淺析城市綠色防汛

項蕾

摘 要：本文梳理了國內外城市防洪防內澇的發展現狀，給出城市綠色防汛的基本理念，結合北京城區規劃和排水設施現狀，闡述如何針對雨水收集的前端、中端和末端，從結構、布局和技術三個層面進行發力，并對石景山和豐臺兩區的實踐提出幾點設想。

關鍵詞：城市綠色防汛;結構規劃;布局調整;技術改革;前中末端

1城市綠色防汛概述

當前水污染防治已經提高到國家戰略層面，黑臭水體治理在北京已經取得了一定成果，建成區基本實現旱季污水不入河。但降雨時的初期雨水徑流、合流制污水溢流及污水處理廠溢流入河污染成為亟待解決的問題。

1.1城市綠色防汛的由來和歷史沿革

1.1.1美國城市雨水管理理念

20世紀50 年代至今，美國城市雨水管理主要經歷三次轉變：從最初的“以排為主”向削減城市徑流污染總量和峰值流量轉變;后注重依靠管道末端設施如調節塘等集中管理雨水;再到現如今進行的“雨水源頭管理重要性遠大于后期治理”的低影響開發（LID）源頭控制。

1.1.2美國城市雨水徑流管理措施

（1）實施雨污水分流系統，如伯靈頓合流制排水系統服務面積2.9 平方英里，從1970-2017 年完成所有分流制改造;

（2）建立合流制存貯設施，包括初級處理、存儲后排入受納水體，如佐治亞州亞特蘭大合流制排水系統服務面積19 平方英里，建2個儲存和處理系統，目前已經達到60%溢流污水和75%固體污染得到處理。

（3）實施低影響開發（LID）以減少雨水徑流流入排水系統。關鍵在于原位收集、自然凈化、就近利用或回補地下水，一般通過構建屋面雨水系統、雨水調蓄系統、植草溝、雨水花園、下凹式綠地、透水路面、低影響街道等手段實現。如馬里蘭州喬治王子郡的雨水花園工程、華盛頓首府西雅圖市的綠色雨水街道“海街Sea Street”工程，和舊城區改造“High Point”工程以及俄勒岡州首府波特蘭市的雨水花園工程等。

（4）美國合流溢流污染控制條例

美國環保局水司在1989 年8 月10 日發布合流溢流污染控制對策[2]（54 聯邦登記號37370）。該對策將合流溢流當作點源污染，列入國家污染排放許可和清潔水法控制之列。要求合流排水區采用一級沉淀處理至少85%合流下水道溢流廢水，假定此時能夠達到國家清潔水法的要求。

1.1.3國內海綿城市

2012年4月，在《2012低碳城市與區域發展科技論壇》中，“海綿城市”概念首次提出;城市能夠像海綿一樣，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。國務院辦公廳2015年10月印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》，部署推進海綿城市建設工作。

1.1.4《水污染防治行動計劃》（水十條）

國務院2015年4月發布：以改善水環境質量為核心，按照“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”原則，貫徹“安全、清潔、健康”方針，強化源頭控制，水陸統籌、河海兼顧，對江河湖海實施分流域、分區域、分階段科學治理，系統推進水污染防治、水生態保護和水資源管理。

1.1.5北京“三線一單”規劃

《十三五環境影響評價改革實施方案》：2016年7月由環保部發布。以生態保護紅線，環境質量底線，資源利用上線和環境準入負面清單為手段，強化空間、總量、準入環境管理。根本目的是協調好發展與底線關系，確保發展不超載，底線不突破。

1.2城市綠色防汛的定義

1.2.1集團防汛體系

北京城市排水集團自建立之初，一直在探索如何科學、長遠地解決城市內澇問題，目前已在科技防汛、智慧防汛方面積累了一定的經驗，而城市綠色防汛作為集團防汛體系又一戰略目標，將和人文防汛一起，共同構成北京排水集團城市防汛新體系，即科技防汛、智慧防汛、綠色防汛和人文防汛。

