【摘要】空港國際小鎮(zhèn)寶教寺湖生態(tài)修復工程位于合肥新橋科創(chuàng)示范區(qū)，項目踐行海綿城市低影響開發(fā)建設的理念，構建一套分質排水系統(tǒng)，在常規(guī)雨水排水系統(tǒng)基礎上，引入清潔雨水管道系統(tǒng)，收集海綿設施處理后的干凈雨水，對湖泊及支流提供生態(tài)基流。經(jīng)濟適用、可持續(xù)發(fā)展的理念，結合地塊開發(fā)，采用近遠期結合的生態(tài)處理措施，永久+臨時措施結合，既保障當前建成效果，又能保障未來開發(fā)的需要。多專業(yè)整合的理念，寶教寺生態(tài)修復工程是一個綜合性工程，涵蓋市政排水、防洪排澇、海綿城市建設、水處理、水利工程及景觀工程等多專業(yè)整合，實現(xiàn)寶教寺湖良好的水生態(tài)效果，為類似湖泊、水庫生態(tài)修復項目提供借鑒和指導。

【關鍵詞】海綿城市；生態(tài)修復；市政排水；清潔雨水系統(tǒng)

【中圖分類號】TU985" " " "【文獻標志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）01-0162-03

2015年起，全國各城市新區(qū)、各類園區(qū)、成片開發(fā)區(qū)全面落實海綿城市的建設要求。在此背景下，安徽省出臺《關于全面打造水清岸綠產業(yè)優(yōu)美麗長江（安徽）經(jīng)濟帶的實施意見》及《關于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的實施意見》。為打造具有江淮丘陵高低特色的生態(tài)海綿小鎮(zhèn)，空港國際小鎮(zhèn)寶教寺湖生態(tài)修復工程建立多個數(shù)學模型，結合具體的實施項目和實際的設計數(shù)據(jù)，進行了模型的細化和更新，并構建多個方案進行比選，設計參數(shù)的優(yōu)化和確定建設方案。

1 項目概況

空港國際小鎮(zhèn)毗鄰新橋機場，是未來核心智慧型產業(yè)、物流產業(yè)集聚區(qū)的組成部分，是臨空經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略高地和核心支點，承接長三角產業(yè)轉移和經(jīng)濟輻射的要地。寶教寺湖自身集水區(qū)面積為6.2km2，水面面積為70hm2，集水區(qū)面積相對較小，也面臨著水資源平衡的問題。

為避免周邊地塊開發(fā)對湖體造成生態(tài)破壞和水質污染，確保寶教寺湖良好的水生態(tài)環(huán)境和防洪排澇安全，圍繞寶教寺湖和支流的生態(tài)修復和水環(huán)境質量提升開展寶教寺湖生態(tài)修復項目[1]。

隨著城市的開發(fā)，水質面臨污染的可能，水平衡可能無法維持，因此建立可持續(xù)的生態(tài)水系統(tǒng)極為必要，實現(xiàn)排水系統(tǒng)和水系系統(tǒng)的同步生態(tài)化。

本項目圍繞寶教寺湖生態(tài)修復及水質保障需求，提出的在普通城市雨水和污水管網(wǎng)系統(tǒng)之外，新增一套清潔雨水管系統(tǒng)，將經(jīng)過分散海綿措施，比如植草溝等凈化后的清潔雨水，通過一個獨立的管網(wǎng)，送到水庫中，避免了與可能的雨水管網(wǎng)中的污染物重新混合，增加處理成本（見圖1）。

2 設計目標和技術路線

2.1 水質目標

近期目標水平年為2020年，遠期目標水平年為2030年。

王橋小河和寶教寺小型水庫水質管理目標近、遠期均為Ⅲ類。由于寶教寺下游為引江濟淮水源保護區(qū)，本項目結合城市發(fā)展需求，確定水庫水質為地表Ⅲ類水水質目標，寶教支流為地表Ⅳ類水水質目標。在相應措施完全實施前，近期為地表Ⅳ類水水質，遠期Ⅲ類水水質。寶教寺支流近遠期按照Ⅳ類水的水質要求來實現(xiàn)[2]。

雨水系統(tǒng)進入湖泊的COD年污染量不超過每年200kg/hm2，進入寶教支流不超過每年250kg/hm2。

2.2 排水標準

寶教寺湖按照洪水50年一遇設計，500年一遇進行校核。

城區(qū)雨水排水系統(tǒng)3年一遇排水標準，城市開放式渠道和綠廊（超標雨水排放系統(tǒng)）按照50年一遇設計（防澇標準）。清潔雨水管網(wǎng)主要收集海綿元素的入滲水，設計流量為海綿調蓄空間與土壤滲透系數(shù)，源頭海綿元素根據(jù)12mm調蓄空間控制。環(huán)湖截流干管按6mm/h截污強度控制確定管徑。寶教寺支流按照50年一遇設計洪水水位（排洪標準）。

