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【www.hokkaido-dancers.com南京純水設備】海綿城市是一種新型的城市雨洪管理概念，即讓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”，雨季吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)再將蓄存的水“釋放”并加以利用。海綿城市的建設需要結合各地實(shí)際情況因地制宜進(jìn)行建設，不可照搬美國的低影響開(kāi)發(fā)（LID）、英國的可持續排水系統（SuDS）、澳大利亞的水敏感城市設計（WSUD）。

一 海綿城市建設概況

國家高度重視海綿城市建設，財政部、住建部和水利部于2015年和2016年分別推出了2批共30個(gè)海綿建設試點(diǎn)城市，各城市在水文、地理、環(huán)境、基礎設施建設等方面都存在很大的差異。

海綿城市建設過(guò)程中，一方面要避免過(guò)度拔高海綿城市的“萬(wàn)能論”，另一方面要認識到北方城市與南方城市地理環(huán)境特征的差異以及各地建設海綿城市的基礎的不同。南京純水設備下面探討北方地區海綿城市規劃與建設的經(jīng)驗，為其他北方地區的海綿城市建設提供參考和借鑒。

北方地區城市，屬于溫帶半濕潤大陸性氣候，降雨量分配嚴重不均，夏季雨量集中，7、8月份降雨量占全年的80%以上。在遭遇2年一遇以上的降雨時(shí)，市政道路積水，產(chǎn)生明顯的城市內澇。在遭遇20一遇以上的降雨時(shí)，城區出現了多處明顯的內澇積水點(diǎn)。同時(shí)，由于老城區合流制排水系統溢流明顯，導致雨季城市河道水質(zhì)較差。另外，由于對地下水度過(guò)利用導致地下水位持續下降。

二 北方地區海綿城市建設經(jīng)驗

1、海綿城市建設基礎信息構建

海綿城市規劃建設對基礎數據的需求的特點(diǎn)與傳統規劃不同，其更關(guān)注植被、地形、土壤、管線(xiàn)、水量、水質(zhì)及流速等詳盡的準確的基礎信息，以及在季節性降雨條件下，土壤、植被、水量、水質(zhì)及流速的動(dòng)態(tài)信息。這些信息在以往傳統的規劃建設中，往往不被重視，而在海綿城市建設過(guò)程中，重要的一點(diǎn)是城市下墊面及地下管線(xiàn)對城市水文水質(zhì)過(guò)程的影響分析，這就決定了需要較高的時(shí)間精度和空間精度的數據，而且這些數據需要相對較長(cháng)的時(shí)間周期（1個(gè)水文周期）。

海綿城市建設區既包括改造難度極大的老舊城區，也包括部分新城區與待建區。由于不同的區域的下墊面、土壤地形、排水能力等方面也存在很大差異，因此，在海綿城市建設中，利用1年時(shí)間對不同類(lèi)型區域進(jìn)行詳細的現場(chǎng)踏勘，獲取不同區域的地形、豎向、土壤性質(zhì)、地下水埋深、土壤孔隙率等海綿建設基礎信息；同時(shí)對地下排水管線(xiàn)進(jìn)行普查及CCTV探查，摸清排水分區、排水體制、管線(xiàn)排布以及排水管網(wǎng)結構性缺陷與功能性缺陷，并在雨季對于城市水文過(guò)程中涉及的雨量、水量、水質(zhì)、管網(wǎng)流量、流速等信息進(jìn)行詳細的監測、這些信息為海綿城市規劃分區、海綿改造建設適宜性評價(jià)、海綿設施的布置合理性、海綿設施建設的效果評估奠定了堅實(shí)的基礎。

2、 區域地表水文過(guò)程模擬與排水系統效能的評估

利用模型提取城市區域徑流模型的水流方向、匯流累積量、水流長(cháng)度、河流網(wǎng)絡(luò )等水文基礎信息，基于DEM柵格表面，通過(guò)河網(wǎng)分級法對城市基本水文因子的提取以及水網(wǎng)等級分析，再現水流的流動(dòng)過(guò)程，完成對區域自然水文過(guò)程的分析和模擬。為規劃制定過(guò)程中，優(yōu)化城市的豎向、梳理城市泄洪路徑、識別大型“海綿體”以及匯水分區劃分等工作提供的有效的技術(shù)手段。

針對北方城市的水安全和水環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)對雨季區域地表水文過(guò)程、排水系統效能以及河道水量水質(zhì)進(jìn)行模擬評估得出，對區域水安全和水環(huán)境的主要問(wèn)題（城市面源、管網(wǎng)標準、管網(wǎng)滲漏、管網(wǎng)淤堵、污水處理廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)濃度、溢流污染）并進(jìn)行量化解析，南京實(shí)驗室純水設備提出有效的應對措施，并對海綿城市建設規劃目標與指標可達性分析、對擬實(shí)施的規劃措施進(jìn)行評估，為決策者提供投效比最佳的規劃決策。

