市水資源總量基本呈衰減態(tài)勢，2001年至2013年天津市年均水資源量下降至13.2億m³，當?shù)禺a(chǎn)水量遠不能滿足天津市用水需求（近年平均約23億m³），即使大量利用外調(diào)水，現(xiàn)狀人均用水量仍為全國最低的省份，資源性缺水嚴重。由于資源性缺水嚴重，經(jīng)濟社會發(fā)展長期擠占生態(tài)環(huán)境用水。由于河道生態(tài)補水不足，水體長時間不流動，又加劇了水環(huán)境惡化。

 

（2）天然濕地萎縮，水域面積銳減，城市海綿體受損。近十年，經(jīng)天津市下泄入海的水量年均為13.0 億立方米，較多年平均減少了48.3 億立方米，境內(nèi)所有一級河道基本常年斷流，大部分河道一年斷流300天以上。與此同時，由于城市發(fā)展建設(shè)的需要，占用了大量的坑塘、灘涂濕地，造成大量濕地萎縮。河湖、濕地、洼淀日趨萎縮，全市水域面積銳減，水域面積率由建國初期的27.3%降至10.5%，濕地和湖泊面積與上世紀五六十年代相比減少了80%，水源涵養(yǎng)能力遠遠不足。

 

（3）排水出路不暢，設(shè)施能力不足，城區(qū)部分地區(qū)內(nèi)澇嚴重。對中心城區(qū)的內(nèi)澇風險分析表明，未建設(shè)泵站造成易澇區(qū)14片，影響范圍4354公頃；管網(wǎng)不完善造成易澇區(qū)15片，影響范圍938公頃；排水系統(tǒng)不完善造成的易澇區(qū)23片，影響范圍2322公頃；地道建設(shè)不完善造成的易澇點30處。

 

（4）全過程污染控制與治理不足，水環(huán)境質(zhì)量普遍較差。全市水體水質(zhì)較差，近岸海域環(huán)境質(zhì)量也不容樂觀，70%的監(jiān)測點位水質(zhì)為Ⅳ類和劣Ⅳ類（海水水質(zhì)標準）。中心城市黑臭水體分布較多，目前中心城市范圍內(nèi)有黑臭水體17條，其中中心城區(qū)4條，濱海新區(qū)1條，環(huán)城四區(qū)12條。

 

3.2.2 重點需求

天津市海綿城市建設(shè)有四方面突出需求：

（1）廣泛開源，完善水源調(diào)配系統(tǒng)，保障城市生態(tài)需水。

（2）保護修復，構(gòu)建海綿城市生態(tài)安全格局，增強海綿體功能。

（3）加強能力，構(gòu)建建高效生態(tài)的城鄉(xiāng)排澇體系，緩解城市內(nèi)澇。

（4）強化控污，全面推進水環(huán)境保護與治理，重塑健康水生態(tài)。而其中，最突出和直接的需求是水資源條件的改善與水環(huán)境的提升。

 

3.3 總體建設(shè)目標

3.3.1 目標與指標

規(guī)劃圍繞美麗天津和節(jié)水城市建設(shè)目標，提出了“河暢岸綠、人水和諧、生態(tài)宜居、濱海特色的海綿天津”總體建設(shè)目標，選取年徑流總量控制率、年SS總量去除率、雨水資源利用率為天津市海綿城市規(guī)劃關(guān)鍵控制指標，分市域、中心城市、中心城區(qū)和濱海新區(qū)分別給出相應控制要求。

 

在中心城市范圍內(nèi)，對各匯水分區(qū)進行指標分解；在中心城區(qū)和濱海新區(qū)范圍內(nèi)，結(jié)合控規(guī)單元形成管控單元并對各項建設(shè)目標和工程措施類指標進行分解。

圖2 天津市中心城市匯水分區(qū)劃分

3.3.2 生態(tài)安全格局與海綿城市建設(shè)分區(qū)指引

落實京津冀區(qū)域生態(tài)格局保護與生態(tài)修復要求，細化市域“南北生態(tài)”總體布局，結(jié)合天津市域生態(tài)空間格局，保護中心城市內(nèi)“河、田、湖、海、林、濕地”等自然生態(tài)本底，構(gòu)建中心城市“一河、一帶、兩環(huán)、三廊、多節(jié)點”的生態(tài)安全格局。在此基礎(chǔ)上，形成中心城市海綿城市格局，提出各要素建設(shè)要求。
 

圖3 天津中心城市海綿格局圖

 

根據(jù)海綿建設(shè)適宜性評價，結(jié)合不同區(qū)域的自然地形地貌、地物的集聚特點、自然和人工元素，將天津中心城市劃分為五個不同功能片區(qū)，分別為生態(tài)保護與生態(tài)修復區(qū)、雨水資源綜合利用區(qū)、雨水污染控制區(qū)、高強度老城區(qū)海綿建設(shè)區(qū)、工業(yè)集中區(qū)域海綿建設(shè)區(qū)。

圖4 海綿城市功能分區(qū)

 

3.4 系統(tǒng)方案構(gòu)建

3.4.1 水安全工程體系

水安全工程主要解決城市內(nèi)澇問題，同時還應考慮城市飲用水安全保障。在內(nèi)澇方面，工作內(nèi)容與排水防老規(guī)劃較為接近，但首先應繼承城市防洪格局要求，進而將重點放在防澇格局、內(nèi)河水系整治、雨水管渠系統(tǒng)、內(nèi)澇片區(qū)整治等內(nèi)澇防治工作上。

 

3.4.2 水資源系統(tǒng)

通過水資源供需平衡測算，梳理各項工程和非工程措施，形成區(qū)域水資源優(yōu)化配置方案，其中：地表水及入境水用作農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水，地下水用作農(nóng)村生活和生產(chǎn)，外調(diào)水作為城市生產(chǎn)和生活用水，提高再生水水質(zhì)作為市政用水、園林綠地和生態(tài)用水，雨水收集利用作為市政用水、園林綠地、生態(tài)用水，淡化海水用于城鎮(zhèn)工業(yè)、生活。

 

對雨水利用，建設(shè)分散式雨水蓄水池，雨水調(diào)蓄設(shè)施的平均蓄放水次數(shù)約10次，每次可利用約8d；同時考慮自然坑塘、水域、河道等自然調(diào)蓄空間以及新建調(diào)蓄工程（每新建或改造1ha硬化地面，配建300m³分散式雨水蓄水池，考慮現(xiàn)狀城區(qū)建設(shè)條件，按10%比例考慮工程量），中心城市總調(diào)蓄容積525萬立方米。對再生水設(shè)施，近期完善再生水設(shè)施，建設(shè)再生水管道約360km，近期供水規(guī)模達到21.5萬m³/d.

 

 

3.4.3 水環(huán)境系統(tǒng)

分單元測算環(huán)境容量與污染負荷，形成污染物污染負荷削減方案，并提出具體策略與措施：

（1）污水處理廠提標改造工程，改造現(xiàn)有污水處理廠處理工藝，其中，中心城區(qū)改造污水處理廠4座；濱海新區(qū)改造污水處理廠5座。

（2）合流制污染控制工程，調(diào)蓄管道總長約15公里，調(diào)蓄容積99000立方米，在雙林截污泵站處配建初期雨水調(diào)蓄處理池1座，解決五大道地區(qū)合流制溢流污染問題。完成其它合流制地區(qū)雨污分流改造。

（3）雨水徑流污染削減工程，包括源頭削減工程和末端處理工程兩大類，主要工程量為源頭建設(shè)下凹式綠地15114公頃，生物滯留設(shè)施2707公頃，生態(tài)濕地330公頃。

 

3.4.4 水生態(tài)系統(tǒng)

一是優(yōu)化、協(xié)調(diào)城市河道功能區(qū)劃，對各河道的流經(jīng)區(qū)域、主導功能、控制水質(zhì)標準等進行了確定。二是進行河湖水系岸線建設(shè)時盡可能多地保留自然原始形態(tài)，減少對生態(tài)的破壞，實現(xiàn)防洪、水土保持、生態(tài)、景觀、休閑等多種功能集于一體。三是結(jié)合河道護岸生態(tài)化改造，因地制宜，對河道內(nèi)部進行水生態(tài)修復，在河道內(nèi)營造適宜的生物棲息環(huán)境，調(diào)整河道結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造符合當?shù)貙嶋H情況的河道自然環(huán)境，促進河道生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，恢復河道生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能。同同時，通過海綿城市建設(shè)格局，強化城市綠廊和冷源布置，緩解城市熱島效應。

 

3.4.5 單元管控與多目標融合

各系統(tǒng)策略措施自成體系，但相互之間尚需充分協(xié)調(diào)，最終形成空間布局一致、具有可實施性的措施。

 

