物理隔離方式在打造海綿城市中的應用分析

陳瓊玲CHEN Qiong-ling

（東莞市城建工程管理局，東莞 523000）

關健詞：海綿城市；建設背景；目標、原則

1 工程介紹

五點梅水庫群物理隔離水利工程位于東莞市長安鎮北部邊緣，長安鎮北部多分布山脈、丘陵，面積為20916畝，占全鎮總面積的16.6%，山脈以海拔513.4m的蓮花山為主峰，全長約18km。水庫庫區地勢總體北高南低，北部以山脈、丘陵為主，南部魚塘、農田分布較廣，庫周建成區面積較大，平均高程約11m~15m。

全市多年平均降水量1693mm，多年平均水面蒸發量為1196mm，多年平均氣溫22.8℃，無霜日339d，平均日照時數為1961h，多年平均相對濕度77.0%，多年平均風速1.94m/s。

2 海綿城市建設背景

海綿城市是一個形象的比喻，是指通過加強城市規劃建設管理，充分發揮建筑、道路和綠地、水系等生態系統對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，使城市在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，即城市能夠像海綿一樣，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用，提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式。

2017年3 月，東莞市人民政府辦公室印發《東莞市關于推進海綿城市建設的實施意見》（東府辦〔2017）24號），要求深入貫徹落實黨的十八大關于大力推進生態文明建設的重大戰略部署，按照國家領導人提出的“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，以及海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”的功能要求，著力在城市規劃建設中全面推廣應用海綿城市技術，保護水環境、修復水生態、保障排水防澇安全、高效利用水資源，切實改善城市人居生態環境，推動城市節能減排，努力打造美麗幸福、生態宜居、人水和諧的現代化生態都市。

3 海綿城市建設目標及原則

建設海綿城市就要有“海綿體”。城市“海綿體”既包括河、湖、池塘等水系，也包括綠地、花園、可滲透路面這樣的城市配套設施。雨水通過這些“海綿體”下滲、滯蓄、凈化、回用，最后剩余部分徑流通過管網、泵站外排，從而可有效提高城市排水系統的標準，緩減城市內澇的壓力。

3.1 海綿城市建設總體目標

①采用海綿城市理念指導城市開發建設，促進東莞市現代生態都市的建設；

②發揮東莞生態本底優勢，保護原有嶺南山水生態格局，加強生態控制線、藍線、綠線保護力度，有序清退生態控制線內違法建筑，營造良好的生態環境；

③綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響，將70%以上的雨水就近消納和利用。加強排水防澇設施建設，內澇防治標準達到50年一遇；

④水環境質量有效改善。近期完成污水次支管網建設，消除黑臭水體；遠期基本建成分流制排水體制，旱季排水管道不得有污水進入水體，地表水環境質量達標率90%；

⑤建立常態化的海綿城市規劃建設管控機制。到2020年，城市建成區20%以上的面積達到海綿城市建設目標要求。到2030年，城市建成區80%以上的面積達到海綿城市建設目標要求。

3.2 東莞市海綿城市建設的原則

本項目東莞市五點梅水庫群物理隔離水利工程圍繞以上目標，在工程設計過程中貫徹海綿城市理念，促進東莞海綿城市建設，主要體現在以下幾個方面：

3.2.1截排方案設計中充分體現海綿城市理念

本次物理隔離工程根據五點梅水庫群流域水文條件、地形地貌、外排出路等因 素，按照“分片排澇、等高截流，留湖蓄澇、排蓄結合，立足自排”的原則綜合確定排水方案，工程設計標準達到了東莞市海綿城市防洪排澇標準2030年目標值。推薦方案中充分利用工程范圍內的地形條件，因地制宜、因勢利導，設置了7個生態調蓄塘，利用其“滲、滯、蓄、凈”的功能，一方面大幅削減了下排的洪峰流量，另一方面也對面源污染物進行了削減，有效削減了下排的洪峰流量，降低了水質污染風險。

