蔡家珍，黃 靜，黃寶華，唐淑玲

粗放式的城市化使得不透水面大幅度增加，從而造成地表徑流增大，雨水下滲困難，地下水得不到補(bǔ)充，另一方面，城市現(xiàn)有的排水管網(wǎng)系統(tǒng)難以應(yīng)對(duì)極端暴雨事件，使得我國(guó)許多城市都面臨雨水徑流污染加劇、內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)、水資源缺乏、水生態(tài)環(huán)境遭破壞等問題.加之城市人口的增長(zhǎng)導(dǎo)致城市水環(huán)境質(zhì)量下降，河道水系污染嚴(yán)重，水生態(tài)功能退化.為改善城市水問題，住建部于2014年10月出臺(tái)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，提出了建設(shè)“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市，其內(nèi)涵是現(xiàn)代城市應(yīng)能像海綿一樣吸納、凈化和利用雨水，具有應(yīng)對(duì)極端降雨、維持城市生態(tài)系統(tǒng)的能力［1］.然而，海綿城市建設(shè)并不是單純地改變城市排水方式，而是通過低影響開發(fā)技術(shù)措施構(gòu)建新型的城市雨水系統(tǒng)，通過保護(hù)河流水系、濕地等“海綿體”，采用“源頭分散”的排水模式，修復(fù)已遭受破壞的城市水生態(tài)系統(tǒng)，從而有效地保障城市水安全，解決水污染、水生態(tài)功能退化的問題［2］.以漳州市區(qū)為例，依據(jù)低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)框架，結(jié)合本地氣象水文特點(diǎn)、土壤特性及建設(shè)水平，探索適宜并有效銜接的平原河網(wǎng)地區(qū)海綿城市建設(shè)策略，對(duì)此類城市的海綿城市建設(shè)具有借鑒意義.

1 研究區(qū)概況與主要的水問題

1.1 研究區(qū)水文地質(zhì)概況

漳州市區(qū)位于福建省東南部，中心城區(qū)面積為686 km2，人口約53.8萬（2010年）.年平均降水量為1 521 mm，夏季多臺(tái)風(fēng)暴雨，降雨集中在3-10月，約占全年降雨總量的80%.區(qū)域內(nèi)西北高，東南低，地勢(shì)平坦，平均高程為2～4 m.工程地質(zhì)層以磚紅壤性紅壤（赤紅壤）為主，具有含水率高，質(zhì)地粘，孔隙小，滲透性差的特點(diǎn).區(qū)域內(nèi)河道縱橫，池塘密布，水資源年均121.3億m3，九龍江西溪與北溪夾峙區(qū)境而過，形成沖積平原，屬于典型的平原河網(wǎng)城市［3］.

1.2 研究區(qū)主要的水問題

1.2.1 內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)大，雨水徑流污染嚴(yán)重

中心城區(qū)面臨內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的原因?yàn)槌鞘胁煌杆娴难杆贁U(kuò)張，中心城區(qū)從1985年不足80 km2發(fā)展到2010年的264.59 km2［3］，快速的城市化進(jìn)程破壞了原有的下墊面組成，導(dǎo)致雨水下滲能力降低，形成大量的地表徑流.另一方面是現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)偏低，難以應(yīng)對(duì)極端暴雨事件，同時(shí)改造難度大.根據(jù)《漳州市徑流雨水污染監(jiān)測(cè)及研究報(bào)告》顯示，中心城區(qū)目前雨水徑流污染物COD、SS的年排放總量高達(dá)57 863 t，占年污染物排放總量的76%，雨水徑流污染已成為水質(zhì)污染的主要原因之一.

1.2.2 水系結(jié)構(gòu)遭破壞，水生態(tài)功能退化

中心城區(qū)雖然水系縱橫交錯(cuò)，但城市開發(fā)建設(shè)導(dǎo)致一些河湖水系被侵占變成暗河暗溝，多數(shù)淤積嚴(yán)重，流動(dòng)性差，斷頭封閉現(xiàn)象突出，甚至成為河道死水區(qū)，水系整體連通性差，水動(dòng)力不足，尤其降雨后，河道水體出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，水質(zhì)普遍較差.同時(shí)，自然河道斷面規(guī)則化，河流形態(tài)直線化，河床駁岸硬質(zhì)化，形成典型的“三面光”，沿江岸帶植被衰敗，使得河道持水蓄水能力喪失，水生態(tài)功能嚴(yán)重退化.

