唐 明 許文斌 謝千辰 王立風(fēng) 曾燕林
(1.南昌工程學(xué)院水利與生態(tài)工程學(xué)院,南昌 330099;2.江西省水文水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330099;3.南昌市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院,南昌 330038)
由于我國城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)歷史欠賬多,短板突出[1];加上近年來全球氣候變化和城市“雨島效應(yīng)”的影響,城市降雨的量級(jí)和強(qiáng)度均呈上升趨勢(shì)[2],不少城市遭受了嚴(yán)重內(nèi)澇。無論是地方政府還是廣大民眾,都渴望“城市看?!眴栴}早日得到解決[3]。2012年北京“7·21”特大暴雨后,國務(wù)院對(duì)城市內(nèi)澇問題更加重視,于2013 年出臺(tái)了《關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》(國辦發(fā)〔2013〕23 號(hào))(以下簡稱23 號(hào)文)。此后,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部(以下簡稱住建部)按照23 號(hào)文的要求,及時(shí)組織修訂《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50014),將城市排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)由3 年一遇提高到3 年一遇至5 年一遇;同時(shí)補(bǔ)充了城市內(nèi)澇防治要求。但城市排水設(shè)施建設(shè)達(dá)標(biāo)非一日之功,在社會(huì)普遍關(guān)注城市內(nèi)澇問題的背景下,中央提出了通俗易懂的海綿城市建設(shè)概念,住建部印發(fā)了《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)》(以下簡稱《技術(shù)指南》),并先后于2015年、2021年、2022年又出臺(tái)了《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)水利工作的指導(dǎo)意見》(水規(guī)計(jì)〔2015〕321 號(hào))(以下簡稱321 號(hào)文)、《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)〔2015〕75 號(hào))(以下簡稱75 號(hào)文)、《關(guān)于加強(qiáng)城市內(nèi)澇防治的實(shí)施意見》(國辦發(fā)〔2021〕11 號(hào))(以下簡稱11 號(hào)文)、《關(guān)于進(jìn)一步明確海綿城市建設(shè)工作有關(guān)要求的通知》(建辦城〔2022〕17 號(hào))(以下簡稱17 號(hào)文)等重磅文件,加強(qiáng)城市內(nèi)澇防治工作。
全球氣候變化和快速城市化改變了自然水循環(huán)過程,城市水問題越來越突出[5];內(nèi)澇多發(fā)、水環(huán)境污染和雨水資源大量流失等已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題[6]。在此過程中,為促進(jìn)水循環(huán)利用、進(jìn)一步獲取雨水資源,應(yīng)對(duì)全球性水危機(jī),一系列雨洪管理理念誕生。主要包括美國的低影響開發(fā)(Low Impact Development,LID)、最佳管理措施、綠色基礎(chǔ)設(shè)施及綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施,英國的可持續(xù)城市排水系統(tǒng),德國的雨水利用和雨洪管理,澳大利亞的水敏性城市設(shè)計(jì),新西蘭的低影響城市設(shè)計(jì)與開發(fā),日本的雨水貯存滲透計(jì)劃等[7]。盡管這些理念的名稱不同,但所采取的工程措施基本涵蓋透水鋪裝、雨水花園、綠色屋頂、植草溝等雨水滲透、滯留設(shè)施,以及生物滯蓄池、濕地等雨水貯存設(shè)施[8],本質(zhì)都是要讓雨水在城市中的循環(huán)過程更加自然,徹底改變以排為主的雨水管理模式,效仿自然,提高雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力[9],減少地表徑流量和峰值流量,并運(yùn)用過濾技術(shù),控制徑流污染強(qiáng)度。