3.2.2 渠道設計盡量采用生態化型式

①截渠或者清渠利用原有河道的，原則上不改變原河道走勢，維持河道天然形態。岸線布置結合自然地形進行設計，少動土方，保留河道的原生性、斷面的多樣性、兩岸的保留天然植被等，充分體現自然、生態的河道治理理念。

②工程設計中注意跟周邊環境的協調，避免隔離措施生硬單調，渠道三面光，考慮工程生態、美觀，體現人水和諧，按需求進行基礎景觀設計，非居民區、建成區遵循宜寬則寬的原則，保護生態環境，發揮水體的自凈化功能。

③明渠盡量采用生態護岸，通過在堤岸設計堤岸綠化帶、景觀帶、濱河濕地等各種海綿設施，調蓄、凈化徑流雨水，通過植被緩沖帶接納不透水面的徑流雨水，最大可能削減徑流流速和污染負荷。

3.2.3 生態堤采用生態護岸型式

生態堤設計中采用生態護岸。護岸結構設計中注意將防洪功能和生態景觀相結合，在滿足安全穩定的前提下實現工程造價的降低，充分考慮人們活動的親水需求，盡量避免剛性硬質化，合理選擇當地植物措施；盡可能采用天然建材護岸，營造生物縫隙，為其提供繁殖和生長環境與周邊親水道路形成綠色走廊。

3.2.4 結合生態調蓄塘的布置營造自然濕地系統

結合生態調蓄塘的布置，整合場地內破碎的濕地斑塊，恢復自然濕地面積，讓自然濕地成為生態系統的重要一環。分層次栽植濕地植物，以達到保持水土、涵養水源、營造物種多樣性和生態觀賞性的作用。調蓄塘盡量采用生態化駁岸，駁岸引用雨水花園的設計手法，在駁岸設計中放緩坡度，采用層層遞進臺階型式駁岸，將水生植物種植在駁岸上，在美化駁岸的同時，也可以起到水體凈化、穩定堤岸的作用，同時滿足人的游玩需求。

3.3 工程措施適宜性

本工程為水資源保護工程，融合了水安全保障、水污染防治、水生態修復、水景觀打造、智慧水管理等任務，為響應建設海綿城市的目標，本工程在設計過程中遵循設計指引，從排水方案布置、建筑物型式設計、水生態修復、景觀設計等多個方面融入海綿城市措施，能夠有效降低地表溢流漫流，可以起到減緩地表徑流流速、將地表部分雨水向土中滲透和去除地表徑流污染物的作用，使降雨可以盡可能的消納和利用，有效控制面源污染，大大降低了地面排水系統的負荷。

4 打造東莞市海綿城市的措施和建議

4.1 打造海綿城市的相關措施

按照《東莞市供水安全保障規劃》，擬將五點梅水庫群作為珠三角工程東莞部分的調蓄水庫之一，要求2024年前達到II類水質標準。但目前水庫集水范圍內有大片建成區，存在的問題有：①面源污染問題突出，現狀水質較差；②集水范圍內大面積建成區難以在短時間內拆除，水源保護區劃無法落地；③擬劃定飲用水源保護區內建設項目嚴格審批，現有居民建設用地需求無法保障。

通過建設物理隔離工程，將建成區50年一遇及以下設計暴雨產生的地表徑流經調蓄和生態處理后轉輸至水庫下游，可以：①有效削減面源污染和雨季合流管網溢流污染，促進水庫水質達標；②人為改變水庫排水分區，達到調整水源保護區的條件，將建成區劃出水源保護區，一方面促進區劃落地，另一方面避免大規模拆遷；③釋放一部分建設用地，緩解用地緊張，避免社會矛盾。綜上所述，建設五點梅水庫群物理隔離工程解決上述問題是保障珠三角工程效益發揮和東莞市供水安全的需要，是十分必要且迫切的。