3.5 保障措施

規(guī)劃的實施保障體系包括規(guī)劃管控與銜接、建設(shè)施工與維護、監(jiān)測評估考核體系、建設(shè)保障體系等方面。其中建設(shè)保障體系目前尤為重要，包括：（1）完善組織機構(gòu)，成立海綿城市建設(shè)工作領(lǐng)導小組，明確部門職責，加強部門溝通和協(xié)作。（2）完善規(guī)劃建設(shè)管理制度，將海綿指標納入地塊開發(fā)的規(guī)劃建設(shè)管控，完善技術(shù)標準體系，建立績效考核與監(jiān)督評估機制、相關(guān)設(shè)施管理制度。（3）資金保障，創(chuàng)新投融資機制，引入社會資本，采用ppp模式，創(chuàng)新金融模式，加大政府投入，完善財政補貼制度，建立中長期財政預算制度。
 

 

4 結(jié)語

海綿城市建設(shè)必然采用“政府主導、規(guī)劃引領(lǐng)、全面統(tǒng)籌”的方式，方能全面貫徹生態(tài)文明理念，建立尊重自然、順應自然的低影響開發(fā)模式，系統(tǒng)解決水安全、水資源、水環(huán)境問題。但是海綿城市專項的編制，必須重視城市特征把握和因地制宜的策略措施，強化管理落實，重視強制指標的確定和與法定規(guī)劃的銜接與落實。

 

天津生態(tài)城：雨水綜合利用典范

原創(chuàng) 2016-06-24 徐志強，等 中國給水排水

 

 

編者按

堅持綠色發(fā)展的理念，以探索生態(tài)文明建設(shè)為發(fā)展路徑，天津生態(tài)城建設(shè)之初總體規(guī)劃中明確了充分利用城市雨水資源，控制雨水徑流污染，用生態(tài)化的“源頭控制”技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“終端處理”技術(shù)，盡量縮小和降低不透水面積，以維持自然的水文狀態(tài)；提高城市雨水綜合利用效率，從而減輕雨水引起的面源污染并緩解洪澇災害，實現(xiàn)城市水環(huán)境健康循環(huán)；結(jié)合城市特點合理規(guī)劃，協(xié)調(diào)好雨水綜合利用與城市建設(shè)之間的關(guān)系，強化生態(tài)化的、綜合性的雨水處理與利用工程措施，從而實現(xiàn)生態(tài)城經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益的和諧發(fā)展。

作者簡介：徐志強(1971-)，河北滄州人，高級工程師，副總經(jīng)理，從事市政道路橋梁和給水排水相關(guān)管理工作。

1    天津生態(tài)城雨水系統(tǒng)規(guī)劃

為滿足生態(tài)城區(qū)域用水，生態(tài)城在建設(shè)之初就確立了地表水、地下水等常規(guī)水源與再生水、雨水、海水淡化水等非常規(guī)水源相結(jié)合的水資源供應體系，其中地表水由漢沽水廠、津濱水廠和開發(fā)區(qū)水廠提供；地下水由岳龍地下水源地提供；再生水由區(qū)內(nèi)營城再生水廠和旅游區(qū)再生水廠提供；雨水由區(qū)內(nèi)雨水集蓄利用系統(tǒng)提供；海水淡化水由北疆海水淡化廠提供。雨水被定為繼地表水、地下水、再生水之后的城市第四水源。

 

結(jié)合天津生態(tài)城主要功能區(qū)構(gòu)成，規(guī)劃形成“一核三片，多級驅(qū)動”。一核，即生態(tài)城主中心；三片，即北部產(chǎn)業(yè)聚集片區(qū)、中部旅游主題片區(qū)、南部文化主題片區(qū)。并依據(jù)陸域與水域分布情況，規(guī)劃雨水分區(qū)分為兩類雨水排放區(qū)域，如圖1所示。

圖1    天津生態(tài)城雨水排放分區(qū)

①雨水自排區(qū)域（圖1中黃色區(qū)域）

充分結(jié)合天津生態(tài)城豐富水域特點，減少雨水泵站規(guī)模、數(shù)量，降低日后運行維護管理費用，鄰近水域的小面積建設(shè)地塊以及臨水綠地考慮雨水自流入周邊水系，定為雨水自排區(qū)域。

 

②雨水泵站系統(tǒng)（圖1中橙色區(qū)域）

除上述區(qū)域外，天津生態(tài)城內(nèi)其他陸域均屬于雨水泵站強排區(qū)域。結(jié)合區(qū)域內(nèi)水系位置、用地性質(zhì)、路網(wǎng)布局以及分期建設(shè)情況，泵站強排區(qū)域共分為14個雨水泵站系統(tǒng)，各系統(tǒng)內(nèi)雨水均由各系統(tǒng)內(nèi)雨水泵站提升后外排至周邊水系。

2    天津生態(tài)城雨水綜合利用規(guī)劃思路

天津生態(tài)城的規(guī)劃以節(jié)水為核心，注重雨水資源的優(yōu)化配置和循環(huán)利用，建立廣泛的雨水處理收集系統(tǒng)，實施雨水資源化利用工程，實現(xiàn)雨水的處理與綜合利用。雨水綜合利用將突破傳統(tǒng)的雨水收集排放模式，結(jié)合區(qū)域規(guī)劃特點，在保障雨水排放安全的基礎(chǔ)上進行雨水資源化利用。貫徹落實低影響開發(fā)（LID）理念，建立屋面-路面、屋面-綠地、濕地---景觀河渠---區(qū)域河道等雨水集蓄利用系統(tǒng)，經(jīng)分散處理利用后的多余雨水直接進入水體，作為生態(tài)補水或用于景觀及綠化用水等。

3    天津生態(tài)城雨水處理與綜合利用途徑

天津生態(tài)城雨水的處理收集與排放系統(tǒng)的首要目的是為了防止洪澇災害的發(fā)生，以保障城市的安全，主要考慮通過社區(qū)細胞內(nèi)屋面雨水集蓄利用系統(tǒng)、雨水滲透系統(tǒng)、雨水的綜合存蓄系統(tǒng)進行綜合調(diào)蓄利用，進而達到以調(diào)峰、蓄滯、收集利用為主，以外排為輔的城市排水體系，具體技術(shù)路線如圖2所示。

圖2    天津生態(tài)城雨水處理與綜合利用路線

天津生態(tài)城雨水綜合利用設(shè)施主要有屋頂集雨系統(tǒng)、低勢綠地、植被淺溝、透水鋪裝、雨水花園、人工濕地等工程技術(shù)措施，經(jīng)處理后的雨水可以補充地下水，或作為景觀用水與市政雜用水。天津生態(tài)城通過雨水資源的收集、滲透、儲存、調(diào)蓄、處理、涵養(yǎng)地下水以及外排技術(shù)路線的實施，充分體現(xiàn)了海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的建設(shè)要求，通過各類技術(shù)的組合應用，實現(xiàn)了徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制、雨水資源化利用等目標。

4    天津生態(tài)城雨水利用建設(shè)現(xiàn)狀

4.1    雨水收集利用

天津生態(tài)城利用區(qū)域全部道路、廣場、綠地、屋面等場地收集雨水，在這些場地中集成應用低勢綠地、植被淺溝、透水鋪裝、雨水花園等技術(shù)，實現(xiàn)對雨水的綜合處理與利用，并兼顧調(diào)峰和蓄滯功能。

①路面雨水收集利用

生態(tài)城道路采用鋪設(shè)滲透路面、草坪磚、生態(tài)砂基透水磚等，達到將雨水入滲地下的目的。部分雨水通過透水路面滲透到地下，可以對地下水起到補給作用。另外，具有一定吸附性的土石料可以對雨水中所含的污染物等雜質(zhì)起到一定的吸附作用。庭院、停車場、廣場等集雨區(qū)主要采用嵌草鋪裝的地面材料，增加雨水下滲量，減小雨水徑流系數(shù)，保證城市排水安全，便利出行。

生態(tài)城道路雨水的收集充分利用道路綠化帶，使之成為道路徑流滲透與污染物截留的第一道屏障。生態(tài)城道路雨水收集系統(tǒng)如圖3所示，道路采用三條綠化帶分隔機動車道與非機動車道，非機動車道設(shè)置為5  m，每個綠化帶的寬度都設(shè)置為3 m。綠化帶高程控制在道路高程以下100 mm，設(shè)計為低勢綠地或植被淺溝。道路雨水通過徑流流入兩側(cè)的綠化帶內(nèi)，由設(shè)置在綠地內(nèi)的雨水口收集后經(jīng)雨水管道輸送至雨水泵站。

圖3    道路雨水收集系統(tǒng)