進(jìn)入21世紀(jì),“城市看?!背蔀榫W(wǎng)絡(luò)熱詞與社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn),廣州、武漢、北京、杭州等特大城市幾乎“逢雨必澇,遇澇則癱”,更是引發(fā)廣泛關(guān)注。2010 年,住建部對(duì)351 個(gè)城市進(jìn)行了城市內(nèi)澇調(diào)查,結(jié)果表明,由于城市排水設(shè)施不健全、標(biāo)準(zhǔn)低等原因,有61%的城市出現(xiàn)不同程度內(nèi)澇。
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展,生態(tài)破壞及環(huán)境污染問題不斷凸顯,進(jìn)入城市水域的污染物質(zhì)數(shù)量超出水環(huán)境容量,城市水質(zhì)下降,并逐漸惡化。2013 年,在中央城鎮(zhèn)工作會(huì)議上,針對(duì)城市水少、水臟的環(huán)境問題,習(xí)近平總書記首次提出“在提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來,優(yōu)先考慮利用自然力量排水,建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。此后,又在2014 年考察京津冀協(xié)同發(fā)展座談會(huì)、2014 年中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第5 次會(huì)議、2016 年中央城市工作會(huì)議等場(chǎng)合,反復(fù)強(qiáng)調(diào)要建設(shè)海綿城市[10]。
在生態(tài)文明建設(shè)的大背景下,如何實(shí)現(xiàn)城市轉(zhuǎn)型升級(jí),解決城市建設(shè)中的水環(huán)境、水生態(tài)和水安全等問題,從而提高城市發(fā)展的持續(xù)性、宜居性,促進(jìn)人與自然和諧共生,成為各地發(fā)展迫切需要解決的問題。2015 年4 月,財(cái)政部、住建部、水利部聯(lián)合開展第一批16 個(gè)海綿城市建設(shè)試點(diǎn);2015 年10 月,國務(wù)院辦公廳推出75 號(hào)文,正好契合了地方需求[11],很多城市積極爭取成為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)。
2015 年確定了首批16 個(gè)試點(diǎn)城市,2016 年確定了第二批14個(gè)試點(diǎn)城市。這些試點(diǎn)城市的海綿城市建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃總投資在27 億~210 億元,平均投資為3.2 億元/km2。中央財(cái)政對(duì)海綿城市建設(shè)試點(diǎn)給予專項(xiàng)資金補(bǔ)助,直轄市每年6億元,省會(huì)城市每年5億元,其他城市每年4億元。各地在發(fā)揮中央補(bǔ)助資金的撬動(dòng)效應(yīng)方面做努力,把海綿城市與棚戶區(qū)改造、城鄉(xiāng)危房改造、舊城改造結(jié)合在一起,采取公共私營合作(Public-Private-Partnership,PPP)模式吸引社會(huì)資本參與海綿城市建設(shè),多渠道籌集資金,推動(dòng)海綿城市建設(shè)項(xiàng)目的落地。據(jù)住建部統(tǒng)計(jì),除了第一、第二批30 個(gè)試點(diǎn)城市外,我國先后有超過400 個(gè)城市出臺(tái)了海綿城市建設(shè)實(shí)施規(guī)劃方案[12]。
對(duì)于城市內(nèi)澇,各地深受其害,同時(shí)對(duì)海綿城市的“治澇效果”寄予過高的期望,將海綿城市看成解決城市內(nèi)澇的“神丹妙藥”。各路媒體對(duì)海綿城市建設(shè)的宣傳口徑也大都聚焦在“告別雨季‘看?!薄案纬鞘袃?nèi)澇”等。因此,一旦城市再次出現(xiàn)內(nèi)澇,公眾便難以接受被淹的現(xiàn)實(shí),質(zhì)疑聲四起。
2016 年入汛以后,我國南方地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)10 多次強(qiáng)降雨過程,幾乎每次強(qiáng)降雨,都會(huì)引發(fā)部分城市的嚴(yán)重內(nèi)澇,網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于“看?!钡难哉摬粩?,海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市成為公眾關(guān)注焦點(diǎn)?!吨袊?jīng)濟(jì)周刊》記者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),全國30個(gè)海綿城市試點(diǎn)中,有19個(gè)城市出現(xiàn)內(nèi)澇現(xiàn)象,占比達(dá)到63%。不少人認(rèn)為海綿城市建設(shè)效果不夠理想,甚至認(rèn)為海綿城市試點(diǎn)失敗了。