3、 規劃策略

對于老舊城區而言，綠地率很低，同樣降雨條件下的地表徑流造成雨水管道壓力增大，因此，對于老城區海綿化改造更應注重存量地下排水系統探查、診斷、整治和運維，對于增量項目應考慮與老城區居住環(huán)境的提升相結合，因地制宜，將排水系統改造與排水分區調整、與排水口增設相結合，加大排水系統的通行能力，縮短排水距離，實(shí)現雨水就近快排。對于新城區而言，綠地率相對較高，可以通過(guò)局部豎向設計與改造，采取植草溝、線(xiàn)性排水溝等方式，將地面雨水導入周邊綠地進(jìn)行收集處理，進(jìn)可能減少進(jìn)入排水系統的雨水量，將雨水留住，凈化，并回用，與此同時(shí)應重視低影響開(kāi)發(fā)設施與景觀(guān)布置的協(xié)調性。遵守海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針，在制定海綿城市實(shí)施方案時(shí)，考慮低影響開(kāi)發(fā)設施多功能的特點(diǎn)。本著(zhù)城市新城老城差異化的規劃策略，結合各區的氣候水文、地形豎向、建設現狀等因素，確定海綿城市建設的總體目標，以公建小區、市政道路、公園綠地、水系4項工程建設任務(wù)為依托，將總體目標分解到“滲、滯、蓄、凈、用、排”等項工程措施中，老城區側重“排”和“凈”措施，新城區側重“滲”“蓄”“滯”“凈”和“用”等措施。

4、規劃分區與指標分解

基于地表自然水文分析結果，結合城市的地形地貌、地塊豎向和排水流向，將規劃區劃分為若干個(gè)匯水分區。在匯水分區的基礎上，根據排水體制和排口位置，將匯水分區細分為若干個(gè)排水分區。南京純水設備最后，根據排水分區各地塊下墊面特征和排水管網(wǎng)、排水走向，將排水分區細分為若干項目片區。

根據總體建設目標，綜合考慮上述匯水分區和排水分區的總體特征，將總體目標分解到排水片區和項目片區中，并以此作為海綿城市地塊、道路、公園、水體等各類(lèi)工程指標制定的依據。在建設指標分解時(shí)，應將基于“系統目標匯水分區排水分區項目片區”至上而下的指標分配方式與基于“新城區與老城區海綿設施建設適宜性評估”至下而上的評估反饋相結合，避免出現為了指標而建設，為了下凹式綠地而建設，為了海綿而海綿的機械思維。

三 季節性降雨地區海綿城市建設經(jīng)驗探索

1、內澇治理

北方城市呈現出明顯的季節性積水的特征，因此，不能簡(jiǎn)單地通過(guò)增大雨水管徑來(lái)解決內澇積水的問(wèn)題。在滿(mǎn)足市政管網(wǎng)設計重現期2年的情況下，盡可能通過(guò)透水鋪裝、下凹式綠地、雨水花園等生態(tài)措施，減少地表徑流總量，緩解了市政管網(wǎng)的排水壓力；對于超過(guò)2年重現期的超標雨水，通過(guò)修建城市澇水行泄通道、拓寬下游河道等措施，加快就近排水，避免城區內澇積水。通過(guò)上述措施的實(shí)施，在20年一遇降雨條件下，城市內澇積水點(diǎn)全面消除。

2 、雨水資源綜合利用

在海綿城市建設過(guò)程中注重雨水的“蓄”和“用”，結合地形地勢和場(chǎng)地現狀，采取利用自然低地、新建或改造現有下凹式場(chǎng)地設施、建設雨水調蓄池三大措施，對雨水進(jìn)行調蓄、凈化和再利用，區域內雨水收集利用量明顯增加，雨水資源利用率提高到10%，與此時(shí)同，地下水得到了有效的補給。具體包括：

（1）利用凹地建設公園、綠地、停車(chē)場(chǎng)、市民休閑鍛煉場(chǎng)所，并將這些場(chǎng)所底部改造為滲水材料，當暴雨來(lái)臨時(shí)，暫時(shí)將高峰流量?jì)Υ嫫渲校⒆鳛橐环N滲透塘，暴雨過(guò)后，雨水繼續下滲補充地下水。

（2）利用低凹地、池塘、濕地等收集調蓄雨水并充分利用水生植物如蘆葦、睡蓮等和其它生物資源對集蓄的雨水進(jìn)行凈化處理、防止水質(zhì)惡化，保持良好的生態(tài)景觀(guān)效果。