圖3中，中央分隔帶鋪設(shè)防滲土工布，防止雨水滲入路面結(jié)構(gòu)，雨水通過綠化帶中設(shè)置的滲溝排出，滲溝每隔100  m左右設(shè)置一道橫管，橫管出水口直接接入雨水井。根據(jù)不同需求在側(cè)分帶中每10~25  m設(shè)置一個雨水井，每個雨水井兩側(cè)都設(shè)置雨水收水口，收水口中內(nèi)置雨水箅子進行雨水收集。道路雨水收集井全部設(shè)置在機動車道兩側(cè)綠化隔離帶內(nèi)，采用隱蔽式蓋板，既能很好地收集雨水還能保證道路交通安全級面層、基層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在施工過程中也按照規(guī)劃實現(xiàn)了道路無井蓋及慢行系統(tǒng)中采用隱形井蓋。

②綠地雨水收集利用

生態(tài)城綠地雨水收集如圖4所示，在小區(qū)及公園綠地設(shè)計上，生態(tài)城利用地勢起伏變化，形成下凹綠地，以利于滯留、調(diào)蓄，以達到市政雨水匯流的洪峰交錯，降低終點泵站的過流­­­­量，延長雨水徑流時間，達到了儲存雨水的目的；同時在這些區(qū)域適當建設(shè)地下儲水池，且每個儲水池都配套建有一套雨水凈化設(shè)施，通過簡單的處理即可就近回用作城市綠化用水。

圖4    綠地雨水收集系統(tǒng)

③屋面雨水收集利用

屋面雨水污染較少、水質(zhì)較好，經(jīng)簡單處理即可用于灌溉、保潔或補充景觀用水。生態(tài)城屋面雨水利用如圖5所示。

圖5    屋面雨水系統(tǒng)

屋面雨水的利用以單體建筑物為單位，采取就地收集、就地處理、就地利用的原則，屋面雨水經(jīng)過收集系統(tǒng)后進行初期棄流、沉淀、過濾,然后進入儲水罐，最終回用于小區(qū)的市政雜用。生態(tài)城內(nèi)國家動漫產(chǎn)業(yè)綜合示范園建設(shè)綜合性、全覆蓋的雨水收集系統(tǒng)，雨水全部匯入園區(qū)內(nèi)部公園沉淀和凈化，既可補充景觀用水，也可用于綠化灌溉，園區(qū)雨水回收率達80%。

4.2    綠地景觀工程

生態(tài)城起步區(qū)形成了“一帶一軸六片”的綠地系統(tǒng)。“一帶”指“動漫園-南部次中心-科技園商業(yè)帶”，這條商業(yè)帶還串聯(lián)了第二社區(qū)中心、萬科社區(qū)公園、商業(yè)街、美食城、輪滑公園等配套項目，是起步區(qū)商業(yè)氛圍最濃、最具有活力的區(qū)域。“一軸”指生態(tài)谷，以綠化為主，提供靜謐的休閑、漫步場所。“六片”指起步區(qū)內(nèi)三個已建和三個在建設(shè)的配套設(shè)施集中區(qū)域，每片都以社區(qū)中心、社區(qū)公園為核心，服務周邊居民。公園休閑區(qū)的大面積綠地可以滯留更多的初期雨水，使其徑流總量相應減小，一定程度上延緩了徑流，使產(chǎn)污量減小。綠地表面對徑流產(chǎn)生滯留作用的同時也吸附了很多徑流中的污染物，這使得其徑流中污染物的含量較低，污染物的產(chǎn)生量也較小。生態(tài)城已建成綠地景觀工程如圖6所示。

圖6    綠地景觀工程實景

4. 3    生態(tài)水系修復工程

生態(tài)城在保護修復自然濕地的同時，實施了與水生態(tài)修復、綠化景觀建設(shè)相結(jié)合的人工濕地工程。僅3年時間，先后修復性建設(shè)了薊運河故道示范段、慧風溪公園、永定洲公園等人工濕地，慧風溪生態(tài)廊道修復對比如圖7所示。

圖7    慧風溪生態(tài)廊道修復對比

 

另外，在每個雨水泵站的出口都規(guī)劃建設(shè)人工濕地，過濾并降低雨水中污染物含量，對初期雨水收集、處理后匯入清凈湖和薊運河故道，作為景觀水體補水。人工濕地處理系統(tǒng)有預處理單元，采用增加厭氧水解酸化池的方法來有效去除懸浮物，且將大分子難降解有機物降解成小分子物質(zhì)，以便優(yōu)化后續(xù)處理，從而使出水水質(zhì)更優(yōu)，濕地系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，應用年限更長。

4. 4    景觀補水工程

生態(tài)城景觀水體主要包括清凈湖、薊運河故道和慧風溪，水域面積為417  hm²，水體約1 400×10⁴m³。由于天津地區(qū)水蒸發(fā)量大，下滲量大，降雨量小，景觀水需求量大，綠化景觀用水接近總用水量的1/2，景觀用水費用接近綠化養(yǎng)管費用的1/2。綠化景觀補水是節(jié)水的重要領(lǐng)域，生態(tài)城大規(guī)模利用污水廠一級A出水、雨水、過境水和再生水，作為景觀補水，實現(xiàn)水資源循環(huán)利用，減少源水使用比例，降低景觀用水費用。生態(tài)城景觀補水主要用于彌補水系蒸發(fā)和水系滲透，以及水體更新，以確保景觀水質(zhì)達標。生態(tài)城水系補水方案如圖8所示，生態(tài)城水系生態(tài)用水量約為2 750×10⁴ m³/a，雨水經(jīng)過處理利用后全部作為景觀補水，約占生態(tài)總用水量的20%，年均近550×10⁴ m³，可節(jié)約費用4 000萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益。

圖8    生態(tài)城水系近期補水方案

天津生態(tài)城公用事業(yè)運行維護中心已于2013年5月正式投入使用，是智能化管理平臺的運行載體，中心將排水、供水、污水處理、水質(zhì)監(jiān)測、道路、橋梁、燃氣、熱力、環(huán)衛(wèi)、交通等16個專業(yè)集成，實現(xiàn)了對整個生態(tài)城的高效管理。生態(tài)城智能化管理平臺如圖9所示，通過智能化管理平臺的實施，生態(tài)城建成了水環(huán)境管理專網(wǎng)，并投入使用，連接了生態(tài)城環(huán)保、市政、水務等多家公司，保證了水環(huán)境運行數(shù)據(jù)傳輸、運行監(jiān)測、應急指揮的信息化需要，連接了生態(tài)城污水廠、雨污水泵站、防汛管理等業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)了排水、雨污水泵站以及水環(huán)境各類運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測與動態(tài)報警，并根據(jù)預案進行調(diào)度指揮，形成了高效的閉環(huán)管理。

圖9    生態(tài)城智能化管理平臺

5    建議

生態(tài)城建設(shè)過程中，通過上述技術(shù)的應用以及實際工程的實施，大大削減了雨水中的污染物，充分利用了雨水資源，進而提高了水資源的利用率，補充了地下水，起到了調(diào)蓄雨水洪峰的作用，但建設(shè)和管理過程中仍存在一些問題。

 

①道路雨水收集系統(tǒng)中，目前生態(tài)城僅僅設(shè)置了隱藏的雨水箅子，不能有效阻止大顆粒物進入雨水管道，致使管道有時會被堵塞。因此，雨水口應設(shè)置截污掛籃，防止大顆粒物進入雨水管道，同時旱季進入雨水口的垃圾等能夠被掛籃收集，從而避免管道內(nèi)積累的垃圾對雨水的污染。

②因為低勢綠地、植被淺溝、透水鋪裝等技術(shù)單元對雨水水質(zhì)處理效果較差，不適合單獨使用來凈化雨水徑流污染，應作為一種預處理措施與其他生態(tài)措施聯(lián)合使用。

③綠色屋頂系統(tǒng)可以截留、阻滯、吸收、貯存和凈化雨水，它還可以改善城市生態(tài)環(huán)璄、調(diào)節(jié)小氣候、減少徑流、豐富城市景觀。在生態(tài)城的建設(shè)中應著重推廣，可以將綠色屋頂和雨水收集系統(tǒng)綜合到建筑設(shè)計中。

④人工濕地納污能力有限，要對人工濕地接納污染物的濃度閾值進行分析，對進入人工濕地的初期雨水濃度進行實時監(jiān)測，初期雨水中污染物濃度超過人工濕地接納閾值時，應將初期雨水存儲于儲水池中，儲水池中的初期雨水在污水排放低峰期經(jīng)污水泵站排入污水廠進行處理。

⑤借助智能化管理平臺，充分利用信息化手段，加強小區(qū)、廣場、道路、泵站等各市政設(shè)施的運行管理，同時要及時對各設(shè)施進行清理與維護。

（更詳細內(nèi)容參見《中國給水排水》第12期： 天津生態(tài)城雨水綜合利用現(xiàn)狀與建議，作者：天津生態(tài)城投資開發(fā)有限公司 徐志強、秦忠強、蘇曉、劉瑋）

 

 

 

來源：《中國給水排水》

 

 

海綿城市應該怎么建

2016-08-11 　來源：河北新聞網(wǎng)　責任編輯：侯猛

 

 