集成學(xué)習(xí)是建立基分類器的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效融合集成形成強(qiáng)分類器,其中包括兩個(gè)主要工作,一是基分類器的構(gòu)建,二是多分類器的融合集成方法。集成學(xué)習(xí)算法的一般實(shí)現(xiàn)框架如圖1所示。
2021 年7 月下旬,河南省多地遭遇特大暴雨,鄭州市發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇,而“鄭州已經(jīng)在5年前就被列為海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市,3 年前提出投入534.8 億元建設(shè)海綿城市”的爆料,使得公眾對(duì)海綿城市的質(zhì)疑再次達(dá)到高潮,“海綿城市無用論”的觀點(diǎn)廣泛傳播。
(1)海綿城市的建設(shè)內(nèi)容,是主要爭論之一。第1 類觀點(diǎn),有專家認(rèn)為真正的海綿城市是基于自然,給水更大的空間,讓自然河道、濕地、綠地發(fā)揮作用,并認(rèn)為基于自然是海綿城市的核心,而不是投入巨資建設(shè)孤獨(dú)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施。這種“只綠不灰”的觀點(diǎn)將快排模式與海綿城市對(duì)立,認(rèn)為前者是以改造自然、利用土地為主,改變?cè)猩鷳B(tài),是一種粗放式建設(shè);而后者是順應(yīng)自然,保護(hù)原有生態(tài),使人與土地和諧,是低影響開發(fā)[13]。因此就有了將海綿城市建設(shè)的功能定位在“打造城市垂直系統(tǒng)”上的觀點(diǎn),需要強(qiáng)化源頭分散和慢排緩釋,以確保城市能真正“澇時(shí)吸水,旱時(shí)吐水”[14]。第2類觀點(diǎn),不少專家更傾向于將海綿城市定義為藍(lán)綠灰綜合體,包括雨水控制等綠色基礎(chǔ)設(shè)施、市政管網(wǎng)(調(diào)蓄池)等灰色措施和河湖水系等藍(lán)色空間。綠色基礎(chǔ)設(shè)施雖然建設(shè)運(yùn)維費(fèi)低,但占用空間大、用地多、效率低;而灰色基礎(chǔ)設(shè)施用地少、效率高,因此單一靠綠色或灰色設(shè)施發(fā)揮作用都難以為繼[15]。這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為建設(shè)海綿城市不能僅僅理解為建設(shè)透水路面、加強(qiáng)雨水利用及植樹種草,應(yīng)該采取滲、滯、蓄、凈、用、排等措施,既要讓城市遇到強(qiáng)降雨“不看?!?,又要讓雨水留得住、再利用,最大程度地減少城市開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
(2)海綿城市的治澇標(biāo)準(zhǔn),是另一個(gè)爭論較多的問題。《技術(shù)指南》明確,LID雨水系統(tǒng)可以通過對(duì)雨水的滲透、儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)輸與截污凈化等功能,有效控制徑流總量、徑流峰值和徑流污染。借鑒發(fā)達(dá)國家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),年徑流總量控制率最佳為80%~85%。這一目標(biāo)主要通過控制頻率較高的中、小降雨事件來實(shí)現(xiàn)。以北京市為例,當(dāng)年徑流總量控制率為80%和85%時(shí),對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量為27.3 mm和33.6 mm,分別對(duì)應(yīng)約0.5 年一遇和1 年一遇的1 h 降雨量。
