海綿城市建設與黑臭水體治理共同建設研究

史慧婷

（廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東 廣州 510060）

0 引言

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的綱要》（以下簡稱《綱要》）2021 年3 月13 日發布，《綱要》明確了“推進城市生態修復”、“增強城市防洪減災能力”、“建設海綿城市、韌性城市”、“深入打好污染防治攻堅戰”、“繼續開展污染防治行動”、“推進城鎮污水管網全覆蓋”、“基本消除城市黑臭水體”、“努力爭取2060 年前實現碳中和”等相關任務和要求。

從建設途徑和建設理念的角度來看，海綿城市的建設理念與黑臭水體的治理理念之間存在明顯的共性特征。在對海綿城市進行設計和規劃的過程中，雨水徑流量控制作為主要的控制指標，對自然水體以及多功能儲蓄機制的處理和應用實現對整體水體以及水體循環的調節。通過消除黑臭的水體構建天然雨水調蓄池，可解決海綿城市建設中專用雨水調蓄設施用地困難的問題。

海綿城市建設中，對初期雨水面源污染控制與黑臭水體中“控源截污”的要求完全一致。“控源截污”這種方式能夠有效提升水體質量，而初期雨水面源控制可實現SS 去除率40%～60%的階段性目標，進而降低水體的污染負荷以海綿城市的方式提升水資源的整體流動性，這種方式也是黑臭水體經治理后，促進可持續發展和長效性發展的主要渠道[1-3]。

1 海綿城市建設技術

建設海綿城市需要從源頭減排、過程控制、系統治理的理念系統謀劃，因地制宜地設計海綿設施實現雨水的“滲、滯、蓄、凈、用、排”。海綿城市應該能夠像海綿一樣，通常情況下，自然生態環境能夠對突發性自然災害產生一定的調節作用，展現在適應環境變化和應對自然災害等方面具有良好的彈性和韌性。需重點解決城市洪澇災害與水環境惡化等問題，實現飲用水水源、污水、生態用水、自然降水、地表水、地下水等統籌管理、保護和利用，充分考慮水資源、水環境、水生態、水安全、水文化，緩解熱島效應，確保社會水循環能夠與自然水循環相互貫通，海綿城市建設的實質屬于城市水資源與水環境綜合整治的范疇。

建設海綿城市，主要需要從以下幾個方面入手，一是對城市原有生態系統的保護。具體包括保護原有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態敏感區，留有足夠涵養水源、應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發前的自然水文特征，這是海綿城市建設的基本要求；二是生態恢復和修復。在過去的粗放型發展模式中，很多地區的自然生態受到了一定的影響，運用生態的手段進行恢復和修復，并維持一定比例的生態空間；三是低影響開發。按照對城市生態環境影響最低的開發建設理念，合理控制城市開發強度，保留足夠的生態用地，控制城市不透水面積比例，最大限度的減少對原有水生態環境的破壞，此外，應根據需求適當開挖河湖溝渠、增加水域面積，促進雨水的積存、滲透和凈化。

2 黑臭水體治理技術

《中共中央國務院關于加快推進生態文明建設的意見》提出，要將節約優先、保護優先、自然恢復作為基本方針，通過節約保護、自然恢復及人工恢復三種生態修復方式對于水環境同樣是適用的。水環境治理的基本技術路線為：“控源截污、內源治理；活水循環、清水補給；水質凈化、生態修復”。

2.1 控源截污技術

具體的方式包括截污納管以及面源污染源控制兩種途徑。截污納管能夠充分利用已有的管道系統對污水進行統一收集，通過集約化管理的方式提升處理效率，面源污染源控制主要需要通過調蓄池、雨水滲透系統、人工濕地等措施控制雨水徑流的排放，進而控制雨水徑流污染物，借助LID 技術以及雨水控制技術來實現最終目標。