今年入汛以來，全國極端降雨頻發(fā)，一些城市接連出現(xiàn)內(nèi)澇。由此承擔著增強城市防澇重任的海綿城市建設(shè)，也更加受到社會各界關(guān)注。

 

    金螺峰公園的透水路面和山路邊的生物滯留池，看上去并不復雜，但它們的效果已經(jīng)受過了暴雨的考驗。周聰聰攝

    河北日報記者 周聰聰

    閱讀提示

    今年入汛以來，全國極端降雨頻發(fā)，一些城市接連出現(xiàn)內(nèi)澇。由此承擔著增強城市防澇重任的海綿城市建設(shè)，也更加受到社會各界關(guān)注。

    作為城市發(fā)展理念和建設(shè)方式轉(zhuǎn)型的重要標志，旨在實現(xiàn)“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的海綿城市建設(shè)應該包括哪些方面？投資問題如何解決？各地在海綿城市建設(shè)中又有哪些做法和理念值得我省重視和借鑒？

    帶著這些問題，記者展開了調(diào)查——
 

 

海綿城市示意圖。制圖/喻萍

    海綿城市到底咋“吸水”

    “目前，全國大部分海綿城市的試點建設(shè)規(guī)模，一般都只有二三十平方公里，而且過去的一年也只完成了幾平方公里——這樣小規(guī)模的建成區(qū)還無法解決整體城市的內(nèi)澇問題。這也是前段時間部分海綿試點城市出現(xiàn)內(nèi)澇的一個重要原因。”

    7月31日，中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院城鎮(zhèn)水務分院資源能源所所長、住建部海綿城市建設(shè)技術(shù)指導專家委員會委員王家卓告訴記者，但經(jīng)過海綿城市改造完成的試點片區(qū)防治內(nèi)澇效果非常明顯。

    8月2日，在位于全國第一批海綿城市建設(shè)試點城市江西省萍鄉(xiāng)市濱河西路的金螺峰公園里，正在休閑納涼的當?shù)仄胀ň用瘛?7歲的退休工人張軍平，用切身感受向記者證實了海綿城市的“吸水效果”。

    今年7月17、18日，江西萍鄉(xiāng)市連續(xù)兩日暴雨，平均降雨量79.8毫米，老城區(qū)內(nèi)多條道路出現(xiàn)內(nèi)澇積水。“可是雨一停，我們現(xiàn)在站的這個公園里，就一點積水都看不到了。”聊起不久前的那場大雨，張軍平老人一再稱贊，“這個‘海綿’還真是有用。”

    據(jù)了解，金螺峰公園位于萍鄉(xiāng)市老城區(qū)，“以前一下大雨，公園里很難正常行走，積水至少會淹沒腳踝。而現(xiàn)在雨一停就能出來鍛煉。”張軍平說。

  

 

 

植草溝剖面圖

    金螺峰公園為什么能夠做到雨停水消？

    當中的秘密就在于公園里建成的一塊塊“海綿體”——路面上重新鋪設(shè)的2275平方米透水磚和透水型混凝土，以及山上的一層層梯田狀分布的生物滯留池，就像海綿的“孔洞”一樣，行之有效地“吸干”了雨水。

    “城市‘海綿體’既包括原生態(tài)的河、湖、池塘等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設(shè)施。”王家卓介紹，目前海綿城市建設(shè)常用的綠色措施主要有：一是將水泥硬化路面改裝成透水鋪裝、透水瀝青、透水混凝土等，有些地方還會在綠地下埋入蓄水模塊；二是把高于地面的草坪改為低于地面的下沉綠地，將雨水引至滲水能力更強的泥土中，同時通過沉淀下滲過濾作用降低初期雨水污染；三是建設(shè)雨水蓄水池。此外，建設(shè)綠色屋頂、植草溝等也是常見的方式。

    在江西萍鄉(xiāng)市建設(shè)局小區(qū)，記者就看到了一個由雨水花園、下沉式綠地、植草溝、調(diào)蓄池四部分組成的“海綿系統(tǒng)”。這四個部分通過溢流管和底部的滲水管等環(huán)環(huán)相連，周圍建筑的排水管道經(jīng)過雨污分流改造后，將雨水直接引入雨水花園，雨水經(jīng)過一層層凈化最終成為清水排入小區(qū)原有的景觀水池。

 

 

    “這個小‘系統(tǒng)’，就是在落實海綿城市理念的具體措施——‘滲、滯、蓄、凈、用、排’的6字箴言。”萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)技術(shù)服務部負責人、北京清控人居環(huán)境研究院有限公司水務與工程所所長助理郭迎新解釋說。

    “滲”，是利用各種路面、屋面、地面、綠地，從源頭收集雨水；“滯”，是降低雨水匯集速度，既留住了雨水，又降低了災害風險；“蓄”，是降低峰值流量，調(diào)節(jié)時空分布，為雨水利用創(chuàng)造條件；“凈”，是通過一定過濾措施減少雨水污染，改善城市水環(huán)境；“用”，是將收集的雨水凈化或污水處理之后再利用；“排”，是通過地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式來實現(xiàn)一般排放和超標雨水的排放，避免內(nèi)澇等災害。

    以生物滯留池為例，郭迎新介紹說，它比路面地勢低20多厘米，建筑雨水和透水鋪裝下滲雨水經(jīng)滲排管排入其中，池內(nèi)種有蘆葦、美人蕉等耐水植物，池底裝有滲排管。“一旦下雨，雨水會流入生物滯留池，池內(nèi)的植物則把水中的泥沙留下。經(jīng)過凈化的雨水再通過植草溝傳輸流入景觀水池，水池里設(shè)置循環(huán)系統(tǒng)，可將水提至生物滯留池循環(huán)凈化，每天下午還可以取水池里的水噴灑路面和澆灌小區(qū)花草，海綿的效果就在整個雨水滲透、調(diào)蓄、凈化、循環(huán)、回用體系中充分體現(xiàn)。”

    “海綿城市的建設(shè)旨在實現(xiàn)‘小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解’的目標，目前我們首先是針對城市面臨最突出的內(nèi)澇問題，建立起內(nèi)澇防治系統(tǒng)。這既然是一個關(guān)于水循環(huán)的系統(tǒng)工程，就絕對不能只關(guān)注某個具體設(shè)施的作用，而忽視了水從哪里來、到哪里去以及怎么去的大問題。”王家卓表示，這也是目前各地海綿城市建設(shè)中需要注意的一個問題。

    記者在萍鄉(xiāng)采訪時，剛好遇到郭迎新與承接了該市某段道路透水鋪裝改造設(shè)計任務的某設(shè)計院工程師就施工設(shè)計進行溝通。期間，郭迎新一直強調(diào)前期設(shè)計“關(guān)鍵在于摸清透水路面周邊管網(wǎng)、河流的分布情況”，并在此基礎(chǔ)上，給出雨水下滲后，排放或收集的最優(yōu)方案。而不是將透水鋪裝改造等同于海綿城市建設(shè)，僅單純地做一個透水面層的改造。

 

    “要通過建設(shè)周邊綠地、調(diào)蓄池等具有積蓄和凈化功能的‘海綿體’削減產(chǎn)匯流，比如道路中間的綠化帶建成下凹的，收集經(jīng)過凈化的道路上的雨水；小區(qū)中高于地面的草地改為下凹的草地綠化帶，能夠使雨水自然地滲透到泥土中，而不是形成地面雨水徑流……”

    河北省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院市政工程三所所長司紹林表示，傳統(tǒng)城市建設(shè)模式，主要依靠管渠、泵站等“灰色設(shè)施”來排水，以“快速排除”和“末端集中”為主要規(guī)劃設(shè)計理念；而海綿城市建設(shè)正是強調(diào)優(yōu)先利用植草溝、雨水花園、下沉式綠地等“綠色設(shè)施”來組織排水，以“慢排緩釋”“源頭分散”和“生態(tài)需求”為主要規(guī)劃設(shè)計理念。

    海綿城市建設(shè)如何“不差錢”

    7月8日，遷安市政府與遷安市華控環(huán)境投資有限責任公司正式簽約海綿城市PPP項目。

    此次引入社會資本的簽約，使遷安建設(shè)海綿城市變得“不差錢”：35個建筑與小區(qū)、69項道路與管網(wǎng)、現(xiàn)有8萬噸污水廠的提標改造、新建5萬噸東部水源地和第三水廠、新建4萬噸工業(yè)污水廠、新建三里河郊野公園、三里河生態(tài)走廊改造、三里河下游疏浚及一體化信息監(jiān)控平臺等9個子項目113項具體工程，將于8月底開工。

    根據(jù)國務院辦公廳《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導意見》的目標要求，通過海綿城市建設(shè)，實現(xiàn)將城市70%的降雨就地消納和利用，到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達到目標要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達到目標要求。