有專家認(rèn)為75 號(hào)文中的“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇”,其對(duì)應(yīng)雨情是國家標(biāo)準(zhǔn)《降雨量等級(jí)》(GB/T 28592—2012)(24 h降雨量25.0~49.9 mm,或者是12 h降雨量15.0~29.9 mm),且與GB 50014規(guī)定的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相互協(xié)調(diào)。海綿城市建設(shè)是解決經(jīng)常性降雨發(fā)生的城市內(nèi)澇問題,不能將“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇”泛化為應(yīng)對(duì)“極端天氣下的城市內(nèi)澇”[10]。
也有專家認(rèn)為75 號(hào)文中提出的“大雨”只是形象的說法,不等于嚴(yán)格氣象意義上的大雨,而應(yīng)該理解為海綿城市工程體系設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的降雨標(biāo)準(zhǔn)。海綿城市解決的是工程體系設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降雨引起的內(nèi)澇問題,而不能實(shí)現(xiàn)“永不看?!薄扒瓴粷场薄?/p>
2014 年,住建部印發(fā)的《技術(shù)指南》明確:海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌LID 雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng);低影響開發(fā)指在城市開發(fā)建設(shè)過程中采用源頭削減、中途轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄等多種手段,通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種技術(shù),實(shí)現(xiàn)城市良性水文循環(huán),提高對(duì)徑流雨水的滲透、調(diào)蓄、凈化、利用和排放能力,維持或恢復(fù)城市的“海綿”功能。同時(shí),還明確:城市雨水管渠系統(tǒng)即傳統(tǒng)排水系統(tǒng),應(yīng)與低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)共同組織徑流雨水的收集、轉(zhuǎn)輸與排放。超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng),用來應(yīng)對(duì)超過雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水徑流??山庾x為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)是城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的重要組成,應(yīng)與城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)相銜接,共同達(dá)到內(nèi)澇防治要求,而不是替代城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)。在治澇效果上,低影響開發(fā)設(shè)施一般對(duì)中、小降雨事件的外排徑流峰值削減效果較好,有助于降低“逢雨即澇”的頻次,但解決不了大暴雨條件下的“城市看海”問題。
為進(jìn)一步指導(dǎo)和推進(jìn)海綿城市建設(shè)水利工作,充分發(fā)揮水利部門在海綿城市建設(shè)中的作用,2015 年8 月,水利部印發(fā)的321 號(hào)文指出:海綿城市建設(shè)是以低影響開發(fā)為基礎(chǔ),防洪排澇體系為支撐,城市規(guī)劃建設(shè)和管理為載體,構(gòu)建城市良性水循環(huán)系統(tǒng),增強(qiáng)城市水安全保障能力和水資源水環(huán)境承載能力;同時(shí)還明確:河湖水系和地下水系統(tǒng)是海綿城市建設(shè)的重要組成部分,水災(zāi)害防治、水資源利用、水環(huán)境治理和水生態(tài)保護(hù),都是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容。
