山區(qū)城市建設(shè)“海綿城市”探索
——以衢州市城區(qū)為例

吳紅雨 張雙根

(浙江九州治水科技股份有限公司， 浙江 衢州 324003)

山區(qū)城市建設(shè)“海綿城市”探索
——以衢州市城區(qū)為例

吳紅雨 張雙根

(浙江九州治水科技股份有限公司， 浙江 衢州 324003)

針對(duì)山區(qū)城市衢州城區(qū)蓄水性較差的地質(zhì)條件和時(shí)間上相對(duì)集中降水特性，宜采用外蓄內(nèi)滯同時(shí)結(jié)合城區(qū)內(nèi)部排水系統(tǒng)的改造和基于低沖擊開發(fā)措施的面源污染控制等措施，不僅可緩解城市的防洪壓力，又可打造具有彈性的山區(qū)海綿城市。

山區(qū)城市； 海綿城市； 外蓄內(nèi)滯； 年降雨總量控制率

衢州市城區(qū)位于浙江省西部，“三面環(huán)水，一面靠山”，屬于典型的山區(qū)地形。衢州城區(qū)傍水而建，河流眾多，外江主要有“八大水系”，即衢江、常山港、江山港、烏溪江、石梁溪、廟源溪、上山溪和下山溪。城區(qū)內(nèi)部水系的主要水源為黃壇口水庫下游石室堰干渠，水系自南向北流經(jīng)南片區(qū)、主城區(qū)，匯入衢江。內(nèi)河水系發(fā)達(dá)，縱橫交錯(cuò)，呈現(xiàn) “四橫四縱”的格局，共包括沙溪溝、呂宅河等26條水系，總計(jì)108km，水系上共有水閘16座，泵站2座，如圖1所示。

圖1 衢州城區(qū)水系分布

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，遇到降雨能就地或者就近吸收、存蓄、滲透、凈化、調(diào)節(jié)水循環(huán)，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用，讓城市變?yōu)槟軌蛭{雨水、過濾空氣、過濾污染物質(zhì)的超級(jí)大海綿，具有降溫、防洪、抗旱、捕碳等效益[1-2]。海綿城市的建設(shè)以“滲、滯、蓄、凈、用、排”為主要手段以達(dá)到提高降水總量控制率和改善水質(zhì)的目的，山區(qū)城市獨(dú)特的地質(zhì)地貌特性在建設(shè)海綿城市中應(yīng)以“滯”和“蓄”為主要手段，同時(shí)兼顧“凈”和“排”[3-5]。

1 問題提出

海綿城市設(shè)計(jì)理念的提出是對(duì)雨洪利用理論的創(chuàng)新認(rèn)識(shí)和發(fā)展[6-8]。衢州城市防洪體系未健全，城區(qū)按50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，但防洪閉合圈未完全形成，流域控制性樞紐尚未建成，局部區(qū)塊未達(dá)到設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，且少數(shù)骨干水系出口僅設(shè)置閘門，當(dāng)外江水位超過設(shè)計(jì)限制水位時(shí)極易形成城區(qū)“看海”現(xiàn)象。

城市排水系統(tǒng)建設(shè)滯后，城市水系不暢通。城市建設(shè)一直存在重地上而輕地下的問題，在城市排水管徑設(shè)計(jì)等方面缺乏預(yù)見性、標(biāo)準(zhǔn)不高。市區(qū)統(tǒng)一有效的排水體系還未形成,主要區(qū)塊間排水系統(tǒng)存在不銜接的問題。城市擴(kuò)張過程中，部分區(qū)域的排水設(shè)施系統(tǒng)建設(shè)滯后。隨著城市的開發(fā)和建設(shè)，湖塘水系被侵占，面積逐步縮減，城市“滲、滯、蓄”能力下降。部分區(qū)段開發(fā)對(duì)城市地下排水系統(tǒng)造成不同程度的破壞，影響其功能的正常發(fā)揮。