1.2.2城市綠色防汛定義

綠色防汛可以定義為：如何通過結構性調整，布局的優化，技術的改進，在雨水收集的前端、中端和末端同時發力，在城市防洪的主要目標的基礎上，進而協同的實現提升城市水源涵養功能，提高水資源的利用效率，改善水質，修復水生態，減少污染物以及污水處理廠的污泥固廢排放的整體理念。

1.2.3構建城市綠色防汛的意義

北京排水集團作為中國排水行業的龍頭企業，理應率先建立起城市綠色防汛的整體理念，旨在響應國家和北京是發展號召，為排水行業樹立未來的發展方向，協助政府、協同規劃建設運營單位一起，通過制定標準、促進立法，參與規劃、設計實施，再到可持續發展的高效運維，分階段分步驟實施，打造北京碧水藍天，魚翔淺底的美好生活空間。

2國內外城市綠色防汛的現狀

2.1概括描述國內外城市綠色防汛的總體狀況

2.1.1美國馬里蘭州

喬治王子郡的雨水花園工程是馬里蘭州作為美國低影響開發技術最先一批試點的成功案例，該州要求新建建筑要有排放許可permit，由美國環保局來監管發證，從設計、開發、應用、監管等方面進行管理。

2.1.2新加坡

新加坡的水敏城市將功能性設施和生活方式相結合，成為自然系統的一部分。綜合環境、社區，增強社會凝聚力的可持續發展空間，提高人民對水體的主人翁意識。同時提出強制性指標，所有的新建和重建地區必須通過計算設立源位調蓄和滯留設施削減雨水徑流量，并規定排入市政管網的雨水流量不得超過該地區峰值流量的65%-75%。如圖1所示。

2.2 國內城市的典型案例

2.2.1香港“雨水排放系統整體計劃”

通過建立較為完善的雨水排放系統，升級排水管道提升抗洪能力;建設雨水隧道，將雨水直接引流入大海，減輕排水系統負荷;建設蓄水設施，在積水地區暫存部分雨水，再利用水泵排出儲存雨水。排放系統形成一個立體結構，包括橫向疏通的雨水排放隧道，和縱向建造的蓄洪設施及雨水泵房。通過智能水閘系統實時監控水位，及時調整上下游的蓄水，來減少洪災出現。

2.2.2湖南常德市海綿城市建設試點

主要推進江河湖連通活水、綠化截污凈水、道路小區蓄水、防澇減災排水、水文化水旅游親水等五大工程148個項目，總面積36.1平方公里，其中院落小區22.9平方公里、河湖水體3平方公里、道路廣場綠地及其他公用設施10.2平方公里。

2.2.3北京市海綿城市建設

北京市海綿城市實施意見指出，小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解。通過海綿城市建設提高水環境質量，緩解雨洪內澇壓力，促進水資源循環利用。通過增加儲水空間，將雨水留下來;通過改造硬質鋪裝，將雨水滲下去;通過延長匯流路徑，將雨水凈化好。將北京建成宜居的、充滿活力的、缺水地區建設海綿城市的典范，到2030年，建成區80%的面積能實現70%的雨水就地消納。

3以北京為代表的現代化城市，實施綠色防汛的路徑

3.1城市防汛過程中，綠色理念未得到有效實施

近些年北京防汛主要已解決城市內澇為主，歷經2012年“7.21”，2016年“7.20”后，城區大部分易積水點的設施都得到了提升。通過泵站升級改造，斷頭管治理，河道疏浚治理等措施，城市內澇情況得到緩解，基本是“大管快排”的方式，較少考慮初期雨水的污染和雨水的“資源化”綜合利用。主要體現在前端污染沒有攔截，中端輸送沒有綜合利用，末端生態涵養不足。

