西咸新區提高雨水資源利用率的理論與實踐

李宇超　田興運　陶中蘭

(1．陜西省西咸新區灃西新城管委會，陜西咸陽　712000;　2．西北農林科技大學，陜西楊凌　712100)

?

西咸新區提高雨水資源利用率的理論與實踐

李宇超1田興運2陶中蘭1

(1．陜西省西咸新區灃西新城管委會，陜西咸陽712000;2．西北農林科技大學，陜西楊凌712100)

摘要:基于海綿城市理論，對陜西省西咸新區的海綿城市建設進行了實踐研究，提出了提高西北地區雨水資源利用率的建議，有利于緩解水資源短缺的問題，從而改善城市的水環境。

關鍵詞:雨水資源，海綿城市，綠地建設，利用率

1　研究背景

我國雨水資源豐富，但利用率不到1%。充分回收利用雨水，是緩解城市嚴重缺水形勢的一個很好的選擇。雨水綜合利用相對具有較高成本的其他技術，效益顯著。資料顯示，海水淡化成本為5元/t～6元/t，中水成本為1．5元/t，雨水利用成本僅為0．2元/t。

因此，雨水回收利用，對于緩解城市用水壓力、避免城市內澇災害、促進城市可持續發展，具有極其重要的現實意義和經濟價值。

住建部提出海綿城市建設是落實生態文明建設的重要舉措，是實現修復城市水生態、改善城市水環境、提高城市水安全等多重目標的有效手段。

2　國內外研究現狀

海綿城市最初的雛形為20世紀90年代在美國馬里蘭州的喬治王子郡的一個居住區內建設的雨水花園［1］。瑞士、加拿大、新西蘭、澳大利亞、韓國、新加坡等國外城市都有不同形式的低影響開發項目［2］。

我國海綿城市建設起步晚，主要集中在城市水利建設、防洪和灌溉技術等等的研究。在2012年的“低碳城市與區域發展科技論壇”中首次提出了“海綿城市”的概念。隨后習近平總書記在2013年的《中央城鎮化工作會議》中強調城市排水系統應該建成“自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”［3］。作為我國目前規模最大的雨洪管理示范工程的北京奧林匹克公園［4］，通過透水鋪裝和超標準的雨水口溢流，實現了園區內雨水的有效回收利用。

總體來說，海綿城市建設能夠有效地提高雨水資源的利用率，是我國建設“生態文明城市”以及“美麗中國”的必然措施。

3　西咸新區海綿城市建設理論與實踐

西咸新區建設以海綿城市建設理論為指導，通過建設雨水入滲系統、雨水回收利用系統和調蓄排放系統，以實現城市雨水的可持續利用。主要將理論應用于新建小區、舊城改造、城市公園和中央綠廊、道路廣場和排水系統等等建設。工程措施主要有雨水入滲綠地建設、透水性鋪裝建設和給排水建設與水系整理等等。

3．1雨水入滲綠地建設理論

雨水入滲綠地建設包括居住區綠地、城市公園綠地和中央綠廊，建設要點包括:下沉式綠地建設，植草溝的設計，植物的選擇及配套雨水傳輸與收集設施，如綠色屋頂、生態樹池、植被緩沖帶和植草溝等。居住區開發建設目標為年綜合徑流系數不大于0．25或不大于開發前的評估值，即年徑流總量控制率不小于75%;SS削減60%;COD削減50%;TP削減40%;雨水替代綠化澆灑和沖洗用水的比例為5%～10%，力爭替代自來水用水量的比例達到5%。城市公園綠地開發建設目標為年綜合徑流系數不大于0．15，即年徑流總量控制率不小于85%，雨水替代自來水的比率不小于30%。中央綠廊開發建設目標為年綜合徑流系數不大于0．10，年徑流總量控制率達到90%。

建設措施主要有:下沉式綠地設計、綠色屋頂設計、植草溝設

圖1　狹義的下沉式綠地典型構造示意圖

為確保雨水能順利流入綠地，將綠地建為下沉式綠地(見圖1)。下沉式綠地在文獻［5］中明確指出有廣義和狹義之分，采用狹義下沉式綠地概念，即所建設綠地低于其周圍道路或鋪裝，且高差不超過200 mm。

下沉式綠地設計包含四個核心內容:

第一，高程設置，一般比路面低50 mm～100 mm。

第二，改善土壤質地，以提高土壤滲水與保水能力。

城市土壤由于人流踐踏和車輛碾壓，使得其堅實度(容重)明顯大于郊區土壤。土壤堅實度大，土壤空隙少，影響土壤的滲水能力。因此，通過局部換填，即對堅實度、大滲透條件差的區域進行40%砂+40%原狀土+20%椰糠摻配比例的土壤換填，以充分利用現有綠地進行雨水入滲。