    顯然，面對這樣的“時間表”，業(yè)界和公眾一方面充滿期待，一方面又難免普遍關(guān)心其資金來源。

    “針對資金問題，指導意見中明確提出，要積極推廣政府和社會資本合作（PPP）、特許經(jīng)營等模式，吸引社會資本廣泛參與海綿城市建設(shè)的基本原則。作為試點城市，河北遷安的融資探索走在了全國前列。”王家卓表示。
 

    針對海綿城市建設(shè)項目散、小等特點，遷安將可經(jīng)營性項目和非可經(jīng)營性項目“肥瘦搭配”，采取將19.32億元的項目整體打包的方式引進社會資本。遷安海綿城市建設(shè)投資金額總計33.98億元，其中PPP項目融資解決了一半多的資金問題。

    “遷安將項目整體打包給專業(yè)公司運營，最后按效果付費，如果項目完工不能實現(xiàn)年徑流總量控制率目標，遷安市政府可以按照合同不支付或少支付約定的費用。”王家卓介紹說，遷安模式，不僅使海綿城市的建設(shè)資金得到保障，也有利于實現(xiàn)資本、技術(shù)、設(shè)計、施工、運營維護各環(huán)節(jié)各方面權(quán)、責、利明晰，從而確保財政投入效果實現(xiàn)最大化。

    遷安的融資模式，為資金的“開源”提供了借鑒；而萍鄉(xiāng)的實踐，則為資金的“節(jié)流”提供了參考。

    據(jù)介紹，萍鄉(xiāng)市海綿城市示范區(qū)總面積為32.98平方公里，其中新城區(qū)近21平方公里，老舊城區(qū)12平方公里。今年6月底，財政部、住建部、水利部對全國30個試點城市第一年的工作進行了考核，萍鄉(xiāng)市在老舊城區(qū)類海綿城市改造方面受到了專家的一致好評。

    “因為老舊城區(qū)結(jié)構(gòu)固定，改造難度大，其改造歷來被業(yè)界視為‘難啃的骨頭’，也一直被認為是資金投入最大的部分。”王家卓介紹說，正是為了便于總結(jié)摸索老舊城區(qū)改造經(jīng)驗，在組織全國第一批海綿城市建設(shè)試點城市申報時，曾明確要求示范區(qū)必須同時包括新建片區(qū)和老舊片區(qū)。

    “老舊城區(qū)要以問題為導向，哪有問題集中解決哪里，而不是把每寸土地都翻開重建。”萍鄉(xiāng)市海綿城市試點建設(shè)工作領(lǐng)導小組辦公室第一副主任、萍鄉(xiāng)市建設(shè)局局長李新民告訴記者，自申報試點城市成功，2015年萍鄉(xiāng)市已完成了12個老舊小區(qū)的改造。

    記者在現(xiàn)場看到，即使在改動較大的一些小區(qū)院子里，也并未出現(xiàn)“大手術(shù)”，而是在保留了原有的喬木的基礎(chǔ)上，主要對原有的綠地進行下凹處理，如建設(shè)局小區(qū)通過構(gòu)建循環(huán)系統(tǒng)，使之前水池里發(fā)臭的死水變?yōu)榛钏�，并對建筑排水管進行改造，實現(xiàn)雨污分流。
 

 

    而對于公共綠地較少、改造條件不好的老舊小區(qū)，郭迎新表示，是以小的匯水片區(qū)為出發(fā)點，將改造難度大的小區(qū)與同在一個小匯水片區(qū)內(nèi)的改造難度較小的小區(qū)的道路、綠地一起考慮進行整體指標分解，避免大拆大建，一般每個老舊小區(qū)平均花費只有五六十萬元，效果卻往往非常明顯。

    “萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)的總體要求是使75%的降雨就地消納和利用，但結(jié)合老舊片區(qū)的現(xiàn)狀，并不意味著要求每個具體的小區(qū)、每條具體的道路都要達到75%的標準，而是通過區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，整體控制在標準之內(nèi)。”郭迎新舉例說，“比如在有改造條件的萍鄉(xiāng)市建設(shè)局小區(qū)，經(jīng)過改造可以達到80%的就地消納率。而與它毗鄰的萍鄉(xiāng)市總工會小區(qū)改造條件不好，只能消納50%左右。但可以通過管網(wǎng)的設(shè)計，使前者幫后者消納一部分雨水，使它們總體達到標準。”

    “老城區(qū)改造，還應在尊重現(xiàn)實的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合現(xiàn)有條件進行改造，盡可能避免大拆大建。”王家卓表示。

    郭迎新告訴記者，萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)試點城市申報前，商業(yè)區(qū)文昌路的道路整修已經(jīng)開始。“海綿城市實施時，混凝土墊層和碎石層都已經(jīng)鋪裝完畢了，再把它‘豁開’整個改掉，不僅嚴重資源浪費，也會因延長施工而給群眾造成不便。”

    鑒于這些原因，文昌路的設(shè)計并沒有簡單照搬透水路面的通常做法，而是經(jīng)過技術(shù)論證，在已經(jīng)鋪好的混凝土層和碎石層上面加鋪透水混凝土層和濾石層。然后在不透水的混凝土層和碎石層每隔6米切一條排水盲溝，溝內(nèi)安放滲排管，并與排水管網(wǎng)連接，以實現(xiàn)透水。從而在保證透水效果的基礎(chǔ)上，降低了返工成本，并有效縮短了工期。

    萍鄉(xiāng)不僅在建設(shè)投資上嚴把關(guān)，還在節(jié)約成本上下足了功夫。

    “海綿城市的建設(shè)，甚至帶動了我們本地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型。”李新民表示，陶瓷是萍鄉(xiāng)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，目前當?shù)靥沾善髽I(yè)已經(jīng)開始利用廢舊陶瓷原料生產(chǎn)透水磚，使其成本下降到原來的十分之一。
 

 

    “經(jīng)過測算，市內(nèi)人行道、公園的透水路面，連材料加施工，總體成本算下來每平方米造價也就200多元，比之前采用的花崗巖路面成本低得多——里外里都是合適的。”

    海綿城市怎么克服“水土不服”

    最近，萍鄉(xiāng)市西門區(qū)、螞蝗區(qū)、萬龍灣區(qū)的海綿城市改造勘察、設(shè)計工作已基本完成。隨著后續(xù)建設(shè)施工，這三個萍鄉(xiāng)市區(qū)內(nèi)澇最嚴重的片區(qū)即將徹底告別“城市看海”的歷史。

    “我們將萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)示范區(qū)以河流為界分成了7個片區(qū)。老舊城區(qū)以問題為導向，新城區(qū)以目標為導向，每個片區(qū)都有需要解決的主要問題。”郭迎新介紹說，三個老舊城區(qū)雖然都有內(nèi)澇嚴重的問題，但又有各自特點。比如，螞蝗河存在合流制管道溢流污染的問題，因此螞蝗區(qū)還要進行雨水管網(wǎng)改造。

    “每個區(qū)域重點治理什么，都是在前期勘查調(diào)研基礎(chǔ)之上進行的整體規(guī)劃，是根據(jù)各區(qū)域具體需要解決的實際問題量身定制的。”李新民介紹說。“萍鄉(xiāng)市在三部委的年度考核中之所以能夠脫穎而出，主要是因為除了老舊小區(qū)改造外，萍鄉(xiāng)市在規(guī)劃體系完整度和監(jiān)控一體化平臺方面都是齊頭并進。”

    “絕大多數(shù)試點城市目前僅制定了一部《海綿城市專項規(guī)劃》，相比之下，萍鄉(xiāng)市制定的‘七項規(guī)劃、三個標準’為海綿城市的建設(shè)、落地提供了詳細、規(guī)范的指引。”郭迎新說，在海綿城市建設(shè)之初，萍鄉(xiāng)市堅持規(guī)劃先行，制定了指引城市生態(tài)功能布局、徑流布局、水污染控制、水資源綜合利用、城市基礎(chǔ)建設(shè)開發(fā)等多個具體環(huán)節(jié)的一整套規(guī)劃體系，同時對規(guī)劃設(shè)計、工程設(shè)計、工程施工、工程驗收等各環(huán)節(jié)都明確了技術(shù)要求和技術(shù)標準。

 

 

    “海綿城市涉及到道路、園林、建筑等各個專業(yè)，必須規(guī)劃先行，以防止出現(xiàn)盲目建設(shè)行為。”王家卓說，今年3月11日，全國《海綿城市專項規(guī)劃編制暫行規(guī)定》印發(fā)，要求各地按照要求，結(jié)合實際，抓緊編制海綿城市專項規(guī)劃。2016年10月底前完成設(shè)市城市海綿城市專項規(guī)劃草案，按程序報批。

    “在海綿城市建設(shè)專項規(guī)劃中，首先就要明確，保護哪里開發(fā)哪里。然后綜合考慮當?shù)亟涤�、土壤和面臨的主要問題，提出控制目標，并將控制目標分解到各個目標單元。”王家卓說。