2.3 海綿城市

根據(jù)合肥海綿城市導則，需要達到75%～85%年徑流總量控制率，對應降雨量為23.5～35mm。

2.4 技術路線

由于生態(tài)水系統(tǒng)復雜，相互的作用需要通過數(shù)學模型來反映和預測，因此本項目在設計過程中主要是通過多個數(shù)學模型及其耦合來支持方案研究和設計參數(shù)的確定。

其中主要有以下幾個模型：①HE排水管網(wǎng)水動力模型；②KOSIM水文模型；③HEC-RAS河道水力模型；④TALSIM水文及水庫管理模型；⑤SIMPLE湖泊水質模型；⑥地下水模型。

項目對已經(jīng)在空港國際小鎮(zhèn)的水系統(tǒng)綜合規(guī)劃中建立的多個數(shù)學模型，結合具體的實施項目和實際的設計數(shù)據(jù)，進行了模型的細化和更新，并構建多個方案，進行比選、設計參數(shù)的優(yōu)化和確定[3]。

3 建設內容

項目研究范圍主要為新港大道以南，團肥路以北、綠色廊道以東、分水嶺路以西合圍范圍及長崗公園收水區(qū)域。建設區(qū)域主要包括3號綠色廊道，寶教寺湖岸公園及長崗公園區(qū)域，約52hm2范圍內（見圖2）。

主要建設內容：

（1）通過創(chuàng)新引入分質分流排水系統(tǒng)，在傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的基礎上，引入清潔雨水系統(tǒng)和環(huán)湖雨水截流干管和凈化系統(tǒng)，通過海綿設施及清潔雨水管等措施，提供清潔雨水，實現(xiàn)雨水資源利用，一定程度緩解在江淮分水嶺區(qū)域水資源供需矛盾突出的問題，保障湖水水質安全、保證水資源平衡。

（2）通過全域實施海綿城市建設，構建多級海綿體系，建立大中小三級海綿體系，包括道路和公園內的小海綿系統(tǒng)，綠廊內的半集中式中海綿系統(tǒng)，壩下集中式生態(tài)濾池的大海綿系統(tǒng)，通過強化下滲、凈化、滯蓄（延遲和限流排放），實現(xiàn)全域雨水綜合控制。

（3）通過構建3號綠色生態(tài)廊道，承擔小雨、中雨、大暴雨不同工況下的排水功能，是周邊城市地塊的重要排水通道，也是城市超標雨水的行泄通道，保障城市排水安全。

（4）通過對大壩硬質岸線進行生態(tài)修復改造；保護寶教寺湖現(xiàn)有淺水區(qū)，新增淺水區(qū)，種植水生植物，修復生態(tài)岸線；設置人工島和生態(tài)浮游島，為水生動植物提供棲息地，設置豐富的岸線形式，提高水體自凈能力，實現(xiàn)寶教寺湖良好的水生態(tài)。

（5）通過對長崗公園（寶教支流）1.8km河道內的11個主要排口進行截流改造，采用生態(tài)濾池進行分流和凈化，消減由于錯接混接問題給河道帶來的面源污染。

4 項目創(chuàng)新性設計

（1）構建清潔雨水系統(tǒng)：將寶教寺湖的水安全、水環(huán)境作為重中之重，創(chuàng)新引入分質分流排水系統(tǒng)，在傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的基礎上，引入清潔雨水系統(tǒng)和環(huán)湖雨水截流干管和凈化系統(tǒng)，保障水質安全、保證水資源平衡。

（2）全域實施海綿城市建設：構建多級海綿體系，實施范圍內嚴格按“海綿城市”理念建設，建立大中小三級海綿體系，包括道路和公園內的小海綿系統(tǒng)，綠廊內的半集中式的中海綿系統(tǒng)，以及壩下集中式生態(tài)濾池的大海綿系統(tǒng)，通過強化下滲、凈化、滯蓄（延遲和限流排放），實現(xiàn)全域的雨水綜合控制。

（3）完善的綜合防澇體系：充分利用綠色生態(tài)廊道作為超標雨水排放通道，同時作為周邊住戶的休閑健身公園，多專業(yè)融合，既保障區(qū)域水安全，又體現(xiàn)優(yōu)美的生態(tài)景觀。

（4）多數(shù)學模型構建和耦合分析：通過HE排水管網(wǎng)水動力模型、KOSIM水文模型、HECRAS河道水力模型、TALSIM水文及水庫管理模型、SIMPLE湖泊水質模型、WMS水文模型、FEFLOW地下水模型完成相關計算，并進行耦合分析，為各專項規(guī)劃提供支撐。