321 號(hào)文明確提出:城市河湖水系和地下水系統(tǒng)是蓄積、調(diào)節(jié)和凈化雨洪徑流的主要場(chǎng)所,是保障海綿城市建設(shè)滲、滯、蓄、凈、用、排各項(xiàng)措施發(fā)揮系統(tǒng)治理效益的重要基礎(chǔ);并要求各地應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,合理確定海綿城市建設(shè)中的防洪標(biāo)準(zhǔn)、降雨滯蓄率、排澇達(dá)標(biāo)率等水利指標(biāo),促進(jìn)各項(xiàng)水利工作的協(xié)同推進(jìn)。321 號(hào)文還進(jìn)一步明確了雨水徑流調(diào)蓄和承泄設(shè)施的建設(shè)內(nèi)容,在城市河湖水系沿岸適當(dāng)位置,因地制宜布設(shè)旁側(cè)湖、滯水塘、調(diào)蓄池、蓄水池等雨水徑流調(diào)蓄設(shè)施,有條件的可建設(shè)地下蓄水儲(chǔ)水設(shè)施、排洪通道,增加對(duì)雨洪徑流的滯蓄和承泄能力;同時(shí),科學(xué)謀劃城市建成區(qū)內(nèi)外的防洪排澇工程體系,加強(qiáng)與流域、區(qū)域防洪規(guī)劃的銜接,妥善安排城市洪澇水滯蓄和外排出路,統(tǒng)籌布局泄洪通道和蓄滯場(chǎng)所,合理確定城市防洪排澇分區(qū)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
2015年10月9日,國務(wù)院新聞辦公室舉行的推進(jìn)海綿城市建設(shè)政策例行吹風(fēng)會(huì)上介紹:所謂海綿城市,就是充分發(fā)揮原始地形地貌對(duì)降雨的積存作用,充分發(fā)揮自然下墊面和生態(tài)本底對(duì)雨水的滲透作用,充分發(fā)揮植被、土壤、濕地等對(duì)水質(zhì)的自然凈化作用,使城市像海綿一樣,對(duì)雨水具有吸收和釋放功能,能夠彈性地適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害。在城市開發(fā)建設(shè)中,加強(qiáng)規(guī)劃建設(shè)管控,通過源頭減排、過程控制、系統(tǒng)治理,采取屋頂綠化、透水鋪裝、下凹式綠地、雨水收集利用設(shè)施等措施,使建筑與小區(qū)、道路與廣場(chǎng)、公園和綠地、水系等具備對(duì)雨水的吸納、蓄滯和緩釋作用,有效控制雨水徑流,使老百姓切實(shí)感受到“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的實(shí)效。
2015 年10 月16 日,國務(wù)院辦公廳推出75 號(hào)文,正式明確:海綿城市是指通過加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理,充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用,有效控制雨水徑流,實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。并且明確,發(fā)布文件的目的是加快推進(jìn)海綿城市建設(shè),修復(fù)城市水生態(tài)、涵養(yǎng)水資源,增強(qiáng)城市防澇能力,擴(kuò)大公共產(chǎn)品有效投資,提高新型城鎮(zhèn)化質(zhì)量,促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。
住建部從2010 年查清城市存在“排水設(shè)施不健全、標(biāo)準(zhǔn)低(1 年一遇)”的問題,到2014 年組織修訂《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50014—2006,提高城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)并補(bǔ)充城市內(nèi)澇防治要求,再到75 號(hào)文,旨在通過源頭減排設(shè)施(微排水設(shè)施)與市政排水管網(wǎng)(小排水設(shè)施)灰綠結(jié)合的措施,解決經(jīng)常性降雨發(fā)生的城市內(nèi)澇問題,從而達(dá)到“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解”的實(shí)施效果[10]。
2021年,針對(duì)自然調(diào)蓄空間不足、排水設(shè)施建設(shè)滯后、應(yīng)急管理能力不強(qiáng)等問題,國務(wù)院辦公廳印發(fā)11 號(hào)文,加快推進(jìn)城市內(nèi)澇防治。明確提出,堅(jiān)持防御外洪與治理內(nèi)澇并重、生態(tài)措施與工程措施并舉,“高水高排、低水低排”,更多利用自然力量排水,整體提升城市內(nèi)澇防治水平;通過河湖水系和生態(tài)空間治理與修復(fù)、管網(wǎng)和泵站建設(shè)與改造、排澇通道建設(shè)、雨水源頭減排工程、防洪提升工程的實(shí)施,系統(tǒng)構(gòu)建“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標(biāo)應(yīng)急”的城市排水防澇工程體系。