王子釗+蒲文鵬+阮燕霞+王冠平

摘 要：鎮(zhèn)江市的海綿城市建設中的源頭控制部分主要是老城區(qū)的海綿化改造，其工程內(nèi)容包括下凹綠地、透水鋪裝、綠色屋頂和排水管線優(yōu)化等。從精細化設計、施工質(zhì)量控制和公眾參與等方面對鎮(zhèn)江老城區(qū)海綿化改造的經(jīng)驗進行了總結，希望可以為今后類似工作提供借鑒。

關鍵詞：海綿城市；老城區(qū)；工程改造；鎮(zhèn)江市

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.102

1 前言

近幾年來，隨著極端暴雨天氣的增加，我國城市內(nèi)澇事件呈多發(fā)態(tài)勢。這反映了我國既往城市建設過程中雨洪管理方面的短板，為解決這些問題，“海綿城市”的理念應運而生。海綿城市建設是通過“滲、滯、蓄、凈、用、排”等工程措施，使城市像海綿一樣，在雨水管理方面具有良好的“彈性”，下雨時能夠對降雨徑流實現(xiàn)水質(zhì)、峰值、外排流量、存蓄量等管理，晴天時又能夠對雨水進行綜合利用。建設海綿城市，對雨水實施源頭、過程、末端的全方位管理，對于保護生態(tài)、改善民生、促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

中國的海綿城市建設，必須是“綠色”源頭設施和“灰色”過程、末端設施的組合才能發(fā)揮最大效益[1]?！熬G色”海綿設施是指下凹綠地、綠色屋頂和生態(tài)調(diào)蓄塘等結合景觀建設的雨水管理設施；“灰色”海綿設施主要是指雨水泵站、雨水管網(wǎng)和調(diào)蓄池等市政雨水設施。兩者相互補充，才構成了中國的雨水管理和海綿城市體系。

海綿城市建設過程中的城區(qū)海綿化改造，屬于源頭控制措施，是城市面源污染控制和雨洪管理的首道防線[2]。但是由于牽涉范圍較廣，老城區(qū)的海綿化改造推進往往會面臨困難。由于設計資料缺失、設施陳舊、現(xiàn)場情況復雜等原因，使老城區(qū)的海綿化改造在設計、工程前期準備和施工過程中容易出現(xiàn)反復遷延和中居民不理解的問題，對項目實施造成影響。鎮(zhèn)江市是全國首批海綿城市建設試點城市之一。試點區(qū)域位于城市主城區(qū)，陸地面積29平方公里，水域面積11.5平方公里，人口27.6萬。鎮(zhèn)江海綿城市建設項目對于老城區(qū)的源頭控制方案主要是老舊小區(qū)海綿化改造工程。

通過對參與的鎮(zhèn)江市老城區(qū)海綿化改造工程進行總結和探討，希望能為今后的類似工作提供借鑒。

2 老城區(qū)海綿化改造工程實踐

在老城區(qū)海綿化改造中，主要的改造對象是居民小區(qū)和學校。海綿工程內(nèi)容包括下凹綠地、管道改造、雨水罐、透水鋪裝以及部分綠地貼等海綿措施。這些海綿措施通過有機組合，形成了不同小區(qū)和學校中的雨水花園、海綿廣場、透水停車場等各具特色的海綿綜合設施。

2.1 地面改造

地面海綿化改造是鎮(zhèn)江老城區(qū)海綿化改造的主要內(nèi)容，主要工程形式是地面透水鋪裝改造和下凹綠地改造。在大多數(shù)的老小區(qū)改造中，透水鋪裝的改造主要是采取“結構式透水”的鋪裝形式；而在學校和公共廣場則采取了傳統(tǒng)透水混凝土磚的鋪裝形式。結構式透水鋪裝采用的混凝土磚并不透水，而是通過磚縫實現(xiàn)透水。其做法是在級配碎石鋪就的基層上，用10cm厚的混凝土預制磚作為面層磚體，磚與磚之間的縫隙寬度增加至8mm，在磚縫中填充級配為2-6mm的礫石作為透水結構。

