海綿城市理念在舊城更新改造規(guī)劃中的應(yīng)用與建議

戰(zhàn)永祥

（廣州市市政工程設(shè)計研究總院有限公司）

1 海綿城市理念的基本概述

海綿城市是指城市能像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)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。海綿城市建設(shè)遵循生態(tài)優(yōu)先等原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合、綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，構(gòu)建低影響開發(fā)城市雨洪體系，在確保城市排水防澇安全的前提下，最大限度地實現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的積存、滲透和凈化，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。通過采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，使大部分降雨就地消納和利用，從而減少徑流量，減弱暴雨對城市運行的影響，有效應(yīng)對環(huán)境氣候變化和自然災(zāi)害。

2 實例概況

某市舊城區(qū)的內(nèi)澇問題日益突出，近5年都發(fā)生了內(nèi)澇災(zāi)害。造成內(nèi)澇的原因很多：城市人口的高度集中使給排水壓力增大，建筑的大量建造使城市綠地減少，河涌變窄使調(diào)蓄功能減弱，等等。面對如此復(fù)雜的問題，必須改變以前的原則性規(guī)劃設(shè)計理念，在此基礎(chǔ)上，要不斷地形成“海綿城市”的建設(shè)設(shè)計概念。

3 舊城區(qū)內(nèi)澇及水污染成因分析

3.1 自然因素

1）常年受暴雨侵襲

某市是國內(nèi)暴雨日數(shù)最多的城市之一，年平均降雨量大于1500mm。依據(jù)該市氣象部門發(fā)來的數(shù)據(jù)，在20年內(nèi)，最大降雨量平均值可達(dá)120.1mm/d，參照暴雨等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，該市有12年都處在暴雨階段，其中有1年的降雨量已達(dá)到特大暴雨降雨量標(biāo)準(zhǔn)。

2）該地區(qū)潮水頂托

排除掉強(qiáng)降水這一原因外，外江潮水滿溢也會使內(nèi)澇現(xiàn)象發(fā)生。如2012年和2013年，2個比較大的臺風(fēng)“黑格化”和“巨爵”，在臺風(fēng)期間，該市的中雨量最高潮位達(dá)到了2.75m，大雨量達(dá)到了2.6m，是5年內(nèi)最高的一次。此次降雨淹沒了沿江的道路，附近島嶼也出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，當(dāng)?shù)氐膿p失非常嚴(yán)重。

3.2 人為因素

1）地表硬地化擴(kuò)大

隨著舊城區(qū)的持續(xù)開發(fā)，原有的綠地被大量的建筑占據(jù)，地表硬地化建設(shè)導(dǎo)致滲透能力急劇下降，使舊城區(qū)的排水調(diào)節(jié)能力基本喪失。每逢暴雨，大量的降水因無法下滲而迅速集中排向城市管網(wǎng)，導(dǎo)致排水系統(tǒng)不堪負(fù)荷，最終造成內(nèi)澇[1]。

2）排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低

舊城區(qū)的排水管道設(shè)計比較落后。這些排水管道只有部分能達(dá)到“一年一遇”的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到“兩年一遇”的百分比更少，同雨量的某國的標(biāo)準(zhǔn)就很高。

3）排水系統(tǒng)缺乏維護(hù)

建筑廢棄物和生活垃圾在暴雨降臨時會有很大的概率將排水管道堵塞。2017年，水務(wù)部門對全市的水浸黑點的統(tǒng)計中，總數(shù)39處的黑點中有10處是因為建筑施工堵塞了排水管道，形成了水浸黑點。

4）氣體污染

由于降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使前期雨水中含有大量的污染物質(zhì)，前期雨水的污染程度較高，甚至超出普通城市污水的污染程度。如果將初期雨水直接排入自然承受水體，將會對水體造成非常嚴(yán)重的污染。

4 改造技術(shù)

“慢排緩釋”和“源頭分散”應(yīng)成為建設(shè)海綿城市時2個比較重要的規(guī)劃想法。海綿城市的建設(shè)應(yīng)將自然與人為巧妙地結(jié)合在一起，達(dá)到最大限度地將雨水存儲、滲透、凈化的目的。截留、促滲、調(diào)儲是海綿技術(shù)最主要的體現(xiàn)。這3個技術(shù)分別是截留技術(shù)不斷地減少雨水流經(jīng)的地方，可以采用綠色屋頂來實現(xiàn)；促滲技術(shù)使雨水很快地滲到地下，可以采用透水鋪裝來實現(xiàn)；調(diào)蓄技術(shù)的目的是存蓄和凈化雨水，可采用雨水花園來實現(xiàn)。

4.1 截留技術(shù)——綠色屋頂

綠色屋頂設(shè)計主要是通過降雨的吸收附著作用將雨水滯留或持留。同時降低洪峰流量和總徑流的產(chǎn)生量，從而減輕城市內(nèi)排水設(shè)施的壓力。

綠色屋頂可分為簡單式綠色屋頂和復(fù)雜式綠色屋頂，這是根據(jù)植物基質(zhì)的深度和景觀布置的復(fù)雜程度來劃分的。簡單式綠色屋頂?shù)幕|(zhì)深度最高可達(dá)到150mm，因此，適合地被植物和低矮灌木生長；復(fù)雜式的綠色屋頂除了可以種植喬灌木及地被植物外，還能設(shè)計一些園林的小工藝品和小園路，基質(zhì)深度在600mm以上。綠色屋頂擁有重要的生態(tài)意義，其不但是綠色建筑施工工程的必需品，還是非常有意義的低影響開發(fā)設(shè)施，可以通過種植綠色植物實現(xiàn)景觀綠化，達(dá)到對雨水儲存凈化的目的，具體收集處理如圖1所示。

