海綿城市維護(hù)管理要點及運行效果評價

賈智謀，陳貽明，楊其軍

（中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢430040）

城市效應(yīng)、下墊面硬化等造成城市內(nèi)澇，多地“看海”現(xiàn)象頻發(fā)。加之傳統(tǒng)的城市建設(shè)理念重經(jīng)濟(jì)和社會，輕生態(tài)和環(huán)境，由此造成了一系列水、生態(tài)、環(huán)境問題。國內(nèi)海綿城市理念應(yīng)運而生。海綿城市理念出現(xiàn)后，國家大力推廣海綿城市建設(shè)，試點城市建設(shè)以來，海綿城市的發(fā)展經(jīng)歷了從理論到實踐的漫長過程。

在海綿設(shè)施建設(shè)完成后，海綿城市建設(shè)并沒結(jié)束，而是檢驗剛剛開始，海綿設(shè)施的維護(hù)管理以及運行效果是使海綿城市建設(shè)達(dá)到理想效果的重要保障。與傳統(tǒng)的城市排水設(shè)施不同，海綿城市是以“滲、蓄、滯、凈、用、排”為理念，采用一些設(shè)施和種植植物來滲濾、儲存、回收利用雨水的新理念。簡單來說就是把自然滲透放在首位，改善硬化地面，減少地面徑流，尊重自然地形地貌，在雨季把雨水蓄藏起來，達(dá)到錯峰的效果，并通過一定過濾凈化，在需要的時候又能夠使雨水重復(fù)利用起來的一種方式。海綿設(shè)施種類眾多，在建設(shè)方面有差異，空間布局分散，總體數(shù)量較大，如果疏于維護(hù)管理，運行效果會大打折扣，必然使海綿設(shè)施局部和整體難以達(dá)到理想的效果。

1 運行維護(hù)綜述

在美國，雨水管理很早就得到了重視，并設(shè)有專門的雨洪管理機(jī)構(gòu)，隸屬于美國環(huán)保部，在2006 年發(fā)布的市政雨水設(shè)施融資指南中詳細(xì)介紹了美國雨水管理不同階段的投融資趨勢。各州也通過雨水設(shè)施運營維護(hù)手冊對運行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方法等內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。馬里蘭州還專門對比了4個城市，超過250 項雨洪管理設(shè)施的運行情況，并總結(jié)了各類設(shè)施的維護(hù)內(nèi)容。英國在2007 年發(fā)布的《The SuDS manual》中詳細(xì)說明了可持續(xù)排水系統(tǒng)從規(guī)劃設(shè)計到維護(hù)管理的技術(shù)要點，并在2010 年對手冊中維護(hù)管理部分作了更新。新西蘭的眾多學(xué)者則在多次的南太平洋雨水大會上討論雨水系統(tǒng)的運維工作。實際上，奧克蘭政府雨水管理部與多個部門簽訂了共同維護(hù)管理雨水系統(tǒng)的協(xié)議。加拿大安大略省的《雨洪管理規(guī)劃與設(shè)計手冊》中有專門的維護(hù)管理制度，提出了對雨水系統(tǒng)運行維護(hù)狀況進(jìn)行文字描述的要求。

國家住建部和濟(jì)南、武漢、天津等試點城市，都發(fā)布了相應(yīng)的海綿城市技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，很多對維護(hù)管理都有相應(yīng)的描述。除了各市發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之外，國內(nèi)學(xué)者也在各領(lǐng)域?qū)＞d城市維護(hù)管理做了相應(yīng)的研究。陳盛達(dá)等人[1]研究了綠色屋頂在雨水徑流控制方面的作用，并提出了維護(hù)管理措施、維護(hù)頻率、生命周期。陳垚等人[2]針對植物在生物滯留設(shè)施中的重要作用，通過借鑒國外的設(shè)計規(guī)范結(jié)合國內(nèi)實際，從設(shè)計施工和后期養(yǎng)護(hù)對植物種植維護(hù)進(jìn)行了分析，提出了適合國內(nèi)的植被設(shè)計和養(yǎng)護(hù)措施，后又對雨水花園的維護(hù)管理中容易出現(xiàn)的故障進(jìn)行剖析，并提出了經(jīng)濟(jì)有效的維護(hù)管理方法[3]。張彧等人[4]以天津大學(xué)閱讀體驗艙為例，以建筑學(xué)院“海綿城市構(gòu)建與效能”實驗基地為觀測原型，歸納總結(jié)了雨洪管理設(shè)施維護(hù)工作的主要內(nèi)容，并從日常維護(hù)、冬季管理、創(chuàng)新管理方面，提出了比較完整的管理維護(hù)方案。王琦等人[5]探討了海綿城市源頭徑流控制設(shè)施維護(hù)過程中責(zé)任分配、維護(hù)人員要求、維護(hù)要點等問題，以保證海綿設(shè)施健康長久運行。王崇藝等人[6]提出根據(jù)城市地區(qū)條件和氣候進(jìn)行合理的海綿設(shè)計和管理，并以濟(jì)南魯能領(lǐng)秀城海綿城市建設(shè)為研究對象，重點分析了冬季寒冷氣候下的透水鋪裝、生物滯留設(shè)施在設(shè)計和維護(hù)管理中的關(guān)鍵問題。國內(nèi)外的研究中都體現(xiàn)了雨水系統(tǒng)維護(hù)管理的重要性，怎樣更好、更高效地維護(hù)海綿設(shè)施正常運行，是關(guān)乎規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、園林綠化等專業(yè)的綜合性問題。