（3）在地下建設大口徑雨水調蓄管或者雨水調蓄池，調蓄池增加雨水凈化系統，達到雨水回用要求，作為道路沖洗，綠化澆灑，景觀(guān)用水等非直接接觸性水的水源。

3、 水污染防治

CSO具有污水與降雨徑流的雙重特性：CSO流量和污染物濃度受降雨徑流影響是變化的，雖然通過(guò)擴大截留倍數，可大大降低溢流風(fēng)險，但是也會(huì )導致截污干管過(guò)大投效比下降的后果，同時(shí)，其它季節水量小還會(huì )導致管網(wǎng)淤積等問(wèn)題。因此，需要考慮CSO流量、污染物濃度與季節性降雨的動(dòng)態(tài)關(guān)系，南京實(shí)驗室純水設備充分考慮水量的季節性波動(dòng)和水質(zhì)的動(dòng)態(tài)性，將適度工程措施、臨時(shí)應急措施與管網(wǎng)清淤維護、污水處理廠(chǎng)雨季優(yōu)化運行相結合，尋求最佳投標比、最佳運效比的系統性措施。結合本地季節性溢流的流量和濃度波動(dòng)，采取了“適度修復和維護管網(wǎng)、CSO調蓄池建設、河道調蓄設計、溢流口增設臨時(shí)應急措施、污水處理廠(chǎng)雨季優(yōu)化運行”的建管結合的方式，在一定的成本控制下，有效的解決了季節性溢流問(wèn)題。在2年一遇降雨條件下，溢流頻次由6次降低至2次。溢流總量為11萬(wàn)m3，減少了90%，溢流污染SS負荷為2.8 t，減少了83.6%；在20年一遇降雨條件下，溢流總量為28萬(wàn)m3，減少了70%，溢流污染SS負荷為7 t，減少了73%。

4 、凍融防治

在我國北方，大部分透水鋪裝面臨凍融問(wèn)題，透水鋪裝的壽命和效果都會(huì )受到很大影響。

針對城市海綿城市建設過(guò)程中透水鋪裝冬季凍融問(wèn)題，采用抗凍融透水鋪裝技術(shù)，在保障強度和性能的前提下，考慮材料經(jīng)濟可承受能力，通過(guò)控制各組分的配合比，得到強度高、透水性好且抗凍融的混凝土。試驗結果表明，C25級抗凍融透水混凝土強度可達30.5 MPa，凍融質(zhì)量損失率低至2.7％，孔隙率達18％。該種混凝土能夠滿(mǎn)足國家規范所要求的50年設計基準期要求，而且強度等級較高，滿(mǎn)足普通的非機動(dòng)車(chē)道和部分機動(dòng)車(chē)道的使用，同時(shí)，能夠有效的透水和消除路面積水。可為北方城市建設海綿城市借鑒。

通過(guò)對北方地區海綿城市規劃建設經(jīng)驗的探索，梳理若干北方季節性降雨地區海綿城市規劃建設經(jīng)驗，總結如下：

1、對于季節性降雨地區，應充分進(jìn)行雨水資源的回收、凈化與利用，通過(guò)雨水調蓄、下滲等措施儲存雨水、補充地下水，需要時(shí)，將凈化后的雨水用于澆灌、洗車(chē)等用途；

2、準確、詳實(shí)的海綿城市建設基礎數據對于海綿城市規劃建設目標、指標、規劃措施的評估意義重大，在以往的城市規劃建設過(guò)程中，這些基礎工作往往被忽略或者不被重視，南京純水設備因此，未來(lái)必須加強建設區域地表系統、土壤系統、排水系統和地下水系統進(jìn)行充分詳細的勘測，同時(shí)對于季節性降雨對于排水系統水量、水質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監測，并建立系統化的數據庫平臺。

3、對于季節性溢流地區，需將排水系統修復和運維、截污干管提標建設、CSO調蓄建設、溢流口臨時(shí)處理以及污水廠(chǎng)雨季優(yōu)化運行相結合，在合理控制建設成本的前提下，減少季節性溢流。

4、未來(lái)不再單一提高排水管網(wǎng)標準來(lái)解決城市內澇問(wèn)題，應通過(guò)“綠色基礎設施建設+現有雨水管網(wǎng)維護+雨水系統提標改造+行泄通道建設+河道調蓄”相結合的方式，通過(guò)系統性工程措施解決城市內澇問(wèn)題。

5、北方地區海綿城市在建設過(guò)程中就應該結合本地實(shí)際，考慮成本和效果的前提下，研發(fā)適合本地的抗凍融透水鋪裝技術(shù)，避免冬季凍融引起的海綿鋪裝強度、壽命和效果的下降。

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