結構透水鋪裝和透水混凝土在應用中各有優(yōu)勢[3]。結構透水鋪裝的優(yōu)勢包括兩個方面：一是結構透水鋪裝的造價較低，與透水混凝土相比，造價不到其二分之一。二是結構透水鋪裝后期維護簡單，價格低廉。與透水混凝土需要高壓水槍沖洗或專門負壓真空抽吸設備相比，結構透水通過表面清掏和沖洗即可；即使對磚縫中的礫石進行換填，成本也是較低的。透水混凝土的優(yōu)勢包括：一是鋪裝面平整；二是色彩多樣，形式美觀，能滿足開放性公共區(qū)域的適用需求。在鎮(zhèn)江的工程實踐中，結構性透水鋪裝一般用于老小區(qū)地面改造，而透水混凝土鋪裝則多用于廣場和學校的地面改造。

在老小區(qū)的海綿化改造中，下凹綠地是起到削峰調(diào)蓄作用的主要設施[4]。下凹綠地由下至上的結構為不透水土工膜、厚25-27cm的粗礫石層、厚3-5cm的細礫石層和60cm厚的生物過濾介質(zhì)層。在下凹綠地中設有溢流井，井底有透水花管與之相連，下凹綠地中積蓄的雨水通過花管緩慢進入溢流井，再通過溢流井流到小區(qū)外的市政管網(wǎng)中，從而對雨水徑流起到削峰作用。在每個溢流井都設有溢流口，溢流口低于地面10-15cm。當綠地中積蓄的雨水超過溢流口高度，則通過溢流進入外圍管網(wǎng)，避免小區(qū)內(nèi)發(fā)生內(nèi)澇。

下凹綠地和透水鋪裝道路的關系如圖1所示。透水路面下的基層和下凹綠地之間是水力連通的。通過透水鋪裝路面下滲的雨水最終也會匯集到下凹綠地中，再經(jīng)由下凹綠地流到市政管網(wǎng)。透水鋪裝的改造有效地解決了路面積水的問題，而下凹綠地則是對雨水徑流起到了緩流削峰的作用，兩者相互配合，成為了老城區(qū)地面海綿化改造的主要工程措施。

2.2 屋頂綠化改造

城市化進程中，建筑用地對公共綠地的擠占，也是造成城市地表硬化的重要原因之一。在城市中，建筑物屋頂面積大約為一座城市面積的四分之一至三分之一左右，屋頂也被稱為城市建筑的“第五面”[5]?？梢娫谟玫赜邢薜某鞘兄?，進行建筑物屋頂海綿化改造，建設綠色屋頂，是海綿城市建設中的一項重要措施。綠色屋頂可以在一定程度上對雨水徑流起到削峰和凈化的作用，同時也能緩減城市熱島效應并美化城市環(huán)境。

鎮(zhèn)江老城區(qū)綠色屋頂改造所面臨的主要問題是屋頂大多年久失修，承重、排水等條件均較差，且屋頂上多有居民私自搭建的設施。在這種背景條件下，傳統(tǒng)屋頂花園式的綠色屋頂改造由于對屋頂?shù)某兄?、防水要求較高，在老城區(qū)的使用中受到限制。與之相對的，輕型屋頂植被綠化毯的形式憑借對屋頂結構要求低、形式靈活、后期管養(yǎng)方便等優(yōu)勢在老城區(qū)改造中得到廣泛運用。

鎮(zhèn)江運用的輕型屋頂綠化毯簡稱為“綠地貼”， 主要植物類型是佛甲草和錦竹草，其基質(zhì)厚度約2-3cm，凈重量為15-20kg/m2，保水重量為25-35kg/m2，適用于平屋頂改造。綠地貼能夠對小雨起到一定的滯蓄作用，對10mm以下降雨可以做到不外排。綠地貼除了對雨水的削峰作用外，也能對建筑物室內(nèi)溫度起到一定的調(diào)節(jié)作用，在鎮(zhèn)江的海綿城市改造工程中主要運用于社區(qū)學校和有條件的老小區(qū)建筑物屋頂綠化改造中。

2.3 雨水排水系統(tǒng)優(yōu)化

老城區(qū)改造另一個重點雨水排水系統(tǒng)的優(yōu)化[6]。在居民小區(qū)和社區(qū)學校，將原本接入污水管的建筑物雨水立管斷接至下凹綠地，以達到雨水調(diào)蓄的目的。在雨水出流口，設置消能石，防止雨水徑流對下凹綠地的沖刷，如圖3所示。在場地允許的條件下，會在雨落管末端增加雨水罐，實現(xiàn)一定程度地雨水利用。