    為了保證建設(shè)效果，萍鄉(xiāng)市大膽創(chuàng)新聘請專業(yè)技術(shù)團隊，對設(shè)計、施工、驗收、維護進行全過程把關(guān)，并建立了監(jiān)控一體化平臺。“在各個出水口，我們都安裝了流量儀、濁度儀、降雨量測量儀等設(shè)備，監(jiān)測數(shù)據(jù)會即時傳到數(shù)據(jù)平臺——即使是普通市民，在授權(quán)登錄后，同樣可以坐在家里看數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)了全方位在線監(jiān)測。”

    “目前對很多普通市民而言，‘海綿城市’還是個新概念、洋概念，實際建設(shè)中要克服水土不服，就必須要因地制宜。再好的規(guī)劃和設(shè)計，也要得到老百姓的支持。”李新民說。

    一年前，萍鄉(xiāng)市進行老舊小區(qū)改造之初，曾因市民對過度拆建的擔心遭到抵制。為順利推進老舊小區(qū)的改造，萍鄉(xiāng)市“海綿辦”只好先拿機關(guān)小區(qū)“練手”。結(jié)果，實實在在的“海綿效應”很快改變了市民的觀念。最近，先前曾讓“海綿辦”吃了閉門羹的萍鄉(xiāng)金典城小區(qū)居民，聯(lián)名投書“海綿辦”，主動申請啟動改造。

    “海綿城市理念的提出，本來就是問題導向、因地制宜的結(jié)果。”王家卓表示，當下，仍有很多人簡單地將其概念等同于國外的“低影響開發(fā)”，認為“只要建建屋頂花園、雨水花園、下凹綠地就是海綿城市”，這是很片面的。

 

    王家卓解釋說，“低影響開發(fā)”概念于上世紀90年代最早在美國提出，主要是用對環(huán)境影響較小的綠色手段對雨水進行多目標的源頭控制。但此概念提出之前，美國已經(jīng)初步解決了內(nèi)澇和水環(huán)境問題。

    相比之下，中國城市“灰色設(shè)施”部分，即排水管網(wǎng)、泵站、調(diào)蓄池等欠賬太多，單純依靠綠色方法不能徹底解決問題。必須雙管齊下，用這兩種手段綜合、系統(tǒng)地解決城市內(nèi)澇和水環(huán)境污染等問題。

    7月19日起，北京遭遇將近50個小時的連續(xù)降雨，全市總雨量超過了2012年“7·21”特大暴雨，盡管仍有局部地區(qū)出現(xiàn)積水，但城區(qū)基本沒有出現(xiàn)“看海”場景，也未造成重大財產(chǎn)損失和人員傷亡。“這其中，提高城市排水防澇設(shè)施建設(shè)標準，對易澇點進行治理，功不可沒，當然，這些灰色設(shè)施的建設(shè)本身也是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容。”王家卓表示。

    “在推進海綿城市‘綠色設(shè)施’建設(shè)的同時，切不可忘記推動排水防澇的‘灰色設(shè)施’建設(shè)，二者不可偏廢。尤其是該提高標準的地方必須要提高，該修建雨水調(diào)蓄設(shè)施的地方必須修建。”王家卓表示。

 

打造“海綿城市” 彰顯生態(tài)功能

　作者：許貴元   來源：中國礦業(yè)報

　夏季來臨，逢大雨必內(nèi)澇，成為不少城市面臨的困境。海南省三亞市將城市生態(tài)修復與城市建設(shè)結(jié)合起來，注重恢復生態(tài)滯、凈、用能力，為解決城市內(nèi)澇問題進行了有益探索。日前，今年第3號臺風“銀河”從三亞市過境后人們發(fā)現(xiàn)，一些地勢較低、極易積水的路段并沒有像往年那樣出現(xiàn)積水，三亞市“海綿城市”建設(shè)試點工作效果初顯。未來3年，三亞市“海綿城市”建設(shè)總投資將超過40億元。這則新聞著實令人欣慰！

　　所謂“海綿城市”，是一個通俗的比喻，即科學運用綜合手段，因地制宜進行生態(tài)修復，增強城市吸水、排澇、抗災功能，使城市小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、雨后行人方便、交通無阻，因此被稱為“會喝水”的城市不怕澇。然而，多年來，隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大，許多城市在建設(shè)過程中，一般都偏重于道路、管網(wǎng)、照明等必要設(shè)施的“硬件建設(shè)”，而忽視或輕視“生態(tài)修復”工程的配套建設(shè)，這種建設(shè)模式埋下了許多“城市隱患”。尤其是城市地下鋪設(shè)的排水管網(wǎng)，常常因設(shè)計標準、資金不足、建設(shè)工期受限等因素，導致工程不達標或草率完工等。

　　很多城市一旦遇到大雨和暴雨，由于排水功能不適應，積水如同一片海洋，給人民生命和財產(chǎn)造成了不可估量的損失。這些沉痛的教訓，并沒有使一些城市真正醒悟，其依然習慣于“亡羊補牢”的做法。在一些城市，我們經(jīng)�？吹�，剛鋪好的馬路沒有幾年就被挖開斷行，重新更換大口徑的地下排水管道，重復建設(shè)，不僅浪費了大量的財力、物力和人力，也給廣大民眾的出行帶來了諸多不便。

　　三亞市堅持“生態(tài)效益優(yōu)先于經(jīng)濟效益；民生安全優(yōu)先于景觀效果；長遠利益優(yōu)先于眼前利益”的理念，把建設(shè)“生態(tài)城市”作為頭號民生工程和幸福工程，在推進“海綿城市”建設(shè)中，海南省主要領(lǐng)導旗幟鮮明地強調(diào)，把違背自然規(guī)律和民生訴求的項目堅決拆掉，集中力量打好城市生態(tài)修復攻堅戰(zhàn)，保護生態(tài)環(huán)境就是保護“金飯碗”和“生命線”。海南省和三亞市領(lǐng)導的執(zhí)政理念與黨中央提出的建設(shè)“生態(tài)文明”和“美麗中國”的重大戰(zhàn)略部署是一脈相承的，值得其他城市借鑒學習。

　　筆者認為，學三亞，首先要牢固樹立“生態(tài)立市”的新型理念，讓“生態(tài)就是生命、環(huán)境就是民生”的理念深入人心，不能讓生態(tài)文明成為一句時髦的口號，寫在紙上、說在會上、貼在墻上、掛在天上，而是要落實到行動上，形成以“領(lǐng)導帶頭抓生態(tài)、全民參與搞生態(tài)，齊抓共管保生態(tài)”的良好局面；其次是把生態(tài)修復與城市建設(shè)有機結(jié)合，同步抓起。三亞市在實踐探索中也著力強調(diào)，防止“為了海綿而海綿”，將海綿城市與恢復城市生態(tài)滯、凈、用能力有效結(jié)合，尊重自然規(guī)律和城市特點，因地制宜搞生態(tài)建設(shè)。由于生態(tài)功能的綜合發(fā)力，今年汛期，面對臺風洪水襲擊的三亞市固若金湯，城市秩序井然，讓廣大市民嘗到了加強生態(tài)建設(shè)的甜頭。

　　三亞市狠抓生態(tài)修復、建設(shè)海綿城市的一系列舉措和做法，值得倡導和推廣。我們期盼全國可以涌現(xiàn)出更多的“會喝水”的海綿城市，在五大發(fā)展理念的指引下，不斷開創(chuàng)我國生態(tài)文明建設(shè)的新局面！

 

 

【深度好文】低影響開發(fā)設(shè)計與海綿城市

原創(chuàng) 2016-08-12 呂偉婭 / 許道坤 

 

進入夏季，我國多數(shù)地區(qū)開啟新一輪暴雨模式，南方多個城市近期上演年度“看海”大戲。究其原因，由於城市大規(guī)模丶高強度的開發(fā)和建設(shè)改變了土地使用性質(zhì)，使得用瀝青丶混凝土和鋪地磚等不透水材料鋪設(shè)成的“硬地面”面積不斷增大，造成城市下墊面透水性能減弱，滲水能力降低，徑流量加大，而我們城市排水管網(wǎng)不堪重負，因此頻頻“看海”。

 

常規(guī)的應對措施就是在城市道路下敷設(shè)口徑更大的雨水管，而基於低沖擊開發(fā)理念的透水性鋪裝技術(shù)通過雨水滲透，可以緩解地表徑流所帶來的沖擊，改善并維護城市的水環(huán)境。海綿城市正是基於這種低沖擊開發(fā)理念而提出的，是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對自然災害等方面具有良好的“彈性”，下雨時吸水丶蓄水丶滲水丶凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。建設(shè)海綿城市，把被水泥硬化的“鋼鐵城市”，逐漸變?yōu)榭梢宰杂珊粑��?ldquo;海綿城市”，使雨水自然積存丶自然滲透丶自然凈化，有助於解決城市內(nèi)澇和防洪問題，重新構(gòu)建健康的城市生態(tài)回圈。