第三，配套在綠地中建設雨水導流設施，如溢水口(如雨水口)，減少洪澇災害。

雨水在自然的綠地系統中的入滲速度是有限的，尤其當暴雨來臨的時候，綠地無法及時將雨水全部吸收而可能形成較大的地表徑流量。對此，通過設置溢流口可有效保證多余的雨水能迅速的入滲。溢水口設置和水池溢水口布置原理相同，略高于綠地50 mm～100 mm，目的是讓大部分雨水通過綠地自然下滲，補充地下水;超過綠地入滲量的通過溢水口流入城市管道之中，以減緩雨洪。

第四，下沉式綠地必須設置合理的坡度。

需要注意的是，下沉式綠地的排水方式主要通過地面排水，即利用地形坡度將雨水排入綠地之中，所以會受到地形等條件的影響，如果大面積應用時，雨水調蓄能力較差。因此，下沉式綠地適用于西咸新區的居住區綠地、公園綠地等綠地面積較小和徑流污染較小的區域。根據西咸新區建設現狀，擬將同德佳苑的下沉式綠地率建設達到35%，天福和園等安居工程小區下沉式綠地占綠地總比例的31．2%，以避免城市內澇的發生，促進了水文循環。對于坡地，則可考慮設計為梯田形，分段消能，滯蓄雨水，使雨水能就地滲透，涵養山林。

3．2雨水入滲綠地建設實踐

2012年年初，西咸新區在新建小區同德佳苑開展了雨水花園試驗(見圖2，圖3)，開始運行到2014年年底期間，完整監測23場降雨，監測期間僅有3場降雨發生短暫的溢流，匯集的雨水徑流中95%以上入滲補給地下水，水量削減效果良好。

此外康定和園、新業佳苑、天福和園等多個項目，全部配建低影響開發工程，包括雨水花園320 m2、下沉式綠地9萬m2等等。

4　西北地區提高雨水資源利用率的建議

西咸新區通過下沉式綠地、植草溝等多種方式全方位收集利用雨水，基本可以實現減少地表徑流的目的。與傳統的排水設施相比，通過雨水的滲透，能夠加大地表水與地下水之間的連通，不僅具有較強的排水能力，還能補充地下水資源，有效緩解西咸新區目前地下水水位不斷下降的趨勢。同時，海綿城市的建設能夠大量減少地面積水，具有較好的城市景觀效果，方便居民生活，改善社區環境。

圖2　同德佳苑雨水花園及生態濾溝實驗

圖3　生態濾溝剖面設計圖

因此，在西北地區，為了提高雨水資源利用率，應該積極建設海綿城市。充分利用海綿城市的建設理論，采用海綿城市建設的技術手段，通過建設透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設施等，達到提高雨水資源利用的目的。

參考文獻:

［1］李俊奇，張毅，王文亮．海綿城市與城市雨水管理相關概念與內涵的探討［J］．建設科技，2016(1):30-31．

［2］俞孔堅，李迪華，袁弘，等．“海綿城市”理論與實踐［J］．城市規劃，2015(6):26-36．

［3］吳丹潔，詹圣澤，李友華，等．中國特色海綿城市的新興趨勢與實踐研究［J］．中國軟科學，2016(1):79-97．

［4］ 王詩鑫．城市公園中雨洪管理系統設計研究［D］．北京:北京建筑大學，2015．

［5］ 住建部．海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建(試行)［R］．2016．

中圖分類號:TU991．114

文獻標識碼:A

文章編號:1009-6825(2016)17-0200-02

收稿日期:2016-04-07

作者簡介:李宇超(1974-)，男，高級工程師;田興運(1964-)，男，副教授;陶中蘭(1988-)，女，助理工程師計、植物選擇等，本文主要介紹下沉式綠地設計，其他措施可參見文獻［5］。

The theory and practice for improvement rainwater resource utilization in Xixian New Area

Li Yuchao1Tian Xingyun2Tao Zhonglan1
(1．Fengxi New City Administration Committee of Shaanxi Xixian New Area，Xianyang 712000，China; 2．Northwest A＆F University，Yangling 712100，China)

Abstract:Based on sponge city theory，the article carries out practical research of the Xixian New Area sponge city construction in Shannxi province，puts forward suggestions of improving rainwater utilization rate in northwest region，which will be good for releasing water sources shortage problems and improving city water environment．

Key words:rainwater resources，sponge city，green land construction，utilization rate