5 工程目標可達性分析

為了避免未來開發(fā)建設產生污染以及水生態(tài)環(huán)境的破壞，提升空港國際小鎮(zhèn)城市水環(huán)境品質，采取了以下措施：新增一套清潔雨水管系統(tǒng)，將經(jīng)過分散海綿措施凈化后的干凈雨水不再混入雨水管網(wǎng)。沿湖敷設d1200的環(huán)湖雨水截流干管，以6mm/h的截流強度截流海綿城市溢流水及30%未經(jīng)過海綿處理的雨水，進入壩下進行生態(tài)處理。超過環(huán)湖截流干管傳輸能力的雨水通過沿湖設置的溢流堰溢流至分散式生態(tài)濾池進行處理。通過以上海綿設施，一方面提升了入湖水水質，另一方面延緩徑流入湖時間。項目實施后，近期寶教寺湖水質可達到地表Ⅳ類水水質標準，遠期區(qū)域整體實施海綿城市建設后，可達到地表Ⅲ類水水質標準（P除外），通過模型論證，需要在清潔雨水管末端增設除磷設施，通過化學沉淀除磷方法進一步去除入湖水中磷的濃度，才能確保穩(wěn)定達到地表Ⅲ類水水質要求[4]。

通過3號綠廊建設，將其作為周邊集水區(qū)地表超標雨水的排放通道，確保防澇安全，同時通過建設6100m3的調蓄空間，確保了集水區(qū)范圍20mm降水量的海綿調蓄空間。同時結合景觀塑造，打造了豐富的休閑生態(tài)景觀。即生態(tài)廊道成為集蓄留、凈化、補充地下水、延緩排水、生態(tài)提升、景觀提升、地表超標雨水排放通道為一體的多功能生態(tài)空間。

通過對大壩進行生態(tài)化改造，提升了大壩迎水面及背水面的生態(tài)環(huán)境，在壩體增設連續(xù)防滲墻，確保了大壩生態(tài)化改造后的安全和穩(wěn)定性。

通過豐富的景觀塑造，把綠廊和環(huán)湖駁岸休閑空間游路貫通，為周邊居民提供親水空間。

通過長崗公園沿河11個排口的生態(tài)化治理，將初期雨水、混接污水進行截流分流及預處理，最終進行生態(tài)濾池凈化，為河道補充清潔水。對河道進行了生態(tài)化改造，塑造深潭淺灘，同時對攔水壩進行生態(tài)聯(lián)通，提升了河道及公園水生態(tài)環(huán)境。

6 建設意義

通過項目實施，避免地塊開發(fā)對湖體造成生態(tài)破壞和水質污染，確保良好的水生態(tài)環(huán)境和防洪排澇安全，貫徹執(zhí)行海綿城市低影響開發(fā)建設的理念和經(jīng)濟適用、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念。具體體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）經(jīng)濟效益：優(yōu)化后全新的清潔雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，將凈化干凈的雨水進行收集、利用，減少額外補水的需求；同時減小調蓄設施規(guī)模和市政雨水管網(wǎng)管徑，節(jié)約工程造價。較傳統(tǒng)排水截流和調蓄設施后期維護復雜且成本高，近自然的生態(tài)濾池等綠色海綿設施的人工維護較少，節(jié)約運維費用。

（2）生態(tài)效益：較傳統(tǒng)快排模式的徑流峰值大、防洪風險較大相比，本規(guī)劃顯著增強調蓄和緩排，徑流與開發(fā)前的近自然狀態(tài)基本一致。通過清潔雨水補水，減少缺水時間，消減徑流峰值，提升入湖水質，多功能綠色生態(tài)廊道提供了水生動植物棲息空間和生物多樣性，增強水體自凈能力，構建穩(wěn)定的水生態(tài)系統(tǒng)，城市熱島效應消減，人居環(huán)境顯著提升。

（3）社會效益：可持續(xù)性發(fā)展的城市公共空間與水系、綠色生態(tài)廊道將水處理功能與親水休閑娛樂、運動功能融合，利用本地資源創(chuàng)造獨特的生態(tài)水景觀，提升新建城區(qū)居民生活品質。實現(xiàn)“生態(tài)融城，與水共生”的美好愿景。

（4）示范效應：作為空港國際小鎮(zhèn)12.5km2的第一個示范工程，為實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃落地及實現(xiàn)全域海綿城市建設，構建全新的水生態(tài)系統(tǒng)重要節(jié)點，實現(xiàn)新的開發(fā)建設模式，對城市高標準海綿城市建設和管理將起到控制、示范指導意義。

參考文獻

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[2] 合肥市海綿城市專項規(guī)劃（2016 ―2030年）[S].合

肥市規(guī)劃設計研究院、深圳市城市規(guī)劃設計研究

院，2017.

[3] 合肥空港國際小鎮(zhèn)水生態(tài)系統(tǒng)綜合規(guī)劃（2019―2030）

[S].合肥市規(guī)劃設計研究院、安徽省建筑設計研究

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[4] 公超，何碧瑩.城市雙修背景下開封古城水系濱水景

觀更新改造策略——以開封包公湖、龍亭湖、鐵塔

湖為例[J].工程前沿，2022（14）：40 - 42.

[作者簡介]周玉生（1986—），男，安徽合肥人，本科，高級工程師，研究方向：市政給排水、海綿城市。