2 海綿城市建設(shè)主要目標(biāo)與內(nèi)容

結(jié)合漳州市區(qū)雨季降雨量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，下雨頻率高，并多受臺(tái)風(fēng)影響；土壤滲透性差，土層蓄水量?。凰悼v橫，河道淤積嚴(yán)重，河流水系持水蓄水能力差的特點(diǎn)，海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵是確保城區(qū)暴雨時(shí)既能抵御外洪又能避免內(nèi)澇災(zāi)害，同時(shí)充分利用雨水資源，提升城市水環(huán)境品質(zhì)，增強(qiáng)河流水系的自凈能力［4］.因此，降雨徑流管理和雨水資源化利用是漳州市區(qū)海綿城市建設(shè)的主要內(nèi)容.

2.1 年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨量

徑流總量控制是海綿城市降雨徑流管理最為重要的目標(biāo)［5］，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南—低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》通過對(duì)我國(guó)約200多個(gè)城市近30年日降雨量的統(tǒng)計(jì)分析，將我國(guó)大陸地區(qū)分為五個(gè)區(qū)，并得出各區(qū)年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量.漳州市區(qū)處在IV區(qū)，年徑流總量控制率應(yīng)為70%～85%，結(jié)合漳州市區(qū)臺(tái)風(fēng)暴雨多，降雨量分配不均衡的特點(diǎn)，徑流總量控制率高于這一范圍，不僅增加了低影響開發(fā)設(shè)施的占地面積和建設(shè)成本，而且雨水過量減排也會(huì)導(dǎo)致原水體萎縮，綜合考慮漳州市區(qū)年徑流總量控制率應(yīng)不低于70%.

根據(jù)“指南”的年徑流總量控制率對(duì)應(yīng)城市的設(shè)計(jì)降雨量數(shù)據(jù)可以看出，與漳州市區(qū)相似的氣候、降雨及土壤條件為福州市，其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為20.4～35.7mm，而根據(jù)深圳市光明新區(qū)低影響開發(fā)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，年徑流總量控制率為70%，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為25～30 mm，綜合考慮，推薦25～30 mm作為漳州市區(qū)海綿城市建設(shè)的設(shè)計(jì)降雨量（用于確定低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模的降雨量控制值，通常用日降雨量表示）.

2.2 海綿城市總體生態(tài)格局

從海綿城市建設(shè)的核心——降雨徑流管理角度，根據(jù)漳州市區(qū)格局和河道分布，在宏觀層面上提出“田園都市、和諧水城、生態(tài)之城”的海綿城市規(guī)劃方案，形成以中心城區(qū)低影響開發(fā)和東西兩端工業(yè)生態(tài)修復(fù)、西溪和北溪南北兩岸發(fā)展軸的沿江生態(tài)修復(fù)為重點(diǎn)的城市總體生態(tài)格局［3］.中心城區(qū)低影響開發(fā)以建設(shè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施為主要策略導(dǎo)向，根據(jù)下墊面的不同選擇相應(yīng)的景觀雨水設(shè)施，從源頭上削減雨水徑流.漳州市區(qū)東南部的現(xiàn)狀農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和郊野基本生態(tài)單元保護(hù)為農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)，在這區(qū)域內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格限制征用農(nóng)用地進(jìn)行開發(fā)建設(shè).西溪和北溪沿江生態(tài)修復(fù)區(qū)是海綿建設(shè)重要區(qū)域，應(yīng)加強(qiáng)流域自然生態(tài)環(huán)境及岸線生態(tài)與景觀資源完整性和特殊性的保護(hù)，應(yīng)確保河道在修復(fù)建設(shè)過程中不會(huì)對(duì)流域自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大影響.北溪是漳廈共同飲用水的水源地，應(yīng)著重構(gòu)建生態(tài)型河道，恢復(fù)生物棲息地，保障飲用水安全.西溪是城區(qū)重要的景觀河道，應(yīng)以“水”為載體，采用海綿城市建設(shè)的技術(shù)措施，重點(diǎn)結(jié)合沿江兩岸的幾大雨洪公園建設(shè)，著重構(gòu)建生態(tài)防洪體系.三湘江、九十九灣等內(nèi)河為城區(qū)內(nèi)部的景觀河道，應(yīng)注重水質(zhì)及水環(huán)境的改善，發(fā)揮河道的景觀功能，成為塑造城市水系景觀的載體.

