工業(yè)園區(qū)海綿城市建設技術模式分析

王琎

摘要：隨著生態(tài)瓶頸凸顯，傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)建設模式受到很大制約，工業(yè)園區(qū)建設海綿城市的探索實踐具有很強的現(xiàn)實意義。本文采用比較分析法，闡述了工業(yè)園區(qū)海綿城市建設的必要性和可行性，論述了工業(yè)園區(qū)海綿城市建設的技術路徑。

關鍵詞：工業(yè)園區(qū);海綿城市;技術選擇

一、海綿城市的概念和特點

海綿城市是指對水資源的二次利用，當城市面對環(huán)境變化和水災時可以像海綿一樣擁有良好的吸水、蓄水、凈水能力，在緩解水災帶來危害的同時儲存、處理雨水，使水資源再次利用。海綿城市最大的特點是自然性積存、滲透和凈化，其技術路徑包括：一是保護生態(tài)系統(tǒng)，對生態(tài)環(huán)境中原有的江河湖、濕地、溝渠等水源性生態(tài)環(huán)境進行最大程度的保護，開發(fā)建設時保留足夠的蓄水緩沖能力;二是修復生態(tài)環(huán)境，通過生態(tài)手段對開發(fā)建設過程中破壞的生態(tài)環(huán)境進行自然修復;三是低影響開發(fā)，在城市建設開發(fā)時，在特定區(qū)域盡力降低對生態(tài)環(huán)境的影響，并對降雨加以儲存和利用。

二、工業(yè)園區(qū)的特性

工業(yè)園區(qū)既有城市屬性，也有其自身特性。第一，多數(shù)在郊區(qū)、山地、溝谷，地形地貌多樣;第二，開發(fā)建設前部分地域保有原生態(tài)，為園區(qū)環(huán)境保護和水土保持提供了支撐點;第三，地下管線復雜，除市政管網(wǎng)外還有很多工業(yè)管線和配套設備;第四，基本都實現(xiàn)雨污分流，建有配套的污水處理廠和污水管網(wǎng)，污水等管網(wǎng)設有泵站;第五，用水主要是工業(yè)用水，需水量排水量很大，管道內徑大，管網(wǎng)儲備容量大，管網(wǎng)布局更加科學;第六，園內功能分區(qū)簡單，大部分都是屬性相近的工業(yè)企業(yè)、研發(fā)和學術機構，通常會形成一個產業(yè)聚落，只有極少數(shù)的管理服務建筑和居住區(qū)。

三、工業(yè)園區(qū)建設海綿城市的意義

（一）改善工業(yè)園區(qū)的生態(tài)環(huán)境。工業(yè)園區(qū)生態(tài)環(huán)境總體偏好，但由于建在郊區(qū)、山地、溝谷，地貌發(fā)育，地形破碎，土層較薄，地表滲漏強，環(huán)境容量小，水生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性差，一旦被破壞，其修復難度大，環(huán)境風險高。海綿城市系統(tǒng)性的提出了針對水環(huán)境、水安全、水資源、水生態(tài)的一系列工程技術措施，通過加強對原有生態(tài)系統(tǒng)的保護，修復已破壞的生態(tài)環(huán)境以及實施低影響開發(fā)，從而達到改善水環(huán)境、保障水安全，利用水資源、修復水生態(tài)的目的。海綿城市建設對保障園區(qū)汛期安全，改善園區(qū)環(huán)境，提升生態(tài)容量具有重要作用。因此，在工業(yè)園區(qū)推進海綿城市建設是必要和可行的。

（二）降低徑流污染。我國水資源不足，地表水資源污染較重，如不能及時止損，可用水資源將會逐漸枯竭，經(jīng)濟社會發(fā)展失去可持續(xù)性。工業(yè)園區(qū)水的污染源主要是工業(yè)廢水和地表污物沖刷。工業(yè)廢水現(xiàn)基本都有污水處理廠處理。地表沖刷污染主要由降雨徑流的淋浴和沖刷產生，暴雨時徑流將地表的和沉積在管網(wǎng)的污物，在短時間內沖刷匯入受納水體引起水體污染。海綿城市就是通過人工濕地、生態(tài)濾池等措施過濾和降解污染物，達到凈化水體、控制污染、保護城市水環(huán)境的目的。

（三）緩解水資源短缺。我國淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6%，人均水資源量不足世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟發(fā)展，人口增長，城市化率大幅提升，隨著重化工業(yè)發(fā)展，我國對淡水的需求量劇增，造成地下水資源過度開采，生態(tài)安全隱患倍增，發(fā)展遭遇瓶頸。工業(yè)園區(qū)用水量大且增量也大，如何破解這個瓶頸成為發(fā)展的重要課題。海綿城市有著較好地凈水、儲水系統(tǒng)，能將地表沖刷的雨污進行匯集處理，不但解決了污染問題，還能最大程度利用雨水。山東中部地區(qū)年降雨量約800mm，一個面積10平方公里的中型工業(yè)園，年雨水地表徑流就是800萬m?，按照最終可利用率20%計算，每年就能為園區(qū)提供160萬m?的用水，經(jīng)濟和環(huán)境效益可觀。