2 基本思路

衢州城區(qū)降水時(shí)空分布不均，主要受梅雨影響，降水量年內(nèi)分配呈單峰，雨季出現(xiàn)在3—6月或4—7月，最大日降水量常出現(xiàn)在5月或6月，多年平均最大月降水量占全年降水量的15%～20%，最大連續(xù)4個(gè)月降水量占年降水量百分比為50%～60%。

根據(jù)浙江省區(qū)域地質(zhì)資料表明，衢州城區(qū)位于金衢盆地，主要為沖積河谷平原， 地質(zhì)層為粉細(xì)砂層厚度1.00～1.10m，卵石層厚度2.10～3.60m，其下及即為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，整體透水性較強(qiáng)，蓄水能力較弱。

衢州外江洪水暴漲暴落，源短流急，以水庫蓄水為主要手段控制降水總量。衢州內(nèi)河縱橫交錯(cuò)，水系發(fā)達(dá)，區(qū)塊內(nèi)的降水由內(nèi)河滯水為主要手段控制降水總量，同時(shí)將水系打通排澇途徑，以達(dá)到排澇的目的。在暴雨過后，滯蓄的雨水可用于外江和內(nèi)河水質(zhì)改善，以達(dá)到凈水的目的。

3 降水控制率

收集衢州雨量站1984—2014年共30年降雨資料，通過統(tǒng)計(jì)分析，得到年降雨總量控制率與設(shè)計(jì)降雨之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系圖(見圖2)，在確定年降雨總量控制率的基礎(chǔ)上查算其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)日降雨為23.36mm。

圖2 衢州城區(qū)年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量關(guān)系

a.外江水控制率。衢州城區(qū)以上集水面積8162km2，徑流系數(shù)0.57，日徑流量1.11億m3。城區(qū)以上共建有大型水庫3座，白水坑水庫、碗窯水庫、湖南鎮(zhèn)水庫防洪庫容1.15億m3，中型水庫7座，防洪庫容0.55億m3，總防洪庫容達(dá)1.7億m3，可以滿足75%的日降水總量控制率。

b.內(nèi)河水系控制率。城區(qū)集水面積50km2，徑流系數(shù)0.85，日徑流量99.6萬m3。城區(qū)建有南湖及斗潭湖，水面面積9.6萬m2，其他水系水面面積10.3萬m2，總水面19.9萬m2，總水系容積49.7萬m2。水系容積控制降水總量達(dá)49.9%。內(nèi)河水系以滯洪錯(cuò)峰為主要手段，內(nèi)澇峰值過后打開閘涵排出。

為了不影響城區(qū)排澇，在重要核心節(jié)點(diǎn)設(shè)置水位觀測(cè)點(diǎn)，并設(shè)置最高警戒水位，警戒水位宜低于渠頂高程0.3m，一旦水位達(dá)到警戒水位即開閘排澇。同時(shí)設(shè)置雨期蓄水位，宜低于警戒水位0.5m，一旦水位低于雨期蓄水位即關(guān)閘蓄水，可用于后期水質(zhì)的改善。

4 主要建設(shè)內(nèi)容

衢州市海綿城市的總體實(shí)施路徑，包括生態(tài)修復(fù)、舊城改造、綠道建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施完善等四個(gè)方面，遵循“滲、滯、蓄、凈、用、排”的六字方針，系統(tǒng)地解決城市水安全、水資源、水環(huán)境問題。

a.串聯(lián)現(xiàn)存水系，使得城區(qū)內(nèi)部水系連通，增加有效蓄水容積，同時(shí)維護(hù)和恢復(fù)河道及濱水地帶的自然形態(tài)。改造混凝土等硬化河堤，恢復(fù)自然河岸，增加雨水下滲能力，同時(shí)使河岸恢復(fù)生機(jī)，提高河流的自凈能力。

