摘要：在城鎮(zhèn)化建設和實施過程中，本文按照住建部《海綿城市建設技術指南》的要求，提前引入自然積存、自然滲透、自然凈化的設計理念，推進海綿城市的科學建設，結合城市所在地區(qū)的降水量、徑流、地勢地貌等因素，因地制宜地提出給排水的設計舉措，降低建設成本，減少洪澇對城市的應急沖擊。

關鍵詞：海綿城市；給排水設計；生態(tài)系統

海綿城市是指城市有一定的蓄滯排功能，在地表水循環(huán)系統環(huán)境變化和應對自然洪澇災害等方面發(fā)揮生態(tài)水體系統和設計時引入徑流控制，使城市洪澇蓄儲排能力具有良好的“彈性”，在遇有降水和應急時對水體進行蓄、滲、濾、凈的處理，并可實現一定的蓄儲功能，實現對降水的多功能控制和利用。

一、海綿城市理念在城市給排水設計中的意義

2021年7月，河南省暴發(fā)持續(xù)性強降水天氣引發(fā)特大暴雨災害，造成大規(guī)模死傷與財產損失，1478.6萬人受災，死亡失蹤398人，其中鄭州市380人，直接經濟損失1200.6億元。

本文根據國家建設、推進海綿城市的要求，進一步提高城鎮(zhèn)建設的生態(tài)文明，提升居民的幸福生活指數，結合近年來城市積澇現象，以及發(fā)生的既有事故和應急事件，從規(guī)劃設計角度引入前期設計的儲蓄海綿功能的理念，對城市化進程中的給排水尤其是蓄水、排水的功能因地制宜予以合理、有效的提升，在前期規(guī)劃中提出建設和要求，融入給排水設計中，指導建設期的科學施工作業(yè)，在源頭完善城市的“海綿”功能，避免洪澇災害阻斷交通、損害公共財產、導致人民群眾傷亡，結合國家最新政策及國內城市化設計成果，研究如何提升儲蓄“海綿”功能，通過設計理念的導入把關源頭、指導規(guī)劃和建設，進一步支持城鎮(zhèn)化的快速進程，保障經濟社會的正常穩(wěn)定發(fā)展。主要研究設計中結合不同地區(qū)根據蓄滯水體的客觀條件和已有能力，根據當地的徑流、降雨量、主要地形地貌地勢，融入海綿城市的設計思路和一些具體方式和方法，從技術角度上論證可行性和可實現的預期成果，主要方法為列舉法、分析法和既有成果顯示法。

二、海綿城市具體理念的導入和與給排水設計的結合

海綿城市的第一要求是要具備對水體的蓄滯能力，減少應急和事故的發(fā)生。蓄滯能力可以從地理地形條件、城市綠地及既有水資源規(guī)模（湖泊、渠道、濕地保護區(qū)、地下徑流流量等）、既有道路和建筑布局、既有給排水規(guī)模等角度分析，減少應急和事故從解決“卡脖子”問題入手，切實提高給排量和水體容蓄力，解決峰值問題。

結合以上兩點，引入海綿城市理念的重點已經明確，從市政給排水的設計角度考慮，在高效合理的同時，必須結合目前城鎮(zhèn)化的現狀（投資主體為政府組織財政資金實施）。為有效降低建設成本，在市政設計中應優(yōu)先考慮利用自然排水、蓄水的已有體系，因地制宜，考慮正常流量和非常量的峰值差后，從設計角度提出給排的建設能力要求和處理量，根據缺口再輔助建設或擴容與生態(tài)和諧的蓄排系統，將給排蓄資源整合。在城市規(guī)劃建設的設計理念中，前置引入自然生態(tài)水系與人工給排措施的有機結合，在確保城市給水、排水、防澇安全的前提下，有效實現降水、徑流高峰水在城市區(qū)域的蓄存、滲透和過濾凈化，利用好降水和地表水資源，實現生態(tài)環(huán)境保護的同時達到城鎮(zhèn)給排水的有序運行，統籌資源、科學設計，實現滿足峰值的去應急目的，使之常態(tài)化良性運轉。

（一）城市自然生態(tài)系統蓄滯水體的能力分析

根據當地的生態(tài)蓄滯水體的功能和體量，得出排水量遠大于蓄滯水量，需要建筑和布局的設計支持才能實現40%的處理缺口。根據海綿城市的要求，按如下設計思路開展：