明確了“城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)”的建設(shè)范圍,涵蓋源頭控制、中途傳輸和末端治理,包括了綠色基礎(chǔ)設(shè)施等低影響開發(fā)措施,管網(wǎng)及排澇通道建設(shè),以及排澇泵站的建設(shè)與改造;并將“城市內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(20~100 a)”作為暴雨事件是否超標(biāo)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。此外,11 號(hào)文不僅考慮了新老城區(qū)的差異,就城市內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期內(nèi)的降雨應(yīng)對(duì),設(shè)置了不同水平年的工作目標(biāo),還明確了遇到“超出城市內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的降雨”時(shí)的工作目標(biāo)。
2022 年4 月18 日,住建部辦公廳印發(fā)的17 號(hào)文,對(duì)海綿城市規(guī)劃編制、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建設(shè)運(yùn)維和長效機(jī)制等方面提出了清晰的要求,特別強(qiáng)調(diào)了海綿城市建設(shè)內(nèi)涵:應(yīng)通過綜合措施,保護(hù)和利用城市自然山體、河湖濕地、耕地、林地、草地等生態(tài)空間,發(fā)揮建筑、道路、綠地、水系等對(duì)雨水的吸納和緩釋作用,提升城市蓄水、滲水和涵養(yǎng)水的能力,實(shí)現(xiàn)水的自然積存、自然滲透、自然凈化,促進(jìn)形成生態(tài)、安全、可持續(xù)的城市水循環(huán)系統(tǒng)。明確“海綿城市建設(shè)是緩解城市內(nèi)澇的重要舉措之一,能夠有效應(yīng)對(duì)內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期以內(nèi)的強(qiáng)降雨”;并要求各地的海綿城市建設(shè)應(yīng)聚焦城市建成區(qū)范圍內(nèi)因雨水導(dǎo)致的問題,以緩解城市內(nèi)澇為重點(diǎn),統(tǒng)籌兼顧削減雨水徑流污染,提高雨水收集和利用水平。同時(shí),還強(qiáng)調(diào)海綿城市建設(shè)要在全面掌握城市水系演變基礎(chǔ)上,著眼于流域區(qū)域,全域分析城市生態(tài)本底,立足構(gòu)建良好的山水城關(guān)系,為水留空間、留出路,實(shí)現(xiàn)城市水的自然循環(huán);在摸清排水管網(wǎng)、河湖水系等現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,針對(duì)城市特點(diǎn)合理確定,明確雨水滯蓄空間、徑流通道和設(shè)施布局;落實(shí)場(chǎng)地豎向要求,確保雨水收水匯水連續(xù)順暢。
南昌市充分發(fā)揮城市內(nèi)河湖眾多、水系發(fā)達(dá)的優(yōu)勢(shì),以排為主、以蓄為輔,排蓄結(jié)合,最大程度地減少城市開發(fā)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,在建成區(qū)結(jié)合老舊小區(qū)改造、內(nèi)澇點(diǎn)整治、黑臭水體治理推進(jìn)海綿城市建設(shè),在新城區(qū)全面落實(shí)海綿城市理念,采用統(tǒng)籌解決城市水安全、水環(huán)境、水生態(tài)、水資源的系統(tǒng)方案,集成LID、城市排水防澇、城市面源污染防治、合流制溢流污染治理等多重水治理技術(shù)來建設(shè)海綿城市。
近年來,南昌市老舊小區(qū)改造、新建市政道路人行道大部分采用透水鋪裝,部分綠化帶設(shè)計(jì)為下凹式綠化帶。截至2021 年年底,南昌市已建成海綿設(shè)施238 項(xiàng),主要分為建筑與小區(qū)、道路與廣場(chǎng)、公園綠地、水系保護(hù)和生態(tài)修復(fù)、排水管網(wǎng)和調(diào)蓄設(shè)施5 種類型,建設(shè)包括下沉式綠地、雨水花園、雨水濕地等源頭化海綿設(shè)施、雨水收集利用設(shè)施等,已建成達(dá)標(biāo)面積96.48 km2。這些項(xiàng)目實(shí)施后,增加了城市滲、滯、蓄能力,對(duì)緩解城市內(nèi)澇有一定成效。
另外,為了緩解城市內(nèi)澇,南昌市改擴(kuò)建排水管網(wǎng)160 km,擴(kuò)容泵站2 個(gè),改造電排站2 座、綜合治理內(nèi)河水系13 km,已投資35.2億元,以上項(xiàng)目均以蓄、排措施為主。
