王求華，王 許，石國(guó)強(qiáng)

（1.萍鄉(xiāng)市海綿設(shè)施管理處，江西 萍鄉(xiāng)，337000；2.萍鄉(xiāng)市水利水電勘察設(shè)計(jì)院，江西 萍鄉(xiāng)，337000；3.中規(guī)院（北京）規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，北京，100044）

0 引言

海綿城市建設(shè)發(fā)展從“2015年全面規(guī)劃啟動(dòng)”到“2019年系統(tǒng)化全域推進(jìn)”，現(xiàn)已成為新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要組成部分。效果評(píng)價(jià)是海綿城市建設(shè)重要的評(píng)價(jià)手段之一，可為海綿城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)及時(shí)提供數(shù)據(jù)支撐。目前，我國(guó)海綿城市建設(shè)效果評(píng)價(jià)工作尚處于起步階段，亟需構(gòu)建科學(xué)合理的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型[1]。萍鄉(xiāng)市海綿城市一體化管控平臺(tái)構(gòu)建了基于在線智能雨量監(jiān)測(cè)儀、在線智能流量監(jiān)測(cè)儀、在線智能液位監(jiān)測(cè)儀、在線智能懸浮物監(jiān)測(cè)儀、在線智能溫濕度監(jiān)測(cè)儀和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)的一套在線監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)易澇點(diǎn)、海綿設(shè)施、排水分區(qū)、河道等監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位、流量、懸浮物和降雨量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備所得的數(shù)據(jù)計(jì)算海綿城市建設(shè)評(píng)估指標(biāo)，為科學(xué)評(píng)價(jià)海綿城市建設(shè)成效提供有力支撐。

1 基本情況

1.1 城市概況

萍鄉(xiāng)市位于江西省西部，為典型的江南丘陵型城市，國(guó)土總面積3 827km2，其中山地和丘陵分布廣泛，占全市總面積的81.6%。屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量1 597mm，30年一遇24h降水量187 mm，10年一遇24h降水量176mm，歷史最大24h降水量226mm（1972年8月18日）。降水時(shí)空分布不均，時(shí)間上主要集中在4～6月，占全年降水量的42%；空間上南部多于北部，東部多于西部，山區(qū)多于平原。

1.2 海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)選擇

萍鄉(xiāng)市是江南丘陵地區(qū)海綿城市建設(shè)的典型代表，通過(guò)對(duì)區(qū)域現(xiàn)狀問(wèn)題、典型性與代表性、城市未來(lái)發(fā)展方向等分析，根據(jù)水環(huán)境及內(nèi)澇等問(wèn)題的嚴(yán)重程度[2]，最終選定了32.98km2海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)范圍。

萍鄉(xiāng)市為老工礦城市，城市基礎(chǔ)設(shè)施陳舊，現(xiàn)狀存在的問(wèn)題主要集中在水安全和水環(huán)境兩方面。水安全方面，內(nèi)澇問(wèn)題突出，是困擾城市發(fā)展和人居環(huán)境提升的一項(xiàng)頑疾，通過(guò)對(duì)萍鄉(xiāng)市海綿城市試點(diǎn)區(qū)排水系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，模擬30年一遇降雨情景下試點(diǎn)區(qū)內(nèi)易澇積水點(diǎn)多達(dá)84處。城市水體環(huán)境質(zhì)量方面，雖然中心城區(qū)河道水質(zhì)總體良好，但由于排水系統(tǒng)不完善，溢流污染問(wèn)題突出，中心城區(qū)萍水河段水質(zhì)惡化趨勢(shì)不容忽視。

2 試點(diǎn)建設(shè)目標(biāo)

2.1 年徑流總量控制率

依據(jù)萍鄉(xiāng)市氣象臺(tái)1985～2014年逐日降水量資料，剔除小于或等于2mm的降雨事件數(shù)據(jù)和全部降雪數(shù)據(jù)，將剩余的日降雨量由小到大進(jìn)行排序，計(jì)算出萍鄉(xiāng)市年徑流總量控制率與對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨關(guān)系曲線圖（圖1）。綜合考慮政策文件要求、海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)下墊面特征、土壤滲透能力、短歷時(shí)強(qiáng)降雨的特性、河湖水系現(xiàn)狀、初期雨水面源污染、治黑除澇需求、區(qū)域水資源狀況等因素[3]，將萍鄉(xiāng)市海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)年徑流總量控制率目標(biāo)設(shè)定為75%，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)降雨量為22.8mm。