2.1.1 截污納管

在對黑臭水體進行治理的過程中，需要通過截污納管的方式來實現目標，這種方式也是目前已知的技術手段中最為有效的。

在黑臭水體渠道的兩側鋪設污水收集納管，截流渠道兩側的生活污水排放至市政污水系統，經污水處理廠處理達標后再集中排放。

黑臭水體多處于老城區，大多是通過截流式合流制的方式，即一般沿河岸或湖岸布置溢流控制裝置，利用原有合流管并沿河道兩側敷設污水截流管的形式收集污水。具體作法是在污水截流干管前設置截流井，截流干管的管徑根據旱流污水量和截流倍數確定，理論上是使旱季污水及初期雨水進入污水截流干管，當雨水量的增加超過了截流干管的輸水能力時，多余的水包括部分污水與雨水溢流進入河道。這種方式能夠對原有的合流管道進行合理利用，避免在實際落實的過程中面臨的政策問題和環境問題，在不影響周邊居民的正常生活的同時、合理解決污水帶來的實際問題，同時也在一定程度上降低了投資成本，提升了項目的可實現性。

2.1.2 面源污染控制

主要針對初期雨水污染的控制與治理。初雨污染物以SS、COD主，且污染呈現出一定的地域性和時間性。目前污水處理率和排放標準正進一步提高，城市雨水徑流污染所占比例也正在逐步增大。

合流制排水系統能夠根據生活污水的總量以及雨水徑流量進行合理安排，是處理城市污染的主要渠道之一。目前，城市點源污染已逐步得到有效控制，但雨水面源污染的問題逐漸凸顯出來。降雨初期，所有生活污水與雨水均排送到距離最近的污水處理廠，然后經過合理的加工和處理，降低污水中的污染物；隨著降雨量的增加，合流制管道內的流量也開始激增，當管道流量超過截流干管的輸送能力以及污水廠的處理能力時，大量雨污出現溢出的情況，影響城市周邊的水體，給城市水系帶來嚴重危害。所謂合流制管道溢流（Combined Sewer Overflows，CSOs）就是指這部分溢流混合污水。

最初調蓄池主要用于蓄水、防洪等。20 世紀70年代，國外學者對調蓄池用于削減城市排水系統尤其是合流制排水系統初期雨水徑流污染展開了試驗和研究。該技術主要利用調蓄池保證雨水的收集效率，在降雨的初期階段，就能夠進行高效收集，雨停后可在第一時間將雨水輸送到附近的污水處理廠進行處理。調蓄池要達到其設計的目標，池容是關鍵參數，池容越大，占地和投資就越大，對于一些用地緊張的城市一般只能建設地下式雨水調蓄池，造價太高又成為限制因素。

2.2 內源治理技術

2.2.1 清淤疏浚

當河流受到長期污染時，重金屬以及污染物沉積在河涌底部，這些污染物會通過泥水界面再釋放到水體中，采用疏浚方式將底泥污染物質移除河涌，有助于截斷內源污染，減輕水體的污染負荷。

在對底泥清淤前，需做調查工作，明確具體的疏浚范圍和疏浚深度；根據區域內的具體氣候類型以及降水特征進行合理處置；清淤工作不得影響水生生物生長；清淤后回水水質應滿足“無黑臭”的指標要求。需注意控制清淤的深度，保護下層底泥不被破壞，避免破壞水體原有生態系統。

2.2.2 生物殘體及漂浮物清理

主要用于城市水體水生植物和岸帶植物的季節性收割、季節性落葉及水面漂浮物的清理。水生植物、岸帶植物和落葉等屬于季節性的水體內源污染物，需在干枯腐爛前清理；水面漂浮物主要包括各種落葉、塑料袋、其他生活垃圾等，需要長期清撈維護。季節性生物殘體和水面漂浮物清理維護成本相對較高，需要投入的技術和資金較多，部門監督和維護的難度也較高。

2.3 活水循環

通過水循環以及活水來對污染問題進行治理。需要從以下兩個角度入手：一方面，受污染較輕的水源和水體能夠有效稀釋污染濃度，通過合理利用活水循環的方式，可以有效降低重污染區域的治理難度；除此之外，重污染區域的水體含氧量較弱，而輕污染區域的水體含氧量極強，通過水循環的方式能夠有效解決重污染區域氧氣短缺的問題，解決該問題后，河流的自凈能力將會被激活。