3.1.1前端污染：面源污染物、用戶排放

（1）作為缺水城市，把降雨作為資源利用不夠。對降雨資源利用的基礎設施較為薄弱，城市不透水面積越來越多，地表徑流大。大多數綠地都在路面以上，吸納凈化雨水能力差，不能涵養凈化雨水，形成地表徑流污染。（2）污染源復雜，包括垃圾、樹葉、地表徑流產生的懸浮物、COD等得不到有效控制。（3）垃圾清掃車滲濾水隨意排放。（4）大部分社區、用戶對雨水沒有收集措施，雨水通過管道或徑流全部外排;有收集設施的用戶由于設施維護不到位，部分或全部失去功能。

3.1.2中端傳輸：排水管道、污水處理廠

（1）雨水口作為雨水收集設施也是垃圾收集的主要來源，通過汛前統一清掏及汛期著重補掏不能滿足綠色防汛要求（2）對初期雨水污染無有效治理、攔截、調蓄措施，通過管道直接排入水體形成污染。（3）管道內沉積物在降雨時形成二次污染進入水體。（4）目前管網設施沒有有效調蓄的空間，整體容量不足（5）存在雨污管混接、錯接導致污水在降雨時越過截流設施進入水體（6）降雨時污水管道流量激增，通過截流管反灌入雨水管道進入水體，使河道的污染物遠高于截流管可排入河道的污染物。（7）污水處理廠處理能力已經接近飽和，沒有容量對多余雨水進行處理，雨污水通過溢流設施進入河道。

3.1.3末端涵養：河道

（1）城市河道渠化嚴重，幾乎沒有涵養凈化功能。形成旱季沒水可用，雨季有水不用現象。（2）部分河道變為暗涵，蓄水行洪能力大大減低。

3.2以北京為代表現代化城市實施綠色防汛的三個路徑

秉承著對水環境改善的責任與擔當，通過促進結構性調整，布局的優化，技術的改進來打造城市綠色防汛。

3.2.1在排水前端發力，參與結構的調整

（1）城市管理者以綠色防汛理念推廣為主導，通過立法、強制性規范、實施政策等方面進行結構調整，如《關于推進海綿城市建設的指導意見》、《水污染防治行動計劃》、《十三五環境影響評價改革實施方案》、《北京市城市總體規劃（2016年—2035年）》等政策發布，以及后期通過專項立法等方式，在水污染防治、綠色基礎設施建設，運營管理與監管等方面有了指導依據。

（2）豐臺區和石景山區作為建設區，規劃還不完善，結合新出臺的“三線一單”的規劃布局，將有大批量的新建、改建社區。對于新建和改建小區的雨污水排放許可，可作為下一步的工作重點。集團可從規劃處著手，參與各區的政策結構調整，在現有排污許可體系下，建立新建小區雨水排放許可體系。首先，建立一整套指標評價體系，新建的小區人口密度、綠色容積率達到多少的時候，允許其接入現有管網。其次，監管實施，發揮產業鏈的優勢建設一系列排水監測體系，最后形成數據庫，建立評估體系，作為執行標準甚至是專項法規的支撐。第三、形成綜合的客戶服務體系，參與到社區的建設、改造、維護過程中，從而實現經濟效益。

3.2.2加強中端調度，促進布局的優化

北京現有生態空間總量能達到約50%，但空間布局不合理，多在京郊懷柔密云山區、門頭溝、延慶等地，城區分布相對較少，所以城市內的生態空間布局是否合理至關重要。

在基礎設施上，根據法律，相關政策、標準，城市總體規劃，綜合考慮相關基礎設施布局及作用。非建成區整體規劃實現綠色基礎設施布局，達到生態平衡效果。建成區利用現有設施，通過合理改造、擴建等方式，充分實現城市水資源的綜合利用。（1）現有綠地的綜合利用，通過下沉式綠地改造或地上綠地、地下調蓄的立體雨水利用體系，使土地資源能夠充分利用。（2）結合現有泵站調蓄池布局，對周邊設施進行綠色改造，達到調蓄池的綜合利用。或建設新的調蓄空間時，與現有調蓄池綜合考慮利用，達到區域內調蓄空間的綜合利用，減少投資。（3）為趨于飽和污水處理廠規劃預留用地，并考慮初期雨水的處理容量，通過改造升級減少污水溢流。（4）河道兩側保留綠化隔離帶，增加水源涵養能力。（5）完善管網系統布局，通過合流改造，補全雨污水收集設施，提高總體保障能力。（6）通過優化防汛布控綜合調度、泵站調蓄池錯峰抽升達到節能減排。（7）建立生態泵站體系，保證泵站內產生雨水不外排，并采用產業鏈污泥固廢作為基土培育綠植。