圖1 漳州市區(qū)海綿城市總體生態(tài)格局

2.3 海綿城市雨水資源化利用系統(tǒng)構(gòu)建

雨水資源化利用是海綿城市建設(shè)重要的內(nèi)容.基于漳州市區(qū)地勢(shì)平坦，水網(wǎng)密集的特點(diǎn)，按照城市用地性質(zhì)和河道范圍劃分多個(gè)中小流域管控單元，采用低影響開發(fā)理念，對(duì)城市雨水從場(chǎng)地、地塊到流域管控單元三層級(jí)進(jìn)行源頭控制、中途傳輸、末端調(diào)控全過程生態(tài)化處理，在每個(gè)流域管控單元內(nèi)協(xié)調(diào)統(tǒng)籌各種海綿體的關(guān)系［6-9］.漳州市區(qū)的居住區(qū)和商業(yè)用地主要集中分布在城市的中部，工業(yè)用地和倉(cāng)儲(chǔ)用地分布在城市的東西兩端，這些場(chǎng)地層級(jí)的雨水來自屋頂、路面、綠地徑流，根據(jù)下墊面特點(diǎn)選擇綠色屋頂、透水鋪裝、下凹綠地等“小海綿體”匯聚雨水.地塊層級(jí)的雨水徑流來自超過場(chǎng)地入滲能力而溢流的雨水徑流，通過植草溝、旱溪等一系列生態(tài)手法將溢流的雨水過濾凈化并匯集輸送至九十九灣、三湘江、浦頭港等內(nèi)河的“中海綿體”，流域管控單元層級(jí)是通過城市主要水體北溪和西溪及沿江建設(shè)的西院湖雨洪公園、江濱公園等“大海綿體”將地塊內(nèi)外排徑流進(jìn)行最后生態(tài)處理.這樣，漳州市區(qū)雨水徑流經(jīng)三個(gè)層級(jí)的逐級(jí)處理，充分發(fā)揮“海綿體”功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、水資源保護(hù)與利用、減少水污染和改善水生態(tài)環(huán)境的目的.由于漳州市區(qū)各地塊下墊面構(gòu)成不同，水文土壤條件復(fù)雜，開發(fā)建設(shè)時(shí)序差異，需要統(tǒng)籌各場(chǎng)地、地塊及流域間的低影響開發(fā)系統(tǒng)，統(tǒng)一設(shè)施接口和節(jié)點(diǎn)尺寸，使各地塊間的設(shè)施能較好銜接.

圖2 漳州市區(qū)海綿城市雨水資源化利用的系統(tǒng)模型

3 地塊的海綿化技術(shù)措施

在保護(hù)城市總體生態(tài)格局的基礎(chǔ)上，通過“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的方式，全面推進(jìn)漳州市區(qū)的海綿城市建設(shè)，重點(diǎn)對(duì)漳州市區(qū)的綠地系統(tǒng)、道路廣場(chǎng)、停車場(chǎng)、水體等下墊面進(jìn)行低影響開發(fā)建設(shè)，最切實(shí)可行的低影響開發(fā)技術(shù)措施為下凹綠地、透水鋪裝、雨水濕塘等.研究表明，下凹綠地形式靈活，且下凹空間明顯增大了雨水的可蓄滲量，具有突出滯留蓄滲雨水的優(yōu)點(diǎn)［10-11］.透水鋪裝根據(jù)面層材料不同分為透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土、透水磚，另外景觀中常見的嵌草磚、碎石卵石鋪裝也屬于滲透鋪裝，這些透水鋪裝施工技術(shù)成熟，其滲透性能能有效削減雨水徑流總量和峰值流量.雨水濕塘是雨水資源化利用的有效技術(shù)措施，具有調(diào)蓄凈化雨水，補(bǔ)充市區(qū)水資源和改善水生態(tài)環(huán)境的作用［12］.根據(jù)漳州市區(qū)地塊用地性質(zhì)選擇相應(yīng)的低影響開發(fā)措施.