2 維護(hù)要點

海綿設(shè)施眾多，包括透水鋪裝、綠色屋頂、生物滯流設(shè)施、下沉式綠地、滲透塘、滲井、滲管（渠）、濕塘、雨水花園、蓄水池、雨水罐、調(diào)節(jié)塘、調(diào)節(jié)池、植草溝、植被緩沖帶、初期雨水棄流設(shè)施、人工土壤滲濾等。如何對不同的海綿設(shè)施進(jìn)行維護(hù)，科學(xué)合理的維護(hù)管理關(guān)系著設(shè)施功能的發(fā)揮以及海綿城市建設(shè)的效果，細(xì)節(jié)眾多，具體維護(hù)管理細(xì)節(jié)可參考相關(guān)規(guī)范。本文將維護(hù)大致分為三個階段：預(yù)防階段、監(jiān)測階段、修復(fù)階段。

2.1 預(yù)防階段

以新建海綿項目建筑小區(qū)、改建海綿項目老舊小區(qū)等海綿項目建成區(qū)為單位，建立海綿城市各設(shè)施維護(hù)管理制度，維護(hù)人員實行專業(yè)培訓(xùn)上崗，注意天氣預(yù)報，特別是雨季的天氣預(yù)報。日常清理雜物，雨季來臨之前增大清潔排查頻率，從細(xì)節(jié)出發(fā)，做到不落一處。保證調(diào)蓄設(shè)施清潔，在旱季進(jìn)行放空、清淤、清洗。平時不向雨水收集設(shè)備傾倒垃圾和生活污水。保證泵、閥門正常運行，輸送設(shè)備內(nèi)部通暢，對必要設(shè)備進(jìn)行一定保養(yǎng)。勤打掃，保證透水鋪裝表面清潔，在適當(dāng)?shù)念l率下，采取高壓清洗和吸塵清潔等措施對透水鋪裝材料進(jìn)行深層清潔，避免透水層透水空隙堵塞，影響透水性能。雨季來臨前，排查故障，日常檢查保證處理及回用設(shè)備能正常工作。海綿設(shè)施周圍豎立明顯的防止誤接、誤用、誤飲等警示標(biāo)志，及時修復(fù)完善安全防護(hù)設(shè)施、警示設(shè)施。及時修剪補(bǔ)種植物，根據(jù)《園林綠地養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)程》養(yǎng)護(hù)植被。

2.2 監(jiān)測階段

在雨季，通過實地檢查或設(shè)備觀測，檢查海綿設(shè)施各部分運行是否正常，記錄運行情況，對運行不暢的設(shè)備進(jìn)行及時排查修理，不能及時修理要記錄下來，雨后檢修，并登記檢修情況。雨中溢流口堵塞過水不暢時應(yīng)及時清理堵塞物。及時記錄更新安裝的雨水口監(jiān)控設(shè)施，包括外排水流量監(jiān)測、雨量監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)，以備事后復(fù)盤。調(diào)蓄池設(shè)液位計監(jiān)測水面高度，遇調(diào)蓄不足時及時排水。記錄各設(shè)備流量計、雨量計、水位計數(shù)據(jù)。使用自動采樣器采取水樣，作為水質(zhì)檢測的樣本。安裝降雨量觀測設(shè)備觀測降雨量，具體操作參考SL21—2015《降水量觀測規(guī)范》。土壤滲透性監(jiān)測采取野外雙環(huán)法，計算滲透系數(shù)、土壤孔隙度，測算場地的蓄積水能力。

2.3 修復(fù)階段

對發(fā)現(xiàn)但沒有及時修理的設(shè)備，雨后應(yīng)及時維修。暴雨過后及時檢查設(shè)施的覆蓋層和植被受損情況，及時更換受損的覆蓋層材料和植被。同時做好雨后的清潔工作，及時傾倒過濾設(shè)備的雜物。