3.2.3夯實末端管控，廣推技術的改進

在設計、建設、運維等方面，充分采取新技術、新模式，通過技術改革創新，實現排河口溢流污染控制，初期雨水全處理，達到改善水質目標。

（1）推進基礎設施建設，通過綠色、灰色基礎設施建設，減少地表面源污染，消減雨洪水峰值，實現雨水綜合利用。（2）修建改建環形雨水管道蓄排水系統，增加區域管道收水排水能力，可以使新建區提高標準，緩解已建成區和舊區提標難問題。（3）設置排河口旋流分離器，有效減少固態垃圾及懸浮物。（4）截流管浮筒閘，減少污水通過截流管反灌雨水管道入河。（5）排河口垃圾攔截，有效減少固體垃圾入河。（6）改進雨水口清掏方式。（7）建設排河口大容量蓄水管道，通過修建容量蓄水管道代替調蓄池，結合浮筒閘有效存蓄初期雨水。（8）建設污水處理廠廠前調蓄池，緩解降雨時雨污水對水廠沖擊，減少污水溢流。（9）通過溢流監測、隱患設施監測等手段建設多層次監測體系，實現動態管控。（10）建立數學模型，找到廠網一體化運行的最佳模式。

4城市綠色防汛在豐臺區、石景山區的幾點實踐設想

根據豐臺、石景山的設施、河道、水體特點，對豐臺區、石景山區有以下幾點設想：

（1）積極參與到兩區城市規劃中，將集團人文防汛、科技防汛、指揮防汛、綠色防汛等理念帶入到城市規劃中。

（2）積極參與社區建設，實現新建、改造社區雨水外排總量控制，并實施有償代維工作。如首鋼產業園區。

（4）從西南三環泵站，修建管道到北側三環內的下沉式海綿蓄滯區，通過雨水泵站收集的雨水排入蓄滯區，過濾、回灌地下水。可以通過模型計算出在一定降雨時雨水泵站雨水完全“零”外排，全利用。

（5）水衙溝萬豐濕地蓄滯洪區。結合現有濕地公園，通過改造形成可調蓄雨水峰值的蓄滯洪區。

（6）生態泵站、綠色泵站建設。結合集團重點工作，擬對豐臺區六里橋雨水泵站、蓮花池排澇泵站進行生態泵站建設。擬利用下凹式綠地、透水鋪設、蓄水塘等，配合設施調蓄，實現泵站及周邊道路雨水不外排，供院內生態景觀回用。并采用產業鏈污泥固廢作為基土培育綠植。

參考文獻

[1]趙敏華. 綠色雨水基礎設施的探索與實踐[C]// 城市雨水管理國際研討會. 中國城鎮供水排水協會;上海市排水行業協會， 2013.

[2]李兵. 基于“海綿城市”理念的雨水滲蓄試驗研究[J]. 中國市政工程， 2015.

[3]Quiroga L ， Fischer S ， Schweigmann， Nicolás. Immature mosquitoes associated with urban parklands： implications for water and mosquito management.[J]. J Am Mosq Control Assoc， 2013， 29（1）：27-32.1

[4]Green Roof. For Flood Prevention， We Need to Raise Our Game （And Flatten Our Roofs）[J]. Archdaily.

[5]仇保興. 海綿城市（LID）的內涵、途徑與展望[J]. 給水排水， 2015.