蘭州市海綿城市建設初探

楊 欣,譚周權

（1.甘肅建筑職業技術學院,甘肅 蘭州 730050；2.蘭州市城市建設設計院,甘肅 蘭州 730050）

蘭州市海綿城市建設初探

楊 欣2,譚周權1

（1.甘肅建筑職業技術學院,甘肅 蘭州 730050；2.蘭州市城市建設設計院,甘肅 蘭州 730050）

嚴重內澇的發生使人們排水理念已由“盡快把水排出去”轉變為“盡量把水留下來”。留下來的水可資源化和降低排水管道的負荷,改善生態環境?，F通過分析蘭州市內澇成因,列出了滲透地面、綠色屋頂、植草溝、生物滯留設施四項工程措施,建設海綿城市,并提出了具體工程做法,有利于減少雨水徑流,降低初期雨水對河流生態的污染。

海綿城市；滲透地面；植草溝；生物滯留設施

1 建設背景

目前,國內大部分雨水采用直排式,排入現狀水體。為改善直排式造成的污染、內澇等一系列問題,“低影響開發雨水系統構建”（海綿城市建設）通過人工和自然的結合、生態措施和工程措施的結合、地上和地下的結合,既可以有效地解決城市內澇問題,又能改善人居環境。建設海綿城市主要采用的方法為“滲、滯、蓄、凈、用、排”,并進行科學合理組合。作為國家第一批海綿城市試點建設城市之一,廈門在把握現狀、了解需求與面臨形勢情況下,明確了建設海綿城市的總體目標、技術路線,編制了實施方案[1]。透水鋪裝以其高透水性、高承載力、良好的裝飾效果、易維護性、抗凍融性、耐用性等優點在海綿城市建設中廣泛運用,從而能夠有效地減少洪峰流量、防治城市內澇現象、降低雨水徑流污染[2-7]。

海綿城市建設如火如荼,但海綿城市建設仍然存在部分技術瓶頸和政策瓶頸,如何解決海綿城市建設中采用PPP模式的收益問題也是當前需要研究解決的課題[8-10]。

蘭州市地處干旱缺水地區,降雨量不大,但是由于建筑物和新建硬化道路逐漸增加,雨水來不及及時排出,在暴雨時期仍有內澇發生。隨著海綿城市的理念深入人心,解決“看?！眴栴}已從“盡快把水排出去”轉變為“盡量把水留下來”,一方面可以減少初期雨水對河道生態的污染,另一方面可以降低雨水管道的輸送壓力,還可以將留下來的雨水進行處理后回用,保護生態,補給地下水等。

2 海綿城市建設方法

2.1 蘭州市內澇成因

根據《蘭州市城市排水防澇工程專項規劃》（2015-2030）和結合實際調研情況,蘭州市內澇原因主要如下:（1）自然原因:氣候問題,如極端暴雨事件增加和暴雨強度增強；（2）城市發展方式的問題:城市下墊面硬化比例增加、城市豎向不合理、城市河湖減少等方面；（3）城市排水設施自身問題:城市排水防澇設施能力不足、管道系統收集能力與排除能力不匹配、城市排水防澇設施之間能力不匹配,以及排水管道與下游河道不匹配,導致管道受下游受納水體頂托排水不暢、城市外部來水沒有有效攔截,進入城市建設區等方面；（4）城市日常管理缺位:日常管理不到位和應急管理措施不到位等方面。

2.2 海綿城市建設方法

為解決內澇問題,盡量設法把雨水留在場址內,主要措施包括以下幾個方面。

2.2.1 盡量減少城市環境中的不透水面積（1）通過采用透水材質鋪設的“透水路面”；（2）在屋頂鋪上土壤并種植低矮植物的“綠色屋頂”等。

2.2.2 控制雨水徑流速度

（1）在道路旁邊打造一系列透水的、植栽多樣化的低洼區域“生態草溝”；

（2）能夠生態滯留與吸收雨水的淺凹綠地“雨水花園”等。

通過這些措施讓場址內的雨水徑流速度減慢。

2.2.3 收集、儲存雨水

雨天利用雨水口收集透水路面、綠色屋頂、生態草溝或雨水花園等不能容納的雨水、并通過雨水管道將雨水輸送至蓄水池儲存起來,經處理后回用。

通過以上方式可以有效地控制雨水徑流速度,減輕雨水徑流污染,并將收集儲存的雨水回用于景觀灌溉、澆灑道路等,相應地減少了對可飲用水的消耗,節約了淡水資源。

2.3 海綿城市建設工程措施

低影響通過利用景觀空間和采取措施對暴雨徑流進行控制,減少城鎮面源污染。海綿城市建設主要運用滯、滲、蓄、凈、用、排相結合的方法。如圖1所示,在雨季,降雨通過透水地面、綠色屋頂、植草溝和生物滯留設施進入滲蓄設施（蓄水池）,部分雨水溢流出海綿設施至市政雨水管網,經蓄水池內的處理后回用。