2.4 水生態修復

結合濕地系統與生態修復系統之間的關系展開研究，通過構建生態河道和生態堤岸，兼具河道生態修復和雨水調蓄功能。

2.4.1 人工濕地

眾所周知，濕地素有" 地球之腎" 的美譽，在地球的自然環境中，濕地承擔著非常重要的凈化作用。在城市環境中，由于人類生產活動對自然環境的破壞，自然濕地越來越少見，取而代之的是人工濕地，在最近幾年間，人工濕地的建設越來越受到學術界的廣泛關注。人工濕地可以有效提升環境的自凈能力,建立起一個完整的濕地生態系統。在對污水進行處理的過程中，可以借助該系統的凈化作用，構建一個完整的進化閉環，通過土壤，微生物以及植物的共同作用，提升濕地與水循環之間的關聯性，通過吸附、分解等環節，達到生物凈化的目的。

2.4.2 生態堤岸

生態堤岸的構建應遵循“形式結合功能”的設計理念，做到“好看”的同時兼具生態效應。應該結合當地的氣候和土壤條件，充分利用當地植物材料，創造符合當地居民生活習慣及審美眼光的綠化景觀，有效改善居民的整體生活環境，提升城市的宜居度。在營造當地植物群落的同時控制成本，減少后期養護管理費用。

3 海綿城市建設與黑臭水體治理在詳細規劃層面的協同治理

3.1 海綿城市建設詳細規劃編制目的

海綿城市建設與水環境治理協同詳細規劃與控制性詳細規劃對應，一般與控制性詳細規劃統一編制或同步編制，編制目的主要是為了配合控制性詳細規劃對城市建設進行控制。利用海綿城市系統、綜合、統籌的思路，全面推進排水防澇、黑臭水體治理、污水處理提質增效等城市水務工作開展，編制合理系統的詳細規劃，應堅持問題導向、因地制宜、綠色有限、灰綠結合、源頭治理、系統治理六大原則。

3.2 海綿城市建設與黑臭水體治理協同治理

海綿城市建設與黑臭水體治理協同治理見圖1。

圖1 海綿城市建設與黑臭水體共同治理技術研究

3.3 海綿城市建設詳細規劃主要任務

詳細規劃的主要任務包括：將區域水功能劃分與海綿城市建設指標、水環境治理目標相結合，在管控分區指標基礎上，結合用地情況，細化落實到地塊，為后續指標發放提供依據，主要包括分區徑流總量控制、年徑流總量控制率、透水鋪裝率、年SS 總量去除率、綠色屋頂率、集中綠地分布、下沉綠地占比等指標；落實市政基礎設施規模、用地；進一步落實徑流路徑保護和城市豎向管控。

3.3.1 水環境改善

水環境改善目標與理念的實現可以通過以下幾項工程措施：

控源截污，主要措施為低影響開發、污水截流、雨污分流及水廠提標擴容改造；內源治理，主要措施為河道疏浚；生態修復，主要措施為生態岸線；活水保質，主要措施為人工濕地、生態補水；長制久清，主要措施為制度管控。

通過這些措施，達到源頭減排、過程控制、系統治理的全流程控制，從而實現規劃目標與理念，實現水環境改善。

3.3.2 水安全提升

水安全提升目標與理念的實現可以通過以下幾項工程措施：

源頭減排（削峰錯峰），主要措施為源頭水量削減；完善區域大的防洪排澇體系：構建圍起來（構建外圍防護提防）、蓄部分（完善內部蓄排防澇系統，建設截洪溝、河涌整治、提升管網能力）、打出去（外排閘站）；水浸黑點整治，主要措施為系統性思維，一點一策。

3.3.3 水資源利用

水資源利用目標與理念的實現可以通過以下幾項工程措施：

雨水利用，主要措施為源頭雨水收集與利用；再生水利用，主要措施為再生水管道建設。

3.3.4 水生態建設

水生態建設目標與理念的實現可以通過以下幾項工程措施：

自然本底保護，主要措施包括生態駁岸建設；年徑流總量控制率落實，主要措施包括源頭LID 建設。

4 結語

建設海綿城市、消除城市黑臭水體是國家十四五規劃的重要任務，綜上所述，海綿城市建設與黑臭水體治理對徑流污染控制、雨水調蓄利用、水生態保護等方面有共同的建設需求，因此應統籌研究分析，在具體項目建設中，將二者有機結合，在保證工程效益和經濟效益的同時，實現自然效益的最大化。