城市下墊面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂型杆�性的鋪裝後，對減少下墊面徑流量的改善程度有多大？不同的下墊面對城市雨水排水影響有多大？配合集團今年開始設(shè)計的兩個微觀尺度的海綿城市景觀設(shè)計項目，本期《城設(shè)·志》特地邀請到了與我們集團緊密合作的，有份參與國家《綠色生態(tài)城區(qū)評價標準》編制的全國著名水系統(tǒng)和雨水利用綜合規(guī)劃專家，南京工業(yè)大學呂偉婭教授為我們分享她的研究成果。

 

 

 

 

摘要
 

透水性鋪裝根據(jù)地表滲透方式劃分為縫隙滲透和自滲透，每一種滲水方式又涵蓋了不同透水材料鋪裝的下墊面。這些下墊面的徑流系數(shù)是城市雨水管網(wǎng)設(shè)計的重要依據(jù)。本文分兩個部分探討城市下墊面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂型杆�性鋪裝后，對城市雨水排水的影響。其一，以降雨強度、降雨歷時和路基承載條件三個影響因子考察對下墊面徑流系數(shù)的變化，探求不同透水性鋪裝下墊面徑流產(chǎn)生機理和趨勢；其二，通過研究透水材料下墊面的徑流量，對比不同透水性鋪裝的滲透效果，并分析各自下墊面徑流系數(shù)，提出徑流系數(shù)指標體系。綜合以上兩個方面，評價透水鋪裝對減少城市下墊面徑流量的改善程度，踐行城市低沖擊開發(fā)模式。
 

關(guān)鍵詞：透水性鋪裝，徑流系數(shù)，下墊面

 

 

 

 

1. 背 景

 

 

 

城市的開發(fā)建設(shè)改變了土地使用性質(zhì)，使得用瀝青、混凝土和鋪地磚等不透水材料鋪設(shè)成的“硬地面”面積不斷增大，造成城市下墊面透水性能減弱，持水能力降低，徑流量加大。這些不僅改變了城市開發(fā)前的水文狀態(tài)，而且削弱了對城市降雨的調(diào)蓄能力，加大了防洪壓力，對交通出行等方面造成不利影響。常規(guī)的應對措施就是在城市道路下敷設(shè)口徑更大的雨水管。而基于低沖擊開發(fā)理念的透水性鋪裝技術(shù)通過雨水滲透，可以緩解地表徑流所帶來的沖擊，改善并維護城市的水環(huán)境。

雖然透水鋪裝技術(shù)得到了推廣，但在我國現(xiàn)行的排水規(guī)范中缺乏對透水下墊面的分類，也沒有對應的透水下墊面徑流系數(shù)值，見表1[1]，使得工程設(shè)計人員在設(shè)計透水鋪裝下墊面雨水管網(wǎng)時，無法選用與之相匹配的徑流系數(shù)，影響到雨水管網(wǎng)設(shè)計的安全性和經(jīng)濟性。因此，亟需對不同類型的透水性鋪裝下墊面徑流系數(shù)進行測試，以提供科學合理的徑流系數(shù)值。

 

 

目前常用的城市下墊面徑流系數(shù)可能存在以下局限性：

1. 沒有區(qū)分不同降雨重現(xiàn)期。而徑流系數(shù)同降雨重現(xiàn)期關(guān)系密切，隨降雨重現(xiàn)期的增加而增大[2]，因此表1給出的下墊面徑流系數(shù)取值上存在一定的不足；

2. 初降雨時，下墊面內(nèi)部可能處于較為干燥的狀態(tài)，能夠存儲吸收更多的徑流雨水，使得下墊面徑流折損量多，不能夠正確地反映出二次降雨條件下的徑流系數(shù)，這一影響因素對于透水鋪裝下墊面而言更為顯著；

3. 不論是否透水鋪裝，下墊面不僅僅包含面層，而除面層之外的其它結(jié)構(gòu)層厚度也影響其吸納的徑流量。透水鋪裝系統(tǒng)由透水面層、找平層、透水基層組成，按照道路的承載要求，透水基層中的級配碎石厚度是不同的，而級配碎石厚度的改變會影響到透水下墊面徑流系數(shù)的變化。因此在測試徑流系數(shù)時，應充分考慮重現(xiàn)期、次降雨條件和墊層厚度等影響因素，使徑流系數(shù)測試更具科學性。

 

 

本文在測試透水性鋪裝徑流系數(shù)時，首先對降雨重現(xiàn)期和路面承載力（以級配碎石厚度表示）進行劃分，然后以初降雨對試驗裝置進行試水運行，在次降雨條件下開始測試不同透水下墊面的徑流系數(shù)，最終給出城市不同透水性鋪裝下墊面徑流系數(shù)。

 

 

 

 

2. 試 驗 方 案 和 方 法

 

 

 

2.1 試驗裝置
 

試驗中以《北京市透水磚路面施工與驗收規(guī)程DB 11/T 686-2009》地方標準中的透水鋪裝結(jié)構(gòu)為參考構(gòu)建了試驗裝置，如圖1[3]、2。

 

 

 

 

2.2 透水下墊面材料

常用透水下墊面種類包括：面包磚、混凝土透水磚、砂基透水磚、透水混凝土、植草磚等。試驗鋪裝方案以這5種透水性鋪裝為主，并按照《聯(lián)鎖型路面施工及驗收規(guī)程CJJ79-98》中的鋪裝方法鋪裝[4]，透水材料規(guī)格及來源見表2。

 

 

 

2.3 試驗降雨強度設(shè)計

岑國平等學者在《水利學報》撰文“城市地面產(chǎn)流的試驗研究”中表明：徑流系數(shù)特別是次暴雨徑流系數(shù)是降雨強度的增函數(shù)，由此考慮到雨水利用工程的降雨只取1、2年一遇，徑流系數(shù)取值偏低[5]；丁躍元等學者在計算透水地面理論徑流系數(shù)時對重現(xiàn)期選擇為2年、5年、10年和20年[6]；而給城市排水管網(wǎng)設(shè)計對重現(xiàn)期選用是：一般地區(qū)選用0.5～3年；重要干道、重要地區(qū)或短期積水能夠引起較嚴重后果的地區(qū)，選用2～5年；特別重要的地區(qū)可根據(jù)實際情況對重現(xiàn)期值予以調(diào)整[7]。在參考上述學者對降雨重現(xiàn)期選擇的基礎(chǔ)上，本試驗選擇2年、5年和10年重現(xiàn)期，每一個重現(xiàn)期對應的降雨歷時為30min、60min、120min，以南京市暴雨強度公式計算降雨強度，共得9組降雨強度數(shù)據(jù)。試驗裝置透水性鋪裝面積2.6m2。降雨強度乘以透水性鋪裝面積，計算出所需的降雨流量，以此為依據(jù)進行模擬降雨，并將流量進行取整優(yōu)化，見表3。

 

 

 

 

2.4 級配碎石厚度選擇
 

路基的級配碎石層厚度以彎沉量作為控制指標[8]，也可參照經(jīng)驗數(shù)值確定路基厚度，其劃分范圍是：較繁忙人行道100-150mm；自行車、摩托車等輕型車道150-200mm；輕量轎車車行道及停車場等厚度為230-300mm[9-11]。因此試驗中對透水性鋪裝結(jié)構(gòu)層劃分如下：

1. 透水鋪裝面層+找平層(30～50mm細砂)+透水基層、墊層(150mm級配碎石)

2. 透水鋪裝面層+找平層(30～50mm細砂)+透水基層、墊層(250mm級配碎石)

3. 透水鋪裝面層+找平層(30～50mm細砂)+透水基層、墊層(350mm級配碎石)

 

2.5 徑流系數(shù)計算

徑流系數(shù)ψ為地面徑流量與總降雨量的比值，

 

 

式中，Q — 地表徑流水量，m3

      Qs — 總降雨量，m3

 

 

 

 

3. 測 試 結(jié) 果 與 分 析

 

 

 

3.1  150mm級配碎石層透水鋪裝徑流系數(shù)
 

150mm厚級配碎石鋪裝中，各種透水性鋪裝下墊面徑流系數(shù)變化趨勢對比如圖3：

  

 

從圖3可以看出：面包磚下墊面在降雨前5min徑流系數(shù)迅速上升，15min后變化基本平穩(wěn)；混凝土透水磚下墊面在降雨強度小于5.77mm/min之前，徑流系數(shù)增加有限，但達到5.77mm/min后，前5-10min徑流系數(shù)迅速上升，15min后徑流穩(wěn)定并呈緩慢增長趨勢；砂基透水磚下墊面和植草磚下墊面隨降雨強度的增加，徑流系數(shù)也相應增加，但增加幅度要小于混凝土透水磚；透水混凝土下墊面基本不產(chǎn)流，徑流系數(shù)為零。150mm級配碎石透水鋪裝按照下墊面徑流系數(shù)高低依次劃分為：