圖1 年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)降雨關(guān)系曲線圖

2.2 排水防澇標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《城市排水（雨水）防澇規(guī)劃編制大綱》《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014）中的相關(guān)規(guī)定，參照《江西省萍鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃報(bào)告》和《萍鄉(xiāng)市城市排水專項(xiàng)規(guī)劃》，確定萍鄉(xiāng)市城區(qū)排水防澇標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇。

2.3 防洪標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017）及《江西省萍鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃報(bào)告》，確定萍鄉(xiāng)市城區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。城區(qū)萍水河主河道防洪標(biāo)準(zhǔn)按照50年一遇洪水設(shè)防，其他支流按照20年一遇洪水設(shè)防。

3 試點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容

3.1 匯水分區(qū)與排水分區(qū)

結(jié)合萍鄉(xiāng)市城區(qū)水系分布情況，以自然流域?yàn)檠芯繉?duì)象，將海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)劃分為萍水河流域、五豐河流域和白源河流域三個(gè)匯水分區(qū)（圖2）。在匯水分區(qū)的基礎(chǔ)上，結(jié)合規(guī)劃區(qū)地形圖、水系規(guī)劃、排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃以及路網(wǎng)結(jié)構(gòu)等資料，進(jìn)一步劃分排水分區(qū)，將海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)劃分為15個(gè)排水分區(qū)（圖 3）。

圖2 試點(diǎn)區(qū)匯水分區(qū)劃分圖

圖3 試點(diǎn)區(qū)排水分區(qū)劃分圖

3.2 試點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容

萍鄉(xiāng)市海綿城市試點(diǎn)建設(shè)構(gòu)建了以萍水河流域?yàn)楹诵牡暮＞d城市試點(diǎn)建設(shè)體系。在海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)范圍內(nèi)以自然流域?yàn)榛締卧y(tǒng)籌構(gòu)建“上截—中蓄—下排”的大排水系統(tǒng)：在五豐河流域上游建設(shè)分洪隧洞，將部分洪水經(jīng)赤山河引進(jìn)萍水湖，用以解決萍水河與五豐河上游的山洪問(wèn)題；在萍水河流域和五豐河流域中游分別建設(shè)萍水湖（調(diào)蓄庫(kù)容300萬(wàn)m3）、玉湖（調(diào)蓄庫(kù)容50萬(wàn)m3）、鵝湖（調(diào)蓄庫(kù)容 15萬(wàn) m3），削峰滯洪，緩解下游老城區(qū)的行洪壓力；在五豐河流域下游建設(shè)五豐河與鵝湖連通工程，將五豐河水引至鵝湖并抽排至萍水河，同時(shí)在五豐河匯入萍水河的河口新建五豐河排澇泵閘，減少萍水河頂托倒灌。海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)劃分了6個(gè)項(xiàng)目片區(qū)，8大類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目，共167個(gè)子項(xiàng)目（見(jiàn)表1）。

表1 萍鄉(xiāng)市海綿城市試點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目匯總表

4 試點(diǎn)建設(shè)效果評(píng)價(jià)

4.1 年徑流總量控制率

年徑流總量控制效果的評(píng)估采用SCAD（Sponge City Aided Design）海綿城市輔助工具。SCAD與《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》緊密結(jié)合，包括對(duì)城市徑流產(chǎn)生量評(píng)估計(jì)算、城市面源污染負(fù)荷的評(píng)估計(jì)算以及各種調(diào)蓄及LID設(shè)施對(duì)城市徑流產(chǎn)生量、面源污染的消減量的模擬等一系列針對(duì)海綿城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的功能。采用丹麥DHI的MIKE模型對(duì)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)各排水分區(qū)年徑流總量控制率進(jìn)行模擬分析，結(jié)果顯示各排水分區(qū)年徑流總量控制率介于50%至83%之間（見(jiàn)圖3），海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)年徑流總量控制率達(dá)到了76%。通過(guò)安裝的監(jiān)測(cè)設(shè)備采集相對(duì)完整的地塊和排水分區(qū)評(píng)估實(shí)際徑流控制效果與年徑流總量控制率目標(biāo)落實(shí)情況，結(jié)果顯示實(shí)測(cè)結(jié)果與模擬結(jié)果基本一致。