①按照《中華人民共和國水污染防治法》的有關規定，本物理隔離工程將擬劃定一級水源保護區范圍內的與供水和水資源保護無關的建設項目、二級保護區范圍內的排放污染物的建設項目作為隔離對象。結合自然排水分區，將集中連片隔離對象（即建成區）劃入隔離區，其它劃入清水區（清水區中零星分布的建設項目根據法律規定拆除或關閉）。根據劃分結果，五點梅水庫群隔離區面積6.72km2，清水區面積8.18km2。

②遵從“讓保護更充分，讓發展可持續”理念，參照深圳市類似工程成功經驗，本次物理隔離工程從促進水質達標、達到人為改變水庫排水分區、防范突發水污染事故等因素考慮，確定截流規模為50年一遇，對應的24小時設計暴雨為385.4mm。

③基于隔離區劃分結果和截流規模，本次項目可行性研究報告設置3個物理隔離截流線路布置方案，將3個方案從工程投資、防洪影響、協調難度等角度進行了比選，確定方案一為推薦方案。物理隔離方案結合水庫連通方案，項目工程內容包括渠道15.6km、隔離墻3.4km、水閘11座、溢流堰1座、生態堤1.1km、生態調蓄塘清淤78.98萬m3、調蓄塘護岸9.4km、蘆花坑-五點梅水庫連通涵1項。

④本工程總開挖量（以下為自然方）合計146.07萬m3（包括圍堰拆除2.69萬m3），總填筑量合計48.44萬m3，開挖料總利用量合計37.05萬m3，總棄方合計89.97萬m3（淤泥經脫水固化后），外購土料2.53萬m3，石方1.57萬m3，砂礫料7.29萬m3。

⑤工程占地1301.33畝，其中永久占地1161.19畝，臨時占地140.14畝。其中耕地53.27畝（旱地53.27畝）園地103.87畝（果園101.85畝，蕉園2.02畝），林地33.87畝（喬木林地5.34畝，灌木林地28.53畝），（其他草地19.95畝），工礦企業用地10.4畝（工業用地10.4畝），交通運輸用地67.98畝（公路用 地67.98畝），水域及水利設施用地24.53畝（溝渠6.05畝，水工建筑用地17.43畝，水庫水面1.05畝），其他土地987.46畝（魚塘986.17畝，空閑地1.29畝）。涉及房屋拆遷29343.56m2。

⑥該工程實施后，擬成立東莞市五點梅水庫群物理隔離工程管理處，對工程進行日常管護。綜合考慮項目特性及提升科學管理的自動化水平，按“管養分離”的原則，初步擬定管理及運行養護人員8人，其中管理人員2人，運行養護人員6人。辦公場所利用水庫管理處現有建筑。

4.2 打造海綿城市的相關建議

4.2.1 建議盡快協調確定棄渣的處置方式

本工程經土方平衡后，工程施工共計產生棄渣89.97萬m3（淤泥經脫水固化后），目前棄渣的處置方式尚未明確，建議由有關部門出具接收和處置棄渣的承諾書，以便滿足項目立項和工程開工的前置條件，通過招標的方式市場化處理棄渣。

4.2.2 建議長安鎮盡快研究蓮花山等6座水庫洪水出路問題

由于長安鎮河道防洪能力有限，現狀蓮花山水庫、蓮花湖水庫、新崖坑水庫、楊梅水庫、鰱魚翁水庫、雞公仔水庫等6座水庫泄洪洪水經環山渠和湴田水庫進入馬尾和五點梅水庫進行調蓄削峰，五點梅水庫群作為水源地后，上述6個水庫低于50年一遇標準洪水將不能再進入馬尾水庫和五點梅水庫，需要新的洪水排放通道。建議長安鎮結合實際另行開展專題研究上游6座水庫涉及片區排洪問題，確保水庫安全運行，綜合論證后連同有關費用問題按“一事一議”方式呈報市政府研究審定。

