基于海綿城市理念下排水系統構建模式的研究

劉宇星

長沙市規劃勘測設計研究院，湖南長沙 410007

1 排水系統構建新模式的背景

在城市快速發展的節奏下，不利于城市健康持續發展的問題集中爆發，城市缺水、內澇災害、黑臭水體、地下水位降低等問題都不同程度地發生在各個城市中，給市民的生產、生活都帶來了嚴重的影響。而城市內澇近年來發生的頻率越來越高，需要高度重視和及時著手解決。城市內澇是指由于暴雨超過排水系統承載能力導致城區產生積水的現象。造成內澇的客觀原因是降雨強度超過了排水系統實際過流能力。城市內澇問題目前比較普遍存在，過去城市建設用地面積小，可選擇的區域比較大，一般都選擇地勢比較高的地區建設，而現在，城市用地十分緊張，可選擇的余地少。城市建設用地選擇什么樣的地形地貌非常重要，如果選擇在低洼地或是滯洪區，那降雨積水的可能性就比較大。隨著現代城市的建設排水內澇方面也出現許多新問題，就具體城市內部而言，某些區域的內澇發生率較高，例如立交橋在降雨后容易積水，以及過街的地下通道、鐵路橋、公路橋也存在類似的情況。

海綿城市是指通過保留原始生態資源、開展低影響開發模式，盡量使得城市的某些特性能像海綿一樣具有彈性，這種彈性是指在面對一些水患災害時具有較好的伸縮性。具體而言，在下高強度雨水時，城市可以一方面削減峰值的流量，一方面將多余的水轉換為水資源儲存起來，在暴雨過后的適當時期取出加以利于。這些目標通過統籌低影響開發雨水系統、雨水管網及澇水排放系統而實現，也由此而提出了一系列指標，包括徑流總量控制、徑流峰值削減、水面率等。

國內城市在以往的建設過程中，不太注重保護水循環系統，千篇一律地將地表硬化，一味地依靠地下排水管網應對高強度降雨，加上平時忽略了對排水設施的日常維護和必要改造，往往導致大雨就澇的問題出現。落實海綿城市建設理念，源頭上需要城市管理者轉變傳統城市建設理念。以往經濟速度發展較快，忽視了對這一塊的思考和重視，如今隨著生活水平的大幅提高，人們開始注重更美的生存環境和更好的精神享受，這里面就包括了美好的生態環境和安全的城市環境需求，海綿城市理念迎合了這一重大需求，可以有效保護城市生態環境和提升城市水安全，建設海綿城市是城市未來健康發展的重要實現途徑。海綿城市理念針對城市排水模式提出了新的要求，傳統排水系統的直排模式不能再適應新形勢下防治內澇的需求，特別是城市人口密集區域和重要的生產集中區對內澇防治要求更高，基于海綿城市理念下排水系統構建新模式的重要性不言而喻。

2 海綿城市概念下排水系統構建存在的問題

2.1 排水設施老化，后期維護達不到要求

隨著社會經濟的不斷發展，城市建設規模的不斷擴大，城市排水設施的設計標準也在不斷提高，大部分城市的現有排水設施逐漸不能滿足現狀的需求，體現為設施過于老化，特別是在老城區，排水設施所需要的新建設用地面積往往不能得到保障。另外，城市建設過程中一直存在“重視地上、忽略地下”的習慣，排水設施往往在建成之后就被遺忘一旁，常規的設施維護基本得不到保障，因此這些排水設施的實際功效更加大打折扣。

2.2 排水系統建設時序不合理

在既有城市建設開發模式下，城市重大市政基礎設施建設計劃都是基于土地開發及交通需求的時序而制定的，這樣直接導致配套排水管網在系統化建設上比較被動，經常出現上游和下游系統建設時序不協調，導致排水系統無法形成完整體系，在降雨時因體系不暢而出現內澇。排水管網是存在著上下游關系的系統，需要在實際的建設過程中應注重先干管、后支管的建設順序，但在實際建設過程中，部分地區出現了先修支管再修干管的情況，導致在一個相對較長的城市片區建設周期中，支管所收集的雨水、污水沒有下游出路，無法合理排放到規劃的排水口或處理設施，因此衍生出一系列的內澇問題、水環境污染問題。