合流制管道溢流（Combined Sewer Overflow，CSO）是城市收納水體面源污染的主要來源，隨著我國污水處理能力的逐步提高，CSO已成為城市河流的主要污染源。通過雨污分流改造，能夠有效改善因為CSO導致的水體面源污染。鎮(zhèn)江除了針對社區(qū)進行雨污分流改造，也對市政雨水管網(wǎng)進行了排查，對一些錯接、逆接的管道進行了改正。此外，鎮(zhèn)江在2017年還有修建大管徑雨水管道的計劃，該管道管徑預計為DN4000 mm，長度為5-7km，建成后其滿管容量超過了6×105m3，兼具了雨水調(diào)蓄和轉輸?shù)墓δ堋?/p>

3 分析與探討

我國的第一批海綿試點城市的建設期截止至2017年底，目前鎮(zhèn)江市的海綿城市建設工作仍在進行。對鎮(zhèn)江海綿城市項目建設中的老城區(qū)海綿化改造的經(jīng)驗進行階段性總結，主要包括精細化設計、施工質(zhì)量控制和注重公眾參與等三個方面。

3.1 精細化設計

鎮(zhèn)江海綿城市建設從頂層規(guī)劃設計開始到每一個具體小區(qū)的海綿改造設計，都始終貫穿著精細化設計的理念[7]。鎮(zhèn)江針對與洪管理的規(guī)劃研究起步較早，已經(jīng)根據(jù)當?shù)囟嗄甑慕涤暧涗浛偨Y了本地的降雨模型，并以此作為設計依據(jù)，這比套用一些通用的雨型公式更加符合當?shù)氐那闆r。

鎮(zhèn)江市海綿城市建設的目標是至2017年底，在海綿城市建設試點區(qū)內(nèi)：排水防澇標準達到有效應對30年一遇降雨；面源污染削減率達到60%；年徑流總量控制率75%以上。頂層設計過程中，結合試點區(qū)內(nèi)的匯水特征和積水點情況，將試點區(qū)劃分為若干匯水區(qū)，并根據(jù)降雨模型模擬的結果將這些目標分解至各個匯水區(qū)，再從匯水區(qū)分解至各個居民社區(qū)內(nèi)。匯水分區(qū)年徑流總量目標分解如圖4所示。

在居民社區(qū)層面上，結合小區(qū)的匯水特征、綠化率、可用空間等條件合理選取海綿工具并對徑流控制、面源污染控制等目標進行模擬和校訂，直至滿足該小區(qū)的分解目標后，進入小區(qū)海綿化改造的方案設計階段。在方案設計過程中，除了要考慮海綿設施的雨水管理功能，也用充分考慮其景觀功能和居民訴求，杜絕過度設計。以下凹綠地為例，為了強化雨水下滲，下凹綠地改造中回填的介質(zhì)土成分以沙土為主，介質(zhì)土滲水性強，但營養(yǎng)物保持能力則不如原土。因此這種土適合種植草本植物和灌木，不適合種植喬木。這對小區(qū)的景觀來說無疑是一種損失。針對這種情況，在滿足徑流控制指標的前提下，可對下凹綠地中的部分區(qū)域采用原土回填，用于種植喬木，使下凹綠地的雨水調(diào)蓄功能和景觀功能都得到最大限度的發(fā)揮。

3.2 施工質(zhì)量控制

施工質(zhì)量是海綿設施發(fā)揮作用的重要保障。對于海綿設施施工質(zhì)量的控制，必須從源頭、過程和末端三個方面都予以重視才能保證海綿設施的質(zhì)量。在源頭上需要對海綿工程參建人員進行系統(tǒng)的海綿知識培訓，建立對項目公司、現(xiàn)場負責人和施工人員的三級培訓體系。由于老城區(qū)海綿改造項目多而小，往往是多個工地同時開工，這些工地施工內(nèi)容和現(xiàn)場情況各有特點，如果不掌握一定的海綿理論知識，很難機械化地復制管理，因此對現(xiàn)場負責人的培訓是必要的。此外，現(xiàn)場施工人員是海綿工程的實施者，對其進行一定的培訓能更好地保證工程質(zhì)量。例如一些綠化人員可能對綠地下凹的形式不理解，如果沒有統(tǒng)一培訓，往往會根據(jù)自身喜好將一些灌木種植區(qū)堆高，導致下凹綠地的調(diào)蓄功能下降。