四、工業(yè)園區(qū)海綿城市建設相關技術分析

工業(yè)園區(qū)作為城市化進程中的重要組成部分，以工業(yè)園區(qū)為基礎研究海綿城市技術方案具有很強的現(xiàn)實意義。本工業(yè)園區(qū)在利用低影響技術建設成海綿型工業(yè)園區(qū)之后蓄水和排水效果都得到了很大的改善，為探索建設海綿型工業(yè)園區(qū)提供了寶貴經(jīng)驗和技術路線。

（一）工業(yè)園區(qū)低影響開發(fā)單元技術選擇

1、地表產流計算方法

地表產流指降雨經(jīng)過損失變成凈雨，有3種類型地表單獨進行產流計算，排水區(qū)域出流量等于3個部分出流量之和。地表產流計算方法和降雨設計計算方法用于計算出流曲線。

2、降雨設計

當前常用的暴雨模型方法有CHN祛、PG法等，排水設計根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（CB50014-2006）， 暴雨強度公式-般采用以下公式：q=167A（ I+CpP）（，+h ）*：A I為重現(xiàn)期一年的設計降雨雨量，C為雨最變動參數(shù)，P為設計降雨重現(xiàn)期，以為降雨歷時，6.n為常數(shù)，q為一定降雨歷時bz內與單位面積上的超過頻率為P的平均雨深。

3、地表污染物積累公式

本文中地表污染物積累公式來源于東南大學孟軍的碩士論文《海綿型工業(yè)園區(qū)關鍵技術與設計方案研究》。其中污染物的積累量B是時間參數(shù)的冪麗數(shù)，隨著時間測增加而增加，直到達到一個極限值，即B=min（CG， Cs”）。其中，Ci為最大累積量，C2為累計率常數(shù)，C，鄭時間常數(shù)，為時間變量。指數(shù)函數(shù)累積公式，當污染物累積與時間成一定的指數(shù)函數(shù)關系，累積至極限值即停止，B-C（1-e-*），C為最大累積量，C2為累積率，t為時間變量。

（二）工業(yè)園區(qū)應用低影響技術的效果分析

本工業(yè)園區(qū)應用低影響技術建設海綿廠區(qū)，在應用了成組套的低影響技術后，園區(qū)的降雨徑流和徑流中的污染物都有明顯降低。通過對蓄水池和水敏性設施的檢測得出結論，在有蓄水池和水敏性設施情況下，二者的出流曲線基本相同，流量較無水敏性設施情況減少29%;在產流時間上，有蓄水池情況下較有水敏性設施情況延后約10mnin，工業(yè)園區(qū)的降雨徑流峰值以及徑流中的污染物都有效降低，不但削減了降雨的徑流量而且也使地下水得到及時補充。

（三）工業(yè)園區(qū)低影響開發(fā)技術

1、排放雨水。當雨峰值過大的時候，應用下凹綠地技術、綠色屋頂技術、滲透鋪裝技術等低影響開發(fā)技術可以有效減少降雨徑流的峰值，用地面排水與地下雨水管渠相結合的方式來實現(xiàn)一般排放和超標雨水的排放，避免內澇等災害。蓄起來的雨水，一部分經(jīng)過污水處理廠處理后可用于綠化灌溉、日常生活和部分工業(yè)生產，一部分經(jīng)過滲透補給地下水，多余的部分就經(jīng)市政管網(wǎng)排進河流，不僅降低了雨水峰值過高時出現(xiàn)積水的幾率，也減少了第一時間對水源的直接污染。

2、滯留雨水。在城市建筑建設過程中利用低影響開發(fā)技術可使降雨的徑流量有效削減，進而使地下水資源得到補充，減少徑流中的污染物。此外，還可以使開發(fā)之后的水文狀態(tài)接近河流開發(fā)之前，延緩短時間內形成的雨水徑流量，或用水泵直接提升到高地儲水池中，在凈化水源的過程中設置截污處理對下滲雨水進行第二次的凈化，進入模塊蓄水池之后配合生物技術再次凈化后循環(huán)利用到冷卻水補水、綠化灌溉、混凝土攪拌等方面。

3、合理應用雨水。低影響開發(fā)技術可以明顯削減徑流的污染物，去除率可以達到甚至超過40%，，有效提高水資源二次利用率。例如將停車場上面的雨水收集凈化后用于洗車或者收集雨水用于灌溉、洗車等，通過“蓄”把水留在原地，再通過凈化把水“用”在原地。

五、結語：

海綿城市規(guī)劃建設理念和相關技術在工業(yè)園區(qū)建設實踐中具有確定的可行性，建設海綿型工業(yè)園區(qū)的經(jīng)濟、社會和環(huán)境生態(tài)效益顯著，它順應了“低碳—生態(tài)”的建設理念，對生態(tài)文明建設水平的提高具有重要現(xiàn)實作用。

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