淺談水文地質勘查工作在海綿城市建設中的重要作用

宋偉麗，黃志瑞

吉林省水文地質調查所，吉林 長春 130012

0 引言

高速的城鎮化建設改變了自然水文循環系統，同時帶來了一系列問題，直接表象就是城市內澇問題，給眾多城市居民帶來人身威脅和財產損失。所謂海綿城市就是城市像海綿一樣，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，需要時將儲存的水“釋放”并加以利用。而水文地質勘查工作是海綿城市建設規劃設計前的基礎性工作，在海綿城市建設中起著至關重要的作用[1-2]。

創建海綿城要重視前期水文地質勘查工作，才能更好開展海綿城市建設。

1 海綿城市建設的基本原則

海綿城市建設的基本原則是規劃引領、生態優先、安全為重、因地制宜、統籌建設[3]。

海綿城市是構建“尊重自然、順應自然、保護自然”建設生態城市的重要理念。通過海綿城市建設讓城市能夠像海綿一樣在適應變化和應對自然災害等方面具有良好的緩沖和“彈性”。下雨時吸水、滲水、凈水、蓄水、需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，控制雨水徑流及污染控制、構建從源頭到末端的全過程控制雨水系統。通過城市規劃、建設的管控，采用滲、滯、蓄、凈、用、排六位一體的綜合排水措施，控制雨水徑流，就地消納，實現城市良性水文循環特征。最大限度的減少城市建設對生態環境的影響。

2 海綿城市的建設方針

宏觀層面上：以目標為導向，使海綿城市建設與生態文明建設、新型城鎮化、建設宜居城市和低碳城市相協調統一；以海綿城市為抓手，提升城市基礎設施建設水平，解決城市發展中存在的水問題。

海綿城市建設的目標包括徑流總量控制、徑流峰值控制、徑流污染控制及雨水資源化利用等。

微觀層面：以問題為導向，解決具體問題。

水安全建設：解決城市內澇問題。

水環境建設和水生態建設：解決城市黑臭水體和環境問題。

水資源建設：加大雨水資源化，提升非常雨水資源利用水平。

水文化建設：突出本地文化特色，使得城市建設記得住“鄉愁”。

具體落實：從水資源、水安全、水環境、水生態、水文化幾個方面，落實“滲滯蓄凈用排”的海綿城市建設方針。

3 影響海綿城市建設的主要水文地質因素

(1)自然地理環境(位置、地形、氣象、水文條件)。

(2)地質條件(地貌、地層巖性、結構、厚度、包氣帶巖性、孔隙度、滲透系數、隔水層的巖性等)。

(3)水文地質條件。含水層或蓄水構造的空間結構、地下水的補給徑流條件及變化、地下水的水位、水質、水量、地下水開發利用及海綿城市建成后引起的水生態變化等。

(4)工程建設措施。在城市開發建設中合理控制開發強度，留足生態用地，增加水域面積，促進雨水積存、滲透、凈化。減少地表水徑流，降低或減輕暴雨對城市運行影響。

4 海綿城市建設規劃設計前開展的水文地質工作[4]

(1)進行城市現狀基礎調查。第一要充分收集氣象、水文、地質、水文地質、水資源開發利用現狀、環境地質、社會經濟發展等有關資料，進行分析整理和綜合研究。第二要采用水文地質測繪、物探、鉆探、水文地質試驗、地下水動態監測、取樣測試等綜合手段。第三調查工作應以地下水補給、徑流、排泄、賦存為重點，加強地下水資源、生態與環境功能評價，提供地下水資源可持續開發利用方案。

最后結合國民經濟發展需要，計算有開發前景地段的地下水資源量。

(2)開展場地雨水入滲及滲透能力研究。

(3)開展淺層地下水調查工作，服務于低影響開發雨水系統布局。

(4)開展淺表水土環境調查評價，服務于城市生態系統的恢復和修復。

(5)加強城市不透水層(隔水層)空間分布特征調查，為最大限度降低蓄存雨洪風險提供儲存空間。

5 勘查工作成果在海綿城市建設中的重要性

海綿城市建設是把70%～80%的降水通過自然滲透、滯留、蓄存的方式就地消納，而規劃和設計就是要解決降雨入滲和容納，這和規劃的建設區域地質條件、水文地質條件緊密相連。而水文地質勘查工作就可以提供不同場地條件的含水層埋深、飽和度、孔隙度、地下水位、不同地質條件的滲透系數及隔水層空間分布等等。這些數據也是海綿城市規劃和設計的基礎依據。

5.1 海綿城市建設的規劃和設計[4]

海綿城市建設的規劃和設計應在水文地質勘查成果基礎上進行規劃和設計。

(1)對地下水位埋深較大或在地下水超采區，應優先考慮雨水下滲補充地下水。

(2)對地下水位較高的地區要考慮地下水凍融對工程設施的破壞作用。

(3)海綿城市建設的工程設施，應結合場地地形特點、地下水埋深等，合理布置，確保降水入滲控制在70%～80%以上。

(4)海綿城市建設設施要結合勘查成果，充分考慮降水入滲和蓄存對地下水現狀的改變、滲透后地下水位的標高、地下水的運移和自然凈化及地下水水質的變化情況等。都要通過長期的監測數據加以總結和認識。

5.2 結合勘查成果因地制宜[5-6]

(1)對于城市新建區應優先考慮通過透水鋪墊、下凹綠地、雨水花園、蓄水地等工程設施，將雨水入滲、蓄存并利用。

(2)對城市改造區，由于受自然條件限制，場地條件并不充分，應考慮以垂向的滲透和蓄存為主。滲透、蓄存的層位應結合勘查成果設定入滲和蓄存位置。

(3)要把平面的入滲蓄存與垂向上的入滲蓄存相互結合、并與城市排水管網相互融合。

6 結論

海綿城市建設是一種恢復自然水文循環的城市發展方式，是一個長期過程，不是一蹴而就的，能夠保護和修復水生態系統；海綿城市建設必須遵循客觀規律，樹立正確理念，建立技術體系，完善政策制度，統籌協同建設。海綿城市建設是解決城市雨洪影響的最有效途徑和措施。而水文地質勘查工作是海綿城市規劃設計前的基礎性工作，服務于海綿城市建設的始終。