在施工過程中的控制需要施工人員認真按圖施工，質(zhì)量巡視員及時發(fā)現(xiàn)問題并整改：一是要對施工控制指標嚴格控制。對于下凹綠地，主控包括各結構層厚度、綠地表面標高和溢流井口標高等。結構層厚度和綠地表面標高決定了下凹綠地的雨水調(diào)蓄能力；溢流井口標高則關系到大雨時小區(qū)內(nèi)澇的問題，如果溢流井口標高過高，在大雨時就會造成澇水無法及時外排引起內(nèi)澇，海綿設施也就失去了意義。而對于結構式透水鋪裝，需要把握磚縫寬度，磚縫太窄雨水滲透受限會造成路面積水，如果太寬又會影響路面功能。二是要注意施工順序，以3.1節(jié)中提到的原土和介質(zhì)土共存的下凹綠地施工為例，需要先回填原土區(qū)域，之后再回填介質(zhì)土區(qū)域，其目的是防止回填過程中，原土覆蓋在介質(zhì)土表面，使介質(zhì)土滲透性下降。同樣在需要進行混凝土對側壁抹面的下凹綠地或花壇，要先進行抹面施工，再逐層回填礫石層和土層，目的也是為了防止施工過程中混凝土堵塞雨水下滲面。

施工質(zhì)量的末端控制包含三層含義，一是施工完成后及時進行工作面清理，防止下滲面被堵塞；二是在工程驗收中不合格的工程要及時進行整改；三是要及時進行總結，鎮(zhèn)江市的老城區(qū)海綿化改造過程中，已組織了多次“海綿回頭看”活動，針對既往施工過程中的經(jīng)驗進行總結和梳理，為后續(xù)工程實施提供借鑒。

除此之外，鎮(zhèn)江海綿城市建設工程針對海綿設施施工的全過程，提出了“智慧海綿”的管理模式，對整個施工過程的關鍵節(jié)點和相關資料，都會進行電子圖片保存，并建立數(shù)據(jù)庫，將來還會建立手機應用APP軟件，既規(guī)范施工管理過程，也方便社會各界參與監(jiān)督。

3.3 公眾參與

老城區(qū)海綿化改造屬于開放型的工程，與一些傳統(tǒng)的封閉型工程或半封閉工程如污水處理廠建設、道路施工等不同[8]。它是直接在居民社區(qū)中進行的，與居民交互密切，工程的進展也受到居民態(tài)度的影響，因此在實施老城區(qū)海綿化改造過程中，一定要邀請公眾參與，取得公眾的理解和支持。

鎮(zhèn)江市在進行老城區(qū)海綿化改造的過程中，通過公眾媒體向社會普及海綿城市及雨洪管理的相關知識，讓公眾對海綿城市建設的必要性進行了解。同時，在進場施工過程中，采用宣傳牌、宣傳圍擋等手段，向施工地點周圍的民眾宣傳海綿城市相關知識，介紹工程內(nèi)容和工期，完善公眾意見反饋渠道。對于居民反饋的意見，進行及時處理，盡量減少施工對居民的影響。

對于預備進場的居民小區(qū)和學校等非開放區(qū)域，注重居民意見。從設計階段就開始請業(yè)主方介入，組織業(yè)主見面會，與建設單位一同對設計方案進行評審，通過后才進行后續(xù)施工。進場前邀請居民代表參觀已完工的海綿改造小區(qū)和改造中的小區(qū)，使居民切實看到海綿化改造給小區(qū)帶來的改觀，樹立公眾對老城區(qū)海綿化改造的信心，減少施工過程中的阻力。

4 結語

鎮(zhèn)江市針對老城區(qū)的海綿化改造，主要是基于低影響開發(fā)理念進行的源頭控制型海綿設施，包括下凹綠地、透水鋪裝和綠色屋頂?shù)?，此外也會針對性地進行現(xiàn)場排水系統(tǒng)優(yōu)化。在建設過程中，通過精細化設計、施工質(zhì)量控制和公眾參與等理念進行管理，實現(xiàn)了環(huán)境效益和社會效益，老城區(qū)海綿化改造工程取得了當?shù)鼐用竦闹С趾驼J可。截止至2016年底，針對鎮(zhèn)江市的源頭老城區(qū)海綿化改造和建設工作已經(jīng)基本完成，在2017年將會著力建設區(qū)域性雨水管網(wǎng)、雨水泵站和排口處理設備等灰色設施。隨著“綠色”和“灰色”海綿體系建設完善，鎮(zhèn)江市的雨洪管理水平將會得到明顯提升。

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作者簡介：王子釗（1988-），男，白族，云南普洱人，碩士，主要從事水環(huán)境綜合治理及海綿城市技術研究。