4.2.3 建議盡快完成下游河道防洪達標改造

本物理隔離工程隔離區徑流經調蓄削峰后，分別排往長安、虎門下游河道，在與水庫聯合調度之后，不會對下游河道防洪造成明顯不利影響。但目前蘆花坑水庫泄洪渠下游大寧南涌、大沙河以及五點梅-馬尾水庫泄洪渠均達不到50年一遇的設計防洪標準，建議長安鎮、虎門鎮重新論證防洪排澇規劃，確保2023年底前完成河道達標改造。

4.2.4 建議協商交通部門開展水源保護區內道路橋梁應急設施的建設和管養

《關于答復全國集中式飲用水水源地環境保護專項行動有關問題的函》（環辦 環監函〔2018〕767號）闡明：“飲用水水源二級保護區內鄉級及以下道路和景觀步行道應做好與飲用水水體的隔離防護，避免人類活動對水質的影響，縣級及以上公路、道路、鐵路、橋梁等應嚴格限制有毒有害物質和危險化學品的運輸，開展視頻監控，跨越或與水體并行的路橋兩側建設防撞欄、橋面徑流收集系統等應急防護工程設施”。五點梅水庫周邊目前有4條主要道路（如圖1所示）。其中常虎高速公路為國家高速，經向管養單位東莞市路橋投資建設有限公司了解，?；⒏咚俟肺妩c梅水庫段已建設防撞欄和應急事故池。廣深高速公路為國家高速，經向管養單位廣深珠高速公路有限公司了解，目前五點梅水庫段已建設防撞欄，但未建設應急事故池，橋面徑流收集后沿橋墩排向地面后排入水庫。蓮湖路為縣級公路，現狀沿水庫側為人行道，有綠化帶與水庫隔離，路面有徑流收集管網，但沒有應急事故池。懷雅路為鄉鎮級道路，與水庫之間有防護欄。

根據《關于答復全國集中式飲用水水源地環境保護專項行動有關問題的函》（環辦環監函〔2018〕767號）的文件要求，本次物理隔離工程對廣深高速公路五點梅段補充了應急事故池措施，對蓮湖路與懷雅路交叉段（右上角）補充了應急事故池措施。建議下一階段商交通部門進一步深化措施方案，并明確工程建設和管護的主體責任單位。

圖1五點梅水庫群周邊公路情況

4.2.5 建議五點梅水庫群隔離區逐步推進海綿城市改造和雨污分流

為進一步解決城市內澇、黑臭水體等問題，提高雨水收集利用率，建議五點梅水庫群隔離區內的建成區結合棚戶區和城鄉危房改造、老舊小區有機更新等，逐步推進海綿城市改造和雨污分流，構建低影響開發雨水系統，通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等多種技術途徑，實現城市良性水文循環，提高對徑流雨水的滲透、調蓄、凈化、利用和排放能力，維持或恢復城市的海綿功能。

4.2.6 建議盡快開展水源保護區劃工作

為確保在2023年底珠三角工程通水前五點梅水庫群水源保護區劃能夠順利落地，建議仿照深圳市水庫水質保障工程的模式，在項目建議書獲得政府批復后，由生態環境部門依據項目建議書組織編制五點梅水庫群飲用水水源保護區劃分方案，由東莞市人民政府核定后，報廣東省人民政府審批。

5 結論

綜上所述，五點梅水庫群物理隔離水利工程為水資源保護工程，融合了水安全保障、水污染防治、水生態修復、水景觀打造、智慧水管理等任務，采取的工程措施及設計理念符合《東莞市關于推進海綿城市建設的實施意見》（東府辦〔2017〕24號）、《東莞市海綿城市專項規劃》等文件的要求，采取的工程措施是適宜的，為東莞市打造成海綿城市作出了非常大貢獻，打造成海綿城市后，也將給東莞市的經濟帶來提升。