3 運行效果評價

根據(jù)海綿建設(shè)項目，對建成區(qū)范圍內(nèi)整體的海綿效應(yīng)進(jìn)行評價，評價海綿項目實施的有效性。選取的指標(biāo)有年徑流總量控制率、面源污染削減率、滲透效果評價、調(diào)蓄空間評價、水質(zhì)檢測評價、內(nèi)澇改善評價、下沉式綠地率等。其中年徑流總量控制率、面源污染削減率、下沉式綠地率三項評價指標(biāo)為海綿項目建設(shè)規(guī)劃設(shè)計階段就應(yīng)管控的指標(biāo)，應(yīng)貫穿海綿建設(shè)規(guī)劃設(shè)計、施工驗收、運行維護(hù)全壽命周期，對海綿城市運行效果評價意義重大。其余評價指標(biāo)在施工驗收時應(yīng)該是百分之百的合格率，完全滿足設(shè)計要求，但是隨著使用年限的增加，設(shè)備折舊，時間越久這些指標(biāo)對運行效果的評價就越重要。在對海綿設(shè)施的這些指標(biāo)進(jìn)行評價的同時，對達(dá)不到評價效果的部分應(yīng)該在運行維護(hù)中及時改進(jìn)。

3.1 年徑流總量控制率

根據(jù)觀測的相關(guān)雨量、水量數(shù)據(jù)，采用設(shè)施徑流體積控制規(guī)模核算、模型模擬，對比設(shè)計時的年徑流總量變化。項目實際年徑流總量控制率評價采用海綿城市建設(shè)評價標(biāo)準(zhǔn)方法。

3.2 面源污染削減率

根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測，結(jié)合設(shè)計施工資料，查看設(shè)施的設(shè)計構(gòu)造、徑流控制體積、排空時間、運行工況、植物配置等對懸浮物（SS）去除能力與設(shè)計的偏差。

3.3 滲透效果

對具有滲透效果的海綿設(shè)施，監(jiān)測滲透效果的變化，滲透效果不佳時及時清潔或者更換滲透層。

3.4 調(diào)蓄空間

調(diào)蓄設(shè)備的空間較驗收的變化，保證足夠的空間，避免海綿設(shè)施運行空間不足。

3.5 水質(zhì)檢測

檢測雨水回用設(shè)施調(diào)蓄后的雨水與未經(jīng)海綿設(shè)施凈化的初雨的水質(zhì)變化。

3.6 內(nèi)澇改善情況

監(jiān)測城市易澇點、改造小區(qū)內(nèi)澇點道路積水情況，道路積水不超過15 cm，采用模型模擬方法計算小區(qū)內(nèi)道路積水范圍、積水深度、積水時間。

3.7 下沉式綠地率

下沉式綠地率在海綿城市建設(shè)規(guī)劃中為引導(dǎo)性指標(biāo)，建議下沉式綠地率20%，鑒于工程經(jīng)驗，很多業(yè)主認(rèn)為采用下沉式綠地影響景觀品質(zhì)，而且建設(shè)費用增加，不排除某些項目下沉式綠地日益減少。考慮到下沉式綠地率對雨水的調(diào)蓄作用，可能影響整個海綿設(shè)施建設(shè)效果，所以有必要進(jìn)行專門評價。

各典型海綿設(shè)施效果評價指標(biāo)如表1 所示。

表1 典型海綿設(shè)施效果評估指標(biāo)

海綿城市建設(shè)有一個績效評價，國家及某些省市也發(fā)布了相應(yīng)的績效評價標(biāo)準(zhǔn)，運行效果評價和績效評價有不同之處也有相似之處，但不能相提并論。運行效果評價的重點在海綿設(shè)施本身，通過實際的監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷設(shè)施是否正常運行。而績效評價更多的是對整個海綿城市的建設(shè)進(jìn)行評價，從水安全、水環(huán)境、水生態(tài)、水資源等目標(biāo)分解來看，評價中含有一些主觀因素。

4 結(jié)論

對不同的地區(qū)來說，由于水文、地質(zhì)、氣候等自然條件和人文、經(jīng)濟(jì)等社會因素以及設(shè)計與施工技術(shù)等多重因素的影響，設(shè)施的維護(hù)和管理應(yīng)靈活且適用性強(qiáng)。一方面需借鑒發(fā)達(dá)國家的運行維護(hù)經(jīng)驗，另一方面結(jié)合中國各地區(qū)的實際情況，綜合解決國內(nèi)維護(hù)管理中的各種問題。海綿城市的維護(hù)管理是個長期過程，不斷創(chuàng)新完善海綿城市的相關(guān)理念，在實際項目中，補(bǔ)充完善現(xiàn)有的維護(hù)管理內(nèi)容，因地制宜推出各城市的維護(hù)管理手冊意義重大。在實際維護(hù)工作中，擁有專業(yè)的維護(hù)管理團(tuán)隊，弄清各海綿設(shè)施的日常維護(hù)事項、維護(hù)頻次，做好預(yù)防、監(jiān)測、修復(fù)工作，合理評估海綿設(shè)施運行情況，是保障海綿設(shè)施長效運行的基礎(chǔ)。