1.為符合海綿城市建設的基本要求，設計前對飲用水資源和一類、二類、三類水體進行有效的生態(tài)保護，不破壞既有的河流、湖泊、濕地、坑塘、溝渠等水生態(tài)敏感區(qū)，對城市原有生態(tài)系統的保護是生態(tài)恢復和修復，對在城市建設中已經產生消極或破壞性影響的水生態(tài)體系，通過自然加人工的措施進行恢復和修復，保持水土、涵養(yǎng)水源，對城市周邊的林地、草地、湖泊、濕地在開發(fā)前做好水文地質調查，據此采取保護性的自然水文特征。

2.減少城市徑流雨水源頭排放強度，給出控制性約束指標，主要啟用并依托自然生態(tài)蓄排水系統，利用城市周邊濕地、湖泊、渠涵度的首度蓄滯功能，針對城市內部的道路、建筑、排水系統，附加對降水的吸納、蓄滲和凈化過濾作用，使自然與人工相結合。在城市開發(fā)建設后對既有的水系統不做大的改變，借此削減城市徑流污染負荷并減少內澇，實現海綿城市所要求的“具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能”。

3.城市既有道路和建筑布局對水體的蓄滯能力需建設可滲流、緩流的城市道路和建筑，在城市內部，尤其是地平低于水系地平的低洼地帶，避免建設大型的交通場站和居住辦公設施，結合實際開發(fā)為城市綠地或廣場花園。同時，設計前考慮城市近年的降雨量值，徑流總量控制率對應的設計降雨量值，依據當地既往十年的降雨資料計算，實測資料不足或嚴重缺乏不足以支撐設計參數時，根據長期降雨規(guī)律和近五年氣候的變化，結合自然生態(tài)輔助以多功能調蓄的人工措施進行給排水設計。

（二）城市既有給排水規(guī)模與峰值量的差異分析

完成上述測算后，可找出蓄排的差值，設計人員根據海綿城市70%的需蓄滯水量分析三者在峰值時的差異，需水量根據實際增加單點梯級或提級泵站，排水量也是一樣，可以改造或加裝既有排水系統，根據差異數值將排水系統重新設計或優(yōu)化設計，達到蓄排平衡，解決實際給排水的故障。

（三）通過測算最大凈流量來構建城市給排水設計

首先，保證水源涵養(yǎng)、水土保持、水體蓄滯的生態(tài)功能區(qū)，如濕地、湖泊、林地、山地、自然溝渠等，采取保護和恢復措施，從源頭減少降水量的與外排壓力。其次，在城市內部規(guī)劃中引入生態(tài)設計理念，通過下沉綠地、透水廣場和停車場、滲水道路、梯級泵站和雨污水處理系統，整合城市人為處理排水的功能，達到預防應急事件的指標要求。最后，考慮到特殊情況和事件，城市給排水設計中必須引入應急輔助的設施和救援通道，建設必需的泵站和應急排水通道，可以考慮使用周邊的蓄滯洪區(qū)。

三、引入海綿城市的設計思路的具體建設、建筑應用

按照保護生態(tài)水系、發(fā)揮已有蓄排功能、利用既有水處理設施的原則，預留或保留生態(tài)水系的調節(jié)用地，在設計中前置考慮多功能調蓄水體，維護原有水生態(tài)環(huán)境并保持其良性循環(huán)，通過增加水域面積的方式，充分利用生態(tài)體系對降水的儲存、滲透調節(jié)、轉輸與過濾凈化等功能。城市內部要減少和控制不透水面積，積極消減不透水面積比例，對城市傳統排水系統不足部分予以改造彌補，以有效控制徑流總量并減少徑流污染。與既有生態(tài)水系共同組織徑流雨水的儲蓄排，要考慮五年一遇的徑流應急控制目標設計，實現年徑流總量控制率約為70%，除雨水收集和回用外，滲透等措施的排空時間應限在72h內。

按照區(qū)塊功能設計，將不同水體分置設計，對生態(tài)區(qū)、商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、工業(yè)園區(qū)分開規(guī)劃設計。設計蓄水量總指標建議按照50%、20%、10%、30%分解控制，設計排水量按照10%、20%、50%的指標分解控制，對工業(yè)園區(qū)的排水量按照實際的指標調節(jié)控制。同時，設計中對雨水集濾必須重點考慮，建設必要的透水綠地墊層、硬化路面濾水網眼。

對既有生態(tài)區(qū)：保護湖泊和濕地面積，對湖泊、水道、渠道定期清淤，輔助以拓寬、加深措施，保證蓄排能力。

對商業(yè)區(qū)：設計中對人行道、停車場、公園廣場等公共開放用地，根據既有蓄排量考慮透水鋪裝的面積，并設定最低占比控制指標，不足的可以考慮對部分地區(qū)的屋頂也采用綠化措施，結合地表草格鋪砌、透水磚鋪砌等有效措施下滲雨水，在道路周邊的綠地采用下沉式綠地，有效控制地表徑流，而且還能積蓄硬質地面匯流的雨水。