圖1 LID雨水系統流程圖

2.3.1 滲透地面

在具體工程中,滲透地面結構層設計如圖2所示,居住區內的人行道、非機動車道、廣場和城市道路兩側的人行步道宜采用透水鋪裝地面,鋪裝面層厚度宜為60～80 mm,面層可采用透水混凝土、透水面磚、草坪磚等；找平層厚度宜為20～30 mm,墊層厚度宜為100～300 mm,墊層可采用無砂混凝土、礫石、砂、砂礫料或其組合形式；鋪裝面層孔隙率不小于20%；透水墊層孔隙率不小于30%；采用草皮磚時,開孔率宜為20%～50%,磚厚度宜為60～80 mm,下部土厚不宜小于100 mm。

圖2 滲透地面設計示意圖

2.3.2 綠色屋頂

隨著城市建設的快速發展,在人們生活的環境中,房屋建筑密度越來越大,地面綠化便相應地越來越少。其中最常見的形式有屋頂園林景觀、屋頂農業、外墻綠化等。它不僅節約地面,形成立體綠化,更能發揮降低室內溫度、減少熱島效應、儲存雨水、凈化空氣、節約能源等一系列功能,還能給城市增添別樣風采。因此,向空間要綠色是低碳城市發展的重要舉措,也是治療“城市熱島效應”等現代城市病的良方。對于缺少綠化的蘭州市,能最大限度地挖掘綠色,不僅能使人賞心悅目,還能改善環境,緊跟低碳城市發展的步伐。同時屋頂綠化拋卻了土地成本,是最節約的綠化方式。綠色花園屋頂對增加城市綠地面積,開拓綠化空間,建造園林城市,改善城市居住環境,提高生活品味,以及對美化城市環境,改善生態效應有著重要的意義。目前在世界范圍內,特別是發達地區和城市,如新加坡、澳大利亞及中國上海等,都開始選擇走立體綠化的道路,綠色屋頂作為一種新生事物,將給城市低碳節能建設帶來多重效益。綠色屋頂不同于一般的花園,在滿足其使用功能、綠化效益、園林美化的前提下,必須注意其安全和經濟方面的要求。

2.3.3 植草溝

針對蘭州市實際情況,植草溝設計如圖3所示。在植草溝設計中,在原土層的上部,一般采用400 mm厚的濾料層,濾料層上部種植土層一般取100～200 mm,溢流口高出種植土最低處100 mm,當雨水強度太大,種植土不能及時收集來水時,多余雨水經溢流管溢流至市政排水系統,由植草溝收集的雨水下滲經過濾料層的過濾后進入穿孔滲透管,然后匯入蓄水池。

圖3 植草溝設計示意圖

2.3.4 生物滯留設施

生物滯留設施內應設置溢流設施,可采用溢流豎管、蓋篦溢流井或雨水口等,溢流設施的頂面一般應低于匯水面100 mm。生物滯留設施面積與匯水面積之比一般為5%～10%。生物滯留設施的蓄水層深度應根據植物耐淹性能和土壤滲透性能來確定,一般為200～300 mm,并應設100 mm的超高；換土層介質類型及深度應滿足出水水質要求,還應符合植物種植及園林綠化養護管理技術要求；為防止換土層介質流失,換土層底部一般設置兩層土工布,兩層土工布之間敷設砂濾層；卵石層起到排水作用,厚度一般為250～300 mm,在其底部埋置管徑為100～150 mm的穿孔排水管；為提高生物滯留設施的調蓄作用,在穿孔管底部可增設一定厚度的卵石調蓄層。在降雨量較大時,雨水可通過高出溝底25 cm的雨水口收集,最后排至雨水檢查井（見圖4）。

圖4 生物滯留設施示意圖

生物滯留設施形式多樣、適用區域廣、易與景觀結合,徑流控制效果好,建設費用與維護費用較低,主要適用于建筑物,小區內建筑、道路及停車場的周邊綠地,以及城市道路綠化帶等城市綠地內。但地下水位與巖石層較高、土壤滲透性能差、地形較陡的地區,應采取必要的換土、防滲、設置階梯等措施避免次生災害的發生。

3 結語

（1）海綿城市建設涉及到規劃、園林、建筑、水利、市政等多個專業,需要多主管部門（財政、發改、規劃、國土、城建、水務、園林、環保、氣象）的協調配合,需有相應的規章制度,做到有法可依、有章可循,從而保證規劃的約束力和政策的執行力。

（2）海綿城市建設應進一步完善政府和社會資本合作（PPP）的投融資模式,特許經營模式與權責利管理機制。

（3）綠屋頂要做好屋頂結構層安全設計和施工,避免給建筑結構帶來風險。

（4）在海綿城市建設過程中,政府和社會資本合作的PPP模式要提前做好各方利益的均衡,并保證社會資本的收益。

（5）定期疏通堵塞的雨水口及雨水管道,增大雨水管渠系統收集、輸送能力,有利于緩解地勢低洼處內澇風險。

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TU992

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1009-7716（2017）07-0092-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.07.027

2017-03-25

楊欣（1984-）,女,甘肅蘭州人,講師,從事給排水教學及研究工作。