4.2 徑流污染削減率

根據(jù)《萍鄉(xiāng)市海綿城市試點(diǎn)建設(shè)示范區(qū)建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃》可知，由城市非點(diǎn)源模型可以得到排水分區(qū)場(chǎng)次降雨徑流污染平均濃度。在排水分區(qū)排口位置布設(shè)智能在線流量監(jiān)測(cè)儀與智能在線液位監(jiān)測(cè)儀，并利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算場(chǎng)次降雨徑流污染物平均濃度（EMC）。在此基礎(chǔ)上計(jì)算排水分區(qū)的降雨徑流污染物負(fù)荷（產(chǎn)污量），進(jìn)而計(jì)算污染物負(fù)荷削減率（SS削減率）。由于SS削減率并不能完全說(shuō)明面源污染情況，需要與場(chǎng)次降雨徑流污染物濃度綜合分析，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。結(jié)果顯示各排水分區(qū)降雨徑流平均污染物濃度有所下降，SS削減率達(dá)到海綿城市建設(shè)要求。根據(jù)萍鄉(xiāng)市地表水功能區(qū)劃，海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)域內(nèi)萍水河為工業(yè)用水區(qū)，其他水體未納入水功能區(qū)，目前均可達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)[4]。

表2 試點(diǎn)區(qū)排水分區(qū)面源污染評(píng)估表

4.3 水安全保障

海綿城市試點(diǎn)建設(shè)以來(lái)，為監(jiān)測(cè)各內(nèi)澇點(diǎn)積水情況，萍鄉(xiāng)在各歷史內(nèi)澇點(diǎn)檢查井內(nèi)安裝了液位計(jì)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)積水情況。根據(jù)海綿城市監(jiān)測(cè)平臺(tái)歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，海綿城市試點(diǎn)建設(shè)完成后，在小于30年一遇暴雨情景下，城區(qū)原有內(nèi)澇積水點(diǎn)均未出現(xiàn)過(guò)積水深度超過(guò)15cm的情況；在暴雨接近甚至大于30年一遇暴雨情景下，大部分易澇點(diǎn)液位計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)始終未超過(guò)警戒線，局部積水深度超過(guò)15cm的地方只有5處，30年一遇暴雨情景下海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)范圍內(nèi)84個(gè)積水點(diǎn)基本消除。

5 結(jié)論

通過(guò)實(shí)測(cè)和模型模擬方法，從年徑流總量控制率、徑流污染削減率、水安全保障三個(gè)方面對(duì)萍鄉(xiāng)市的海綿城市試點(diǎn)建設(shè)進(jìn)行了評(píng)估，主要結(jié)論如下：

（1）萍鄉(xiāng)市通過(guò)海綿城市試點(diǎn)建設(shè)完成了32.98km2的海綿城市達(dá)標(biāo)面積，占城市建成區(qū)面積的63.33%，試點(diǎn)區(qū)年徑流總量控制率達(dá)到 76%，徑流污染削減率達(dá)到海綿城市建設(shè)要求，84個(gè)積水點(diǎn)基本消除，初步實(shí)現(xiàn)了“保障水安全、涵養(yǎng)水資源、恢復(fù)水生態(tài)、改善水環(huán)境、復(fù)興水文化”，實(shí)現(xiàn)具有江南丘陵地區(qū)特色的海綿城市戰(zhàn)略目標(biāo)。

（2）萍鄉(xiāng)市海綿城市試點(diǎn)建設(shè)效果評(píng)價(jià)工作通過(guò)一體化管控平臺(tái)構(gòu)建了基于在線智能雨量監(jiān)測(cè)儀、在線智能流量監(jiān)測(cè)儀、在線智能液位監(jiān)測(cè)儀、在線智能懸浮物監(jiān)測(cè)儀、在線智能溫濕度監(jiān)測(cè)儀和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)的一套在線監(jiān)測(cè)管控系統(tǒng)，為科學(xué)評(píng)價(jià)海綿城市建設(shè)成效提供了有力支撐。