b.轉(zhuǎn)變現(xiàn)有排水防澇思路，加強(qiáng)對(duì)周邊雨水銜接。由傳統(tǒng)的“快排”模式，向海綿城市的“滲、滯、蓄、凈、用、排”的方式轉(zhuǎn)變。將雨水的滲透、調(diào)蓄和凈化與城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)、超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)相銜接，將大排水系統(tǒng)與小排水系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，并對(duì)周邊的匯入水量進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，在預(yù)處理和溢流銜接上留有余地和余量。將傳統(tǒng)的防洪、排澇、市政與綠地相互割裂的幾個(gè)系統(tǒng)通過有機(jī)的融合，形成傳統(tǒng)的管網(wǎng)、泵站、堤防等“硬性”工程措施與低沖擊開發(fā)的“柔性”措施有機(jī)結(jié)合的綜合性的新排水防澇體系。

c.基于低沖擊開發(fā)措施的面源污染控制。衢州市試點(diǎn)片區(qū)的海綿城市建設(shè)的核心目標(biāo)之一為“凈”，以“源頭管理”為理念，在城市更新過程中，采用屋頂綠化、下凹式綠地、雨水花園、小型濕地、透水路面、植被緩沖帶等措施，一方面直接減少城市徑流，從而減少進(jìn)入水系的面源污染，另外一方面，通過這些低沖擊開發(fā)措施中的植物對(duì)水體中污染物的攔截、吸附、降解作用，促進(jìn)水體的自凈，有助于水生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)。

5 小 結(jié)

針對(duì)山區(qū)性城市獨(dú)特的地質(zhì)地貌特征[4]和時(shí)空分布不均的降水特性，宜采取外蓄內(nèi)滯為主要手段，同時(shí)結(jié)合城區(qū)內(nèi)部排水系統(tǒng)的改造和基于低沖擊開發(fā)措施的面源污染控制等措施。衢州是一個(gè)降雨相對(duì)集中的亞熱帶城市，相對(duì)于傳統(tǒng)的城市開發(fā)建設(shè)模式，“海綿城市”建設(shè)對(duì)于解決城市發(fā)展過程中一系列問題都具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

[1] 崔廣柏，張其成，湛忠宇，等.海綿城市建設(shè)研究進(jìn)展與若干問題探討[J].水資源保護(hù)，2016，32(2)：1-4.

[2] 水利部辦公廳.水利部關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)水利工作的指導(dǎo)意見(水資源〔2013〕1號(hào))[Z].2013.

[3] 住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部.海綿城市建設(shè)技術(shù)指南：低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建(試行)[Z].2014.

[4] 陸崢嶸，郭平.淺談“因地制宜”建海綿城市——海綿城市建設(shè)模式的思考與探索[J].中國市政工程，2016(4)：28-31.

[5] 鄭昭佩，宋德香.山地城市海綿城市建設(shè)的對(duì)策研究——以濟(jì)南市為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2016，32(11)：161-164.

[6] 何造勝.論海綿城市設(shè)計(jì)理念在河道水環(huán)境綜合整治中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016(1)：39-42.

[7] 張蓉.海綿城市初探[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016(3)：113-115.

[8] 王芳、劉小梅.海綿城市建設(shè)與河道綜合治理模式探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016(6)：1-4.

Exploration of constructing mountain city into ‘sponge city’: with Quzhou urban area as an example

WU Hongyu, ZHANG Shuanggen

(ZhejiangJiuzhouWaterControlTechnologyCo.,Ltd.,Quzhou324003,China)

External storage and internal lag should be adopted aiming at geological conditions of worse water storage in mountain city—Quzhou urban area and rainfall characteristic of relatively centralized time. Meanwhile, transformation of internal drainage systems in urban area, non-point source pollution control based on low impact development measures and other measures are combined. Flood control pressure of cities can be alleviated on the one hand, and elastic mountain sponge cities can be created on the other hand.

mountain city; sponge city; external storage and internal lag; control rate of annual rainfall amount

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.04.003

TV213.4

A

2096-0131(2017)04- 0005- 03