 

 

 

透水混凝土鋪裝 > 植草磚鋪裝-砂基透水磚鋪裝 > 
混凝土透水磚鋪裝 > 面包磚鋪裝

 

 

 

透水性能由透水材料和下層的級配碎石共同決定。由于級配碎石層相對較薄，水可迅速穿透級配碎石層，對水的下滲不會造成阻礙，因此下墊面產(chǎn)流主要由透水材料的透水性能決定。分析如下：
 

1. 面包磚鋪裝僅依賴于縫隙透水，滲水性能最差；

2. 混凝土透水磚孔隙率很小，滲透速度有限，在小降雨強度下，可及時地將雨水滲透，但降雨強度超過最大滲水速度后，地表產(chǎn)流嚴重。與面包磚對比不難發(fā)現(xiàn)，在小于5.77mm/min的降雨下，普通透水磚通過孔隙和縫隙透水，徑流系數(shù)小于面包磚；超過5.77mm/min后，兩者徑流系數(shù)非常接近，說明在大于5.77mm/min的降雨流量下，普通透水磚基本依靠縫隙透水；

3. 砂基透水磚有較大孔隙的粗骨料和植草磚的大面積開孔都十分有利于水的滲透，但是砂基磚下墊面受到表面材料風積沙滲水率影響，植草磚下墊面受到填充的土壤滲水率影響，因此兩者的透水效果居中；

4. 透水混凝土由于上下孔隙度大，孔隙之間連通性好，加之滲透的水流可迅速穿透級配碎石，阻力極小，因此該下墊面透水性能最好。

 

3.2 250mm級配碎石透水鋪裝

250mm級配碎石層試驗方法與150mm厚級配碎石透水鋪裝試驗相同，得出結(jié)論如下：

250mm級配碎石透水鋪裝下墊面徑流系數(shù)高低依次劃分為：

 

 

 

 

透水混凝土鋪裝 > 植草磚鋪裝 > 
混凝土透水磚鋪裝 > 砂基透水磚鋪裝

 

 

 

砂基透水磚鋪裝隨降雨強度增大，下墊面徑流系數(shù)在四種材料中增加幅度最大，略高于普通透水磚下墊面徑流系數(shù)。透水混凝土，植草磚，混凝土透水磚隨降雨強度的增加，下墊面徑流系數(shù)也相應變大。試驗中混凝土透水磚下墊面徑流系數(shù)在降雨5min后基本達到穩(wěn)定，而砂基透水磚、植草磚和透水混凝土下墊面徑流系數(shù)則在20min后逐步穩(wěn)定，呈緩慢的增長趨勢。

對比150mm級配碎石鋪裝下墊面徑流系數(shù)變化圖可以發(fā)現(xiàn)：250mm級配碎石鋪裝下的砂基透水磚、植草磚和透水混凝土下墊面在同等降雨強度下，較150mm鋪裝下墊面產(chǎn)流量增多，徑流系數(shù)變大，而混凝土透水磚鋪裝則在小于5.77mm/min降雨強度下，地表徑流系數(shù)增加，超過5.77mm/min降雨強度，下墊面徑流系數(shù)與150mm級配碎石下墊面徑流系數(shù)相比有所降低。

試驗分析如下：級配碎石厚度從150mm增加至250mm，水流在其內(nèi)部滲透時，受到阻礙增加，入滲速度減小。因此，在滲透相同的水量時，滲透的水量相比150mm級配碎石要少，多余的雨量一方面儲存在透水面層和找平層中，阻礙了降雨中透水面層對雨水的進一步滲透；另一方面也會逐漸累積最終上升至下墊面高度形成徑流。

3.3  350mm級配碎石透水鋪裝

350mm級配碎石透水鋪裝按照下墊面徑流系數(shù)高低依次劃分為：

 

 

 

 

透水混凝土鋪裝 > 普通透水磚鋪裝-植草磚鋪裝 > 砂基透水磚鋪裝

 

 

 

級配碎石厚度增加至350mm，滲水阻力進一步增大。透水混凝土下墊面，植草磚下墊面，砂基透水磚下墊面徑流系數(shù)進一步增大。

降雨強度小于5.77mm/min時的混凝土透水磚下墊面徑流系數(shù)隨降雨強度的遞增上升。但降雨強度超過5.77mm/min后，混凝土透水磚徑流系數(shù)與其他級配碎石厚度下的徑流系數(shù)相當，對比如表4所示：

 

 

由面包磚下墊面徑流系數(shù)較大的測試結(jié)果可知，磚與磚之間的縫隙透水在實際降雨過程中是十分有限的。對于混凝土透水磚下墊面而言，當降雨流量超過5.77mm/min后，徑流系數(shù)接近面包磚徑流系數(shù)，主要依靠縫隙透水，縫隙透水量占總滲水量的主導地位。由于徑流系數(shù)大，滲透水量少，而降雨的總量基數(shù)大，因此無論在哪一種厚度的級配碎石中，混凝土透水磚下墊面徑流系數(shù)在相應的降雨強度下都較為接近。據(jù)此也可以推斷出不論在哪一種厚度的級配碎石中，面包磚下墊面徑流系數(shù)也相互接近。

 

 

 

4. 徑 流 系 數(shù) 歸 納 總 結(jié)

 

 

 

以上研究給出了透水性鋪裝徑流系數(shù)在重現(xiàn)期為2a，5a，10a，降雨歷時為30min，60min和120min的條件下的徑流系數(shù)試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)這些徑流系數(shù)測試結(jié)果，對徑流系數(shù)做如下處理：每一個重現(xiàn)期內(nèi)的3組不同降雨歷時的徑流系數(shù)以各自降雨量占總降雨量的比例求加權(quán)平均值。以此綜合地反映對應的降雨重現(xiàn)期下的綜合徑流系數(shù)。計算公式為：

其中Q1、Q2、和Q3分別為不同降雨歷時下的降雨量；Q總為總降雨量，Q總=Q1+Q2+Q3。

徑流系數(shù)計算結(jié)果如表5：

 

 

面包磚下墊面主要依靠磚與磚之間的縫隙滲水，徑流系數(shù)大，滲透水量少，無論在哪一種厚度的級配碎石中，面包磚下墊面徑流系數(shù)在相應的降雨強度下都較為接近。因此在250mm和350mm級配碎石中的下墊面徑流系數(shù)以150mm級配碎石中的下墊面徑流系數(shù)為參考值。表5中可以看出，除了透水混凝土下墊面在降雨過程中不產(chǎn)流，徑流系數(shù)為零之外，其余的不同下墊面降雨重現(xiàn)期在很大程度上影響下墊面的徑流系數(shù)的大小。這種變化在混凝土透水磚、砂基透水磚和植草磚下墊面中尤為明顯。變化的根本原因是不同透水性鋪裝地表雨水的折損量各不相同，在不同的降雨量下形成了不同的徑流系數(shù)。由于不透水路面雨水折損量較小，不同重現(xiàn)期徑流系數(shù)都非常接近。
 

值得關(guān)注的是透水混凝土下墊面的徑流系數(shù)值。在試驗透水混凝土制作過程中，用粗骨料、C40水泥和膠結(jié)劑制成的透水混凝土樣品，凝結(jié)后相鄰的粗骨料之間形成了孔隙，且孔隙度較高。經(jīng)現(xiàn)場10個樣品的測試，其不包含封閉和“布袋型”孔隙的有效孔隙率平均值為27.7%。這些相互聯(lián)通的孔隙使得透水混凝土具有良好的透水性，且滲透速度快。在試驗降雨強度下，滲透速度遠大于降雨強度，降落的雨水能夠迅速經(jīng)過透水混凝土…找平層…透水基層，最終在透水鋪裝系統(tǒng)的底部形成積累，表層下墊面不積水，地表徑流系數(shù)為零。

2011年7月26日上午10時和2011年8月2日下午4時左右，筆者兩次觀測了南京幕府西路和幕燕濱江廣場透水混凝土下墊面產(chǎn)流情況，并調(diào)研了該時段的降雨強度，見表6。兩次降雨過程中，除個別地段因地表平整度造成小面積微量積水外，絕大部分滲透迅速，未產(chǎn)生地表徑流，圖4和圖5為當時在現(xiàn)場拍攝的透水下墊面與不透水下墊面產(chǎn)流情況比較的照片。

               

 

 

 

 

 

5. 結(jié) 論

 

 

 

透水性鋪裝下墊面對地表徑流有較好的削減作用，其徑流系數(shù)分別為：面包磚鋪裝徑流系數(shù)0.4～0.7，混凝土透水磚鋪裝徑流系數(shù)0～0.55，砂基透水磚鋪裝徑流系數(shù)0～0.85，植草磚鋪裝徑流系數(shù)0～0.65，透水混凝土鋪裝徑流系數(shù)基本為0。來源：城市設(shè)計