4.2 促滲技術(shù)——透水鋪裝

透水鋪裝能解決城市地表硬化問題，可使雨水很快地滲入地下，從而減輕了城市的排水和防洪壓力。

經(jīng)常使用的透水鋪裝有3類：

1）透水性混凝土鋪裝

這種全透型的結(jié)構(gòu)由上而下一次鋪滿了素土夯實、砂卵石、厚度限制的透水混凝土、無色透明密封，這種結(jié)構(gòu)的透水、保水甚至透氣性能非常好。這種鋪裝可以將雨水分散到路基或附近的土壤中，必要時還可以連接市政儲水系統(tǒng)。與地面鋪裝相比，材料更有保證，并且比較環(huán)保，主要應(yīng)用在人行道、車行路和各種大小廣場中。

2）透水性瀝青鋪裝

透水性瀝青鋪裝是類似于普通瀝青路面的一種路面，區(qū)別在于該路面使用的是透水瀝青，需要在道路兩邊建造排水碎石暗溝，從而確保路面的水橫向流進(jìn)暗溝中，同時每隔一段距離要設(shè)置1個滲水井，使雨水滲入地層[2]。所以，要合理設(shè)置路面橫坡。

3）透水磚鋪裝

透水磚鋪裝方式可采用陶瓷和非陶瓷透水磚鋪設(shè)路面。陶瓷透水磚能回收進(jìn)行二次利用，從而減少原材料對環(huán)境的污染并節(jié)省資源，并且具有較高的透水性和摩擦系數(shù)，裝飾和吸收效果較好。

圖1 綠色屋頂雨水收集流程圖

4.3 調(diào)蓄技術(shù)——雨水花園

雨水花園具有維護(hù)簡單，可以存蓄和凈化雨水等特點，主要在停車場和道路兩旁的場地可見。雨水花園主要將綠色植被種植在人工搭建或天然形成的淺凹綠池中。其在收集、凈化屋頂和地面的雨水后，再通過綠色植被和土壤的深層凈化，儲存在綠池中，隨后再慢慢地滲到土壤中，從而減少地表徑流，這種技術(shù)的成本較低，運營管理簡單，可以使用在住宅商業(yè)及建筑、道路地區(qū)。

一般雨水花園的地表由礫石、砂、種植土壤、覆蓋層和存儲水層這5層結(jié)構(gòu)組成，如圖2所示。同時，這種結(jié)構(gòu)通過穿孔管儲存收納雨水，當(dāng)收集的雨水足夠多時，會通過溢流管排出去。由于受到費用和功能的限制，雨水花園大的面積一般控制在9～27m2，因為小面積的雨水花園效果比較好，如果需要比27m2大的花園，應(yīng)分割成小面積的花園。

4.4 水質(zhì)污染控制

圖2 雨水花園結(jié)構(gòu)示意圖

大范圍的面源污染和合流制溢流污染是目前水質(zhì)污染治理的關(guān)鍵。治理面源污染和合流制溢流污染首先需進(jìn)行市政設(shè)施截污工程，同時結(jié)合生態(tài)治理設(shè)施凈化水質(zhì)。截污后，雨季流入河涌的主要是雨水及部分混流雨污水。由于雨水的稀釋作用，流入河涌的排水中污染物濃度已經(jīng)很低，適合采用濕地及水塘生態(tài)處理方式。針對截污后流入河涌的雨污混流水，可結(jié)合景觀效果，在江河上、中、下游分別設(shè)置濕地和水塘。上游生態(tài)濕地，主要處理上游及部分沿線流入的雨污混流水；對于其他沿線流入的雨污混流水，結(jié)合截流管線的溢流口的設(shè)置，根據(jù)各個溢流口溢流量的不同，設(shè)置大小不等的分散濕地及水塘進(jìn)行生態(tài)處理；下游設(shè)置一片大型濕地，加強(qiáng)水質(zhì)凈化功能[3]。

4.5 內(nèi)澇治理措施

由于該市雨水收集管線尚不完善、管道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，當(dāng)遭遇強(qiáng)降雨或連續(xù)性降雨超過城市排水能力時，城市內(nèi)地勢低洼的地區(qū)會產(chǎn)生積水、內(nèi)澇現(xiàn)象。本次內(nèi)澇治理包括2個部分的工程：①加快建設(shè)環(huán)城水系、疏通廉江河以提升河道系統(tǒng)的排水能力，避免對市政排水管網(wǎng)的頂托；②新建排水溝，修復(fù)破損雨水管、改造局部雨水管網(wǎng)，提升內(nèi)澇點排水管網(wǎng)能力，避免由于排水不暢導(dǎo)致內(nèi)澇。在安排內(nèi)澇措施時，盡量采用調(diào)蓄方式，調(diào)蓄主要分為利用綠地調(diào)蓄、利用水體調(diào)蓄和利用人工調(diào)蓄。如果內(nèi)澇點附近有河湖水體或公園綠地，則將積水就近引入，并對公園綠地進(jìn)行改造；如果距離較遠(yuǎn)，則修建行泄通道將積水引入河湖水體或公園綠地。

5 結(jié)語

綜上所述，本文對該市舊城區(qū)內(nèi)澇情況進(jìn)行了調(diào)查，并得出其內(nèi)澇的成因主要有自然因素和人為因素：自然因素為常年受暴雨侵襲和江潮水頂托；人為因素為地表硬地化擴(kuò)大、排水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低和排水系統(tǒng)缺乏維護(hù)。為了緩解舊城區(qū)內(nèi)澇的問題，對海綿城市的建設(shè)勢在必行。本文分別對海綿城市技術(shù)中3大技術(shù)進(jìn)行了分析研究，為以后舊城區(qū)改造及大雨造成的洪澇問題提供了有利的解決依據(jù)。