對居住區(qū)：城市居住區(qū)是人們日常生活起居場所，一般由若干個住宅樓盤和公共設施、公共建筑組成。要在設計時加強對容積率和建筑高度綜合考量，加大單元綠化的布局，同時做到不在低于地表水系平面的位置建設，在排灌措施上，設計梯級泵站予以處理，按照五十年一遇的降水的70%給予設計排量。

對工業(yè)園區(qū)：考慮到工業(yè)園區(qū)的生產用水性質，要在規(guī)劃時引入給排量控制要求，設計中要求園區(qū)必須有獨立的給水系統。排水系統要求在出園區(qū)口設置生態(tài)檢測，符合地表三類水要求的并入城市中水管道；低于三類水質達到四類水質要求的，排入雨水管道；低于四類水質要求和無毒害理化指標的排入城市污水管道。

另外，對涉及人員流動和居住、工作的地區(qū)，要充分調研地表高程低于周圍匯水區(qū)域的面積，避免發(fā)生洪澇災害導致人民生命財產受到損失。

四、控制總徑流量排放的設計成果應用策略

根據海綿城市對水體蓄滯量，尤其是對降水的蓄滯量要求達到70%及以上，在考慮特殊事件的基礎上，提出設計思路為：對城市的整體單元按照規(guī)劃進行單元設計劃分，排水量要考慮交通干道和人員密集區(qū)域及居住區(qū)和商業(yè)區(qū)的特殊性，必須滿足防澇的要求。控制指標如下：湖泊、濕地、林地的面積和蓄水量占到50%；下沉式綠地占比大于總綠地總面積的60%；綠色屋頂占比大于總面積的30%；廣場、人行道、停車場的透水鋪裝率不低于總面積的80%。

在節(jié)約用地的基礎上，優(yōu)先保護既有水系生態(tài)原則，可在匯水區(qū)末端或下游分散建設人工調蓄，對城市規(guī)劃建設中侵占河湖水系并創(chuàng)造條件逐步恢復。

響應國家要求，在設計中合理選擇低影響開發(fā)雨水技術及其組合系統，綜合利用既有水生態(tài)體系（江河湖泊、濕地林地等），輔助以人工建設的透水鋪裝、林灌草綠地、植被緩沖帶等。從設計角度要保證選擇人工、生態(tài)組合系統，在城市建設中和建設后期，對徑流消減量進行監(jiān)測，避免“設計一套、建設一套”。

五、結論

綜上所述，引入海綿城市理念后，對現有設計是一個較大的改變和挑戰(zhàn)，要求設計人員改變以往單純考慮以排為主，引入生態(tài)保護、蓄滯和凈化降水及徑流、建設中涵養(yǎng)及景觀美的設計理念和思路，其中設計要學習生態(tài)保護的法律法規(guī)和設計規(guī)范，結合城市的降水和經濟發(fā)展用水的增長，科學、合理地在設計中引入保護生態(tài)并利用現有水系的蓄水功能。以往的缺點可能是節(jié)約建設成本的亮點：如地下水透采地區(qū)因水位低可以很好地利用其蓄水功能，原有的災澇區(qū)可合理設計為蓄滯洪區(qū)，變?yōu)樯鷳B(tài)景觀，仍可促進地方經濟和旅游的增長。最后，在設計中，要引入建設蓄滯降水的綠地、透水道路，補充以梯級泵站等應急設施，堅決避免在低于城市常年水系地平線以下的建筑和設施繼續(xù)增量。

參考文獻：

[1]張寶龍.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用[J].智能城市，2022，8（11）：52-54.

[2]張赟，孫勝杰.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用研究[J].中華建設，2022（11）：87-89.

[3]陳菲菲.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用[J].科技資訊，2022，20（17）：139-141.

[4]張梁.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用要點研究[J].工程建設與設計，2022（15）：128-130.

[5]鄔艷.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用[J]. 工程建設與設計， 2022（09）：42-44.

[6]于曉月.海綿城市理念在市政給排水設計中的運用[J]. 工程技術研究， 2021，6（24）：164-167.

[7]熊祖平.海綿城市理念在市政給排水設計中的應用[J]. 智能建筑與智慧城市， 2021（11）：158-159.

[8]許亮芳. 海綿城市理念在市政給排水設計中的運用分析[J]. 科學技術創(chuàng)新， 2021（19）124-125.

作者簡介：蔣雨航（1994），男，廣西壯族自治區(qū)玉林市人，本科，初級工程師，主要研究方向為市政給水排水。