臨沂海綿城市建設推進研究

劉勝雪+于洪剛+董彬+尉海東

摘要：指出了臨沂市作為山東省省級海綿城市建設試點，面臨著內澇水災和水資源短缺雙重矛盾。鑒于此，調研了臨沂市4個海綿城市建設工程項目，系統分析了臨沂市海綿城市建設的具體表現和不足，有針對性地提出了具有前瞻性的臨沂海綿城市建設的規劃性建議。以期為臨沂市充分有效利用雨水資源、保護和改善城市生態環境提供理論依據。

關鍵詞：臨沂市；海綿城市；建設；低影響開發

中圖分類號：TV213.9

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）20-0138-03

1 引言

《海綿城市建設技術指南》中指出，海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環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、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。近些年來，臨沂市在保障城市生態安全、防治城市內澇污染、改善城市水質等方面取得了相當大的成效[2]。但仍存在一些技術性問題尚未解決，如排水基礎建設目標單一、凈水標準不高、排水系統不全等，這使得初期雨水地表徑流污染、城市內澇、水體黑臭等問題無法從根本上解決[3]。臨沂市進行海綿化建設和改造刻不容緩，于2015年順利成為山東省海綿城市建設試點省級示范市。

通過調研臨沂市開工建設的新東關棚戶區改造項目、北城二期道路改造工程、魯商中心雨水收集利用項目、臨沂國際雕塑公園改造項目等海綿項目，分析了臨沂市海綿城市建設的內容和存在問題，有針對性地提出可優化的建設策略。這不僅為臨沂市充分利用雨水資源提供可行性方案，還為建設具有自然滲透、自然凈化、自然積存功能的海綿城市提供理論依據。

2 臨沂海綿城市建設整體分析

臨沂市位于山東省南部，降水量豐富，受季風影響顯著，夏季多暴雨，且地勢相對低平，故夏季是造成臨沂市“逢雨必澇、旱澇急轉”局面的高發季節[3]。臨沂市的城市建設模式傳統，排水設施也主要是泵站、灌渠等“灰色”設施，配以“末端集中、快速排除”控制的主要規劃設計理念，更加劇了這種矛盾局面。

2014年10月，以實現城市發展與環境資源協調為目標，建設具有自然積存、自然滲透、自然凈化能力的“綠色”海綿城市理念首次被提出。臨沂市成為2015年山東省確定的5個設區市、3個縣（市）的省級海綿城市示范市建設試點之一。

臨沂市于2015年12月啟動海綿城市規劃和實施方案編制工作，共計4個海綿城市項目開工建設：臨沂國際雕塑公園改造項目、新東關棚戶區改造項目、魯商中心雨水收集利用項目、北城二期道路改造工程，初步確定將火車站片區作為海綿城市示范區。初步預測，到2018年底城市海綿化面積完成71.75 km2；到2020年，臨沂市將有25% 以上的面積實現海綿城市改造。

3 臨沂海綿城市建設現狀及存在問題

3.1 火車站片區

火車站片區屬于老城區，建筑密度高，人流量大，車輛流通頻繁，是臨沂重要的交通運輸中心，但該片區仍采取“快速排除，末端集中”設計理念的傳統排水系統，大雨天氣仍存在嚴重內澇，對城市交通以及居民出行造成嚴重影響。

在調研過程中，發現火車站片區在海綿城市建設的諸多問題，未能發揮對環境變化和自然災害的“彈性”作用。

（1）火車站廣場兩側建有小面積綠地，綠地鋪設孔狀透水磚，喬木根部鋪設鵝卵石，但由于采用傳統綠地設計模式，透水鋪裝率低，綠地高于四周路面，在雨天吸水、滲水、蓄水作用較弱，源頭分散效果差，遭遇暴雨急雨時緩排作用微弱，未能發揮“海綿體”應有的作用。

（2）火車站地勢差異大，在北高階梯處設有排水口，能夠一定程度緩解北高處的雨水積存。但片區排水口位置分布設計不科學，未考慮實際地勢。多數排水口分布在片區地勢較高區域，導致低洼處在雨停數天后仍存在積水現象。

（3）片區內排水口數量少且分布范圍有限，排水設施目標單一，設備老舊，排水管道標準偏低，排水口徑小，排水效率差，在城市遭遇暴雨急雨時無法實現“快速排水”，易導致內澇。

3.2 國際雕塑公園

臨沂國際雕塑公園在規劃建設中堅持“滲、滯、蓄、凈、用、排”宗旨，以打造成為“海綿公園”。目前公園內有4個蓄水池，其中有1個在建，有1個處于改造提升階段，蓄水能力達到1.8萬m3。雕塑公園中各類景觀與“海綿”元素有機結合，利用自然力量排水、蓄水、滲水，實現“緩排緩釋、源頭分散”理念，發揮“海綿體”作用。公園地勢總體呈四周高、中間低，中間最為低洼區域為林下區，使園區整體形成了自然排水、自然積存、自然滲透和凈化的良性循環；園區部分人行道路兩側鋪設有下凹形大理石雨水溝，引導徑流匯流；園區地下安裝了作為雨水回用管道的PE管道，總長度達5.2 km，直徑為160 mm，收集來的雨水進行園內植物澆灌。