2.3 雨水資源利用率低

我國是一個水資源分布極度不平衡的國家，部分地區處于嚴重缺少的狀態。例如，我國地下水資源分布有著南方多、北方少的特點，分布在長江以北地區的地下水資源量只有全國的約三分之一，剩下的約三分之二地下水資源量都分布在長沙以南地區。根據調查發現，大部分城市大量雨水資源白白流失，平均雨水利用率不到2%。根本原因是在城市開發建設過程中，現有的排水系統未重視雨水資源利用的重要性，寶貴的雨水資源往往被城市排水系統快速地排走，未被有效的保留和進一步的利用。

2.4 地表徑流量不斷增大

城市化建設中，原始 “湖、塘、渠、林地”等排水自然調蓄系統遭到破壞，同時城區被大面積硬質鋪裝所覆蓋，這些導致地表徑流系數被人為擴大。同時，近年來由于氣候變化異常而經常會引發極端性天氣，這種強降雨導致局部地區形成大流量的地表徑流，最終多重因素綜合導致排水系統需要負擔更重的排水需求。然而，排水系統提質改造并非一朝一夕就能完成，特別是在老舊城區面臨施工空間狹窄等多重困難，這是海綿城市理念下排水系統急需解決的問題之一。

3 海綿城市概念下城市排水系統構建策略

3.1 海綿城市概念下城市排水系統構建要求

一般認為排水系統是指排水的收集、輸送、水質的處理和排放等設施以一定方式組合成的總體，而城市排水系統是城市污水工程、雨水工程的系統組合，一般是由排水管網和污水處理廠、排水泵站等設施組成，還可能包括初期雨水處理設施、雨水調蓄設施等。若是在排水體制實行污雨分流制的情況下，污水由污水管網收集再送至污水廠處理后，達標尾水排入自然水體；雨水徑流由雨水管網收集后 （需考慮初期雨水的處理），就近排入自然水體。目前，隨著海綿城市建設理念的興起，在 《海綿城市建設技術指南——低影響開發雨水系統構建 （試行） 》 中對城市排水系統提出了新構建要求：城市排水系統應統籌LID系統、傳統排水系統及澇水排放系統。

3.2 海綿城市概念下城市排水系統構建內容

海綿城市狹義上是指城市低影響開發模式，也就是海綿城市建設三個建設途徑的第三條途徑；廣義上是指從整體上對城市進行雨洪的管理。在海綿城市概念下，城市排水系統應分別建設大排水系統和完善小排水系統、開創LID系統。

建設大排水系統應關注改善地表徑流、保護生態空間、協調土地規劃和水體的關系。目前，國內城市發展中填湖填河的現象比較常見，當降雨量過大時城市內部的雨水無法通過自然水體進行疏導，導致近年來城市內澇災害頻發。海綿城市概念下水系是重要的自然排放通道，應當有效保護和利用這些珍貴的生態通道，在城市化過程中不得隨意改變地形地貌，盡可能保留自然洼地，盡可能恢復河道彎曲的形態，修復河道內部的水生態，增強河岸對洪水的抵抗能力，并及時疏通河道防止堵塞。小排水系統是城市雨水排放的重要組成部分，在海綿城市建設過程中，小排水系統依然十分重要。應科學提升地下管道系統的設計標準，及時針對落后的區域進行管網的提質改造，特別是在改造條件有限的老城區需加強日常管理和維護，在新城區盡可能選取較高的系統設計標準，在合適的區域增設調蓄設施。開創LID系統，低影響開發傾向于利用生態化設施來處理雨水排放問題，綜合達到減少地表徑流和凈化水質的作用。低影響開發設施一般可以分為源頭滲滯措施、中途的轉輸措施、末端的調蓄措施，這些措施通過有機組合可以適用于不同目的的場合，充分發揮系統多功能的優點。

4 結語

綜上，落實海綿城市建設理念，源頭上需要城市管理者轉變傳統城市建設理念，落實海綿城市理念可以有效保護城市生態環境和提升城市水安全，建設海綿城市是城市未來健康發展的重要實現途徑。海綿城市理念針對城市排水模式提出了新的要求，傳統排水系統的直排模式無法適應新形勢下防治內澇的需求，同時初期雨水的水質污染問題也需要進行考慮，基于海綿城市理念下排水系統構建新模式的重要性不言而喻。海綿城市理念通過構建城市自然生態系統來合理恢復水循環系統，科學統籌河道水系、傳統排水管網和低影響開發措施三大系統有效緩解城市內澇問題、提升城市水環境質量，最終達到海綿城市建設理念下科學構建排水系統的目的。

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