3.1 居住、公建、工業(yè)和倉(cāng)儲(chǔ)地塊

漳州市區(qū)的居住用地、公共建筑集中分布在城區(qū)中部的老城區(qū)，并逐漸向城市東西兩個(gè)方向擴(kuò)展，這些新老居住區(qū)具有建筑密度高、綠化環(huán)境好的特點(diǎn)，可采用的低影響開發(fā)設(shè)施主要有：綠色屋頂、高位花壇、雨水花園、下凹綠地、植草磚、旱溪、雨水塘等，面積較大的居住區(qū)可考慮結(jié)合水景設(shè)置雨水濕地.公共建筑可考慮綠色屋頂、垂直綠化、生物滯留、透水鋪裝、生態(tài)停車場(chǎng)等低影響開發(fā)措施.城市東西兩面為工業(yè)用地和倉(cāng)儲(chǔ)用地，它們的建筑功能具有特殊性，低影響開發(fā)措施一般不宜結(jié)合建筑自身布置，應(yīng)在建筑周邊結(jié)合綠地考慮提升綠地面積和美化環(huán)境，采用下凹式綠地、生物滯留、透水鋪裝、調(diào)蓄池等.

3.2 城市道路廣場(chǎng)地塊

結(jié)合漳州城市道路綠化帶，因地制宜地設(shè)置生物滯留帶，通過改變道路徑流路徑，使雨水徑流經(jīng)截污預(yù)處理后引導(dǎo)至紅線內(nèi)外的生物滯留帶，實(shí)現(xiàn)道路雨水的滯留蓄滲.對(duì)人行道、硬質(zhì)廣場(chǎng)可采用鋪設(shè)透水材料的方式，促進(jìn)雨水下滲，削減徑流總量和峰值流量.

3.3 河道水系、城市綠地

漳州市區(qū)河網(wǎng)縱橫呈現(xiàn)典型的水網(wǎng)格局特征，西溪和北溪水量豐富，接納雨水作用顯著，是城市雨洪滯泄區(qū)，應(yīng)保護(hù)沿江兩岸自然生態(tài)環(huán)境，建設(shè)濕地公園，能對(duì)城市雨洪管理起到調(diào)蓄和自凈的生態(tài)服務(wù)功能.而市區(qū)河道水系多數(shù)流速緩慢，自凈能力差，保障水質(zhì)的方式主要依靠降低污染水排放為主，提高水系自凈能力為輔，可通過岸線邊的雨水濕地、濕塘等削減徑流污染物，凈化水質(zhì).漳州市區(qū)綠化率較高，合理利用城市綠地設(shè)置低影響開發(fā)設(shè)施，如下凹綠地、生物滯留設(shè)施等，促進(jìn)自身及周邊雨水徑流滯留和滲透，并銜接雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，從而提高區(qū)域的防澇能力.

4 結(jié)語(yǔ)

海綿城市能有效改善城市內(nèi)澇情況、緩解環(huán)境壓力，漳州市區(qū)海綿城市建設(shè)應(yīng)根據(jù)城市格局和河道分布，從降雨徑流管理和雨水資源化利用兩方面統(tǒng)籌考慮城市水系、河流等“大海綿”構(gòu)建再到下凹綠地、透水鋪裝等“小海綿”建設(shè).漳州市區(qū)海綿城市雨水資源化利用系統(tǒng)是一個(gè)概念模型，市區(qū)東西部新建區(qū)較容易落實(shí)，而中部老城區(qū)則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改造.另外，漳州市區(qū)海綿城市建設(shè)還處于起步和探索實(shí)踐階段，低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)施還需通過試點(diǎn)試驗(yàn)，研究出適應(yīng)本土化的設(shè)計(jì)參數(shù)和構(gòu)造，從而更有效地指導(dǎo)本地區(qū)海綿城市建設(shè).

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