但臨沂國際雕塑公園在諸多方面仍存在“海綿化”不徹底的問題。

（1）園區透水路面鋪設率較低，硬質人行道路面比例大，路面以大理石、瀝青為主要材料，滲水較差；

（2）園區雨水蓄水池、收集井數量較少，地勢較低區域蓄水性利用差；

（3）園區雨水回用系統利用率不高，大片的綠地澆灌仍以自來水澆灌為主。

3.3 新關東棚戶區改造項目

東風東關片區不僅是臨沂最古老的歷史文化核心區，人口密度大，同時也是濱水景觀居住區，總建筑面積達51萬m2。新東關棚戶區建設提升改造過程，將“滲、滯、蓄、凈、用、排”的海綿城市建設理念融入其中。為保障75%降雨不外排，逐步實現城市小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解的目標，在對現狀水系、綠地、管網等進行深入研究的基礎上，該片區改造項目按照海綿城市建設標準進行工程建設，制定了合理的下墊面徑流系數、透水鋪裝率、下沉式綠地率、綠色屋頂覆蓋率等規劃目標（表1）。

3.4 魯商中心雨水收集項目

魯商中心雨水收集利用項目是指對該片區的房屋屋頂進行海綿化改造，屋頂增設排放雨水的管道（圖1），地下建一個大約150 m3的蓄水池。屋頂有多個棄流井，溢流、棄流雨水經過棄流井進入下游雨水管線。經過初期處理的潔凈雨水進入屋面雨水收集管線，流向地下的蓄水池。這樣既能最大程度地蓄存利用雨水，也能保證收集的雨水的清潔度。經過初級過濾、全自動紫外線殺菌之后的雨水，達到相關水質標準后，用水泵打到用水點，用于道路澆灑、景觀用水、綠地灌溉等。為了提高二次利用的雨水的潔凈度，使用的雨水收集箱采用模塊化設計，系統會反向沖刷摻在雨水中的淤泥，然后通過底部的排水口排出淤泥。

3.5 北城二期道路改造工程

作為臨沂海綿城市建設的首要推進區，臨沂市北城新區二期引入了海綿城市建設理念，形成“一心、三帶、三廊、多點”的綠地結構。初步進行了大面積道路人行道滲水性改造工程，涉及北城新區長沙路等六條交通干道，人行道用具有透水性的耐火磚替換了混凝土磚，總工程量5.9萬 m2。

對兩種磚體進行模擬降水的對比試驗，發現普通混凝土磚人行道在遭遇降水時，磚塊本身無滲水能力，水體完全依靠磚塊之間的鋪設形成的縫隙完成下滲，下滲速度慢，下滲率低，且磚面易出現雨水積存現象；透水性耐火磚人行道在遭遇降水時，磚塊之間縫隙大，磚塊本身也具有吸水性，水體下滲速率快，且磚面不會出現雨水積存現象。

但該項目目前僅進行了人行道滲水材料鋪設，遭遇急雨暴雨天氣時，雨水經人行道滲水材料進入地下后僅靠土壤自然積存、滲透、凈化，因此蓄水、凈水能力差，效率低，周期長。

4 臨沂海綿城市建設的建議和思考

根據海綿城市建設的目標和應遵循的基本原則[4～6]，在對臨沂海綿城市建設充分調研的基礎上，針對目前存在的問題，提出了科學可行的建議。

4.1 臨沂國際雕塑公園改造項目

在臨沂國際雕塑公園地理位置、生態基礎以及海綿項目改造現狀的基礎上，針對園區進一步實現“海綿公園”建設目標提出建議。新規劃主要針對該園區四個區在“海綿化”過程中不徹底的方面進行重新規劃設計，進一步將雕塑公園建設成“海綿公園”。

（1）入口區：將以滲水性較強的“海綿道路”代替以大理石為主要材料的硬質路面，增強入口區滲水能力，同時增大入口區綠化比例，將綠色植物與“海綿體”有機結合。

（2）林下區：重點強化該區內的雨水調蓄能力，實現雨水調蓄池功能多元化、運作高效化，將其打造成集儲水、凈水、雨水再利用于一體的雨水收集利用系統，使其能夠解決園區內70%以上的綠化灌溉、景觀水等用水。

（3）現代園區：結合該區域東北高西南低的地勢特點，計劃將該區域西南最低洼綠地改造為地下雨水調蓄池，主要承擔現代園區的雨水排水、蓄水，解決現代園區排水成本高，海綿項目覆蓋率低的問題。

（4）雕塑園區：該園區人文因素豐富，布局較多雕塑，規劃建設中將海綿項目細化，對該區景觀花池、大型喬木和游客休閑座椅等進行“海綿化”改造，使其能夠發揮分散的、小規模的源頭控制機制。

4.2 新關東棚戶區改造項目——新型透水孔

調研發現，新東關社區“透水孔”的滲水、蓄水功能主要由自然力量承擔，滲水、蓄水效果較差，無法應對暴雨急雨等天氣，更無法實現雨水的再利用。對此，針對透水孔技術進行改造，提出新型透水孔設計方案（圖2）。新型透水孔路面采用四層鋪設，最下層（第四層）為排水層，在建設土基中鋪設滲水管；第三層是由30 cm厚的大顆粒石子組成為石子層；第二層為持力層，澆筑15 cm厚的混凝土，并鉆出直徑為15 cm的規整透水孔，每個透水孔間隔40 cm；最上層（第一層）按“人字形”豎鋪滲水磚。相比第一代透水孔，新型透水孔大大提高了道路滲水效率，同時與雨水回收利用技術有機結合。

5 結語

通過海綿城市建設，實現雨水資源的高效利用，一方面綜合提升了城市防洪排澇能力，另一方面使徑流污染得到有效削減，進而逐步實現小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、“熱島效應”緩解的目標。同時又能充分發揮城市綠地、水體、建筑、道路等基礎設施對雨水的吸納、蓄存、凈化和緩釋等作用，實現雨水的二次利用。建成以生態系統為基礎、現代科技為手段的多元化城市雨水管理系統，以解決臨沂市雨澇災害和水污染管理兩大核心問題，從而平衡城市建設與水生態環境之間的關系。

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