南昌市多年平均暴雨日5.7 d,主要在4—8 月。主汛期(5—7月)是暴雨與大暴雨的多發(fā)期,而連續(xù)性暴雨多在6月中下旬,屬于江淮梅雨鋒暴雨。江淮梅雨鋒暴雨持續(xù)時(shí)間長,降雨強(qiáng)度大,易發(fā)生洪水,造成嚴(yán)重的城市內(nèi)澇。本文以南昌市鳳凰洲片區(qū)作為LID 設(shè)施的徑流峰值控制分析對(duì)象。該片區(qū)屬于新城區(qū),匯水面積500 hm2,轄區(qū)內(nèi)建筑密度高,地勢(shì)平坦,地面高程18.7~25.3 m。不同調(diào)蓄量的徑流峰值控制分析的典型小區(qū)也選在鳳凰洲片區(qū)(圖1),小區(qū)占地面積約3.5 hm2,綜合徑流系數(shù)取0.6,小區(qū)雨水系統(tǒng)接入市政雨水管道處的市政主干管管徑為DN 1 000。
圖1 研究區(qū)域圖
基于鳳凰洲片區(qū)的洪澇情景模擬,對(duì)LID 設(shè)施的徑流峰值控制效果進(jìn)行分析[16]。利用Mike軟件模擬不同設(shè)計(jì)降雨條件下片區(qū)添加LID 設(shè)施前后的城市雨洪過程,進(jìn)而對(duì)比各種重現(xiàn)期條件下改造后外排徑流總量削減率和徑流峰值削減率,模擬結(jié)果如圖2所示。
圖2 LID設(shè)施建設(shè)后的徑流峰值控制效果
圖2顯示,添加LID 設(shè)施后,外排徑流總量的削減效果比徑流峰值的削減效果好,隨著暴雨重現(xiàn)期的增加,削減率變化不大,保持在23%~29%;但是,5 a及以上重現(xiàn)期的徑流峰值削減率大幅下降,由28%下降到4%~8%,說明LID設(shè)施對(duì)高重現(xiàn)期的暴雨徑流削峰作用很小。
通過在典型小區(qū)的洪澇情景模擬中設(shè)置不同規(guī)模的調(diào)蓄池,分析調(diào)蓄量對(duì)徑流峰值的控制效果[17]。以3年一遇的2 h 降雨作為邊界條件進(jìn)行Mike 模擬,提取小區(qū)雨水干管末端的流量變化曲線(圖3),得出不同調(diào)蓄量條件下徑流峰值削減率。在應(yīng)對(duì)3年一遇暴雨時(shí),當(dāng)調(diào)蓄雨量由14 mm增大至22 mm,調(diào)蓄池對(duì)徑流峰值的削減率由40.0%增大至71.3%??梢姡{(diào)蓄設(shè)施對(duì)徑流峰值的削減作用十分明顯,峰值出現(xiàn)時(shí)間也相應(yīng)延后了4.8~14.8 min。
圖3 不同調(diào)蓄量條件下流量過程線
(1)根據(jù)政策的一貫性來理解,推進(jìn)海綿城市建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)是通過落實(shí)低影響開發(fā)措施,助力城市內(nèi)澇防治能力的提升,有效應(yīng)對(duì)內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期以內(nèi)的強(qiáng)降雨,解決社會(huì)普遍關(guān)注的“逢雨必澇”問題。因此,不能拿“告別雨季‘看?!薄案纬鞘袃?nèi)澇”來衡量海綿城市的建設(shè)成效。
(2)海綿城市建設(shè)的實(shí)質(zhì)是基于“源頭減排、管網(wǎng)排放、蓄排并舉、超標(biāo)應(yīng)急”的理念,系統(tǒng)構(gòu)建城市排水防澇工程體系,即通過實(shí)施河湖水系和生態(tài)空間治理與修復(fù)、管網(wǎng)和泵站建設(shè)與改造、排澇通道建設(shè)、雨水源頭減排工程、防洪提升工程,整體提升城市內(nèi)澇防治水平。
(3)海綿城市建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)、城市雨水管渠系統(tǒng)及超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng),之前一段時(shí)間,過于倚重低影響開發(fā)雨水系統(tǒng),沒有重視超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的布局與建設(shè)。
(4)南方豐水地區(qū)城市內(nèi)澇防治的重點(diǎn)在于排與蓄;“基于自然的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和綠色基礎(chǔ)設(shè)施”有一定輔助作用,但是不能替代傳統(tǒng)的灰色排水設(shè)施,城市雨水管渠系統(tǒng)的達(dá)標(biāo)建設(shè)與超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)的布局依然重要。