浅谈海绵城市设计理念

浅谈海绵城市设计理念

作者：蒋华强蒋鹄遥

来源：《卷宗》2018年第25期

摘要：近年来，中国城市化进程越来越快，“热岛效应”问题逐渐增多。城市下垫面多数为硬质性质，随着城市暴雨的频发，硬质地面往往有透水性差，蓄水量小的问题。在发生强降雨的情况下，短期内不可能处理如此多的降雨。当前，中国排水管网设计标准、规划水平都较低，许多地区排水设施并不完善，排水系统建设落后。一些城市在建设过程中，严重的破坏了天然水体。天然水体被改造成城市建设用地。因此，水面率减少，地表径流增加，城市的储水能力下降。这些原因导致了近年来城市的洪涝频发。本文主要论述海绵城市的一些基本思想和设计理念以及低影响开发理念。

关键词：海绵城市；雨水收集；低影响开发。

1.引言

水是生命之源，是人类社会发展，工农业生产和经济发展的重要资源之一。随着历史的发展，中国城市化进程大大加快，也导致中国城市洪水问题日益突出。

LID， LowImpact Development，是20世纪90年代末开发的一套暴雨管理和非点源污染控制技术。采用小规模分散式污染控制措施，可实现控制暴雨径流和污染的效果。最后，通过该技术，开发的场地可以尽可能接近自然状态下的水文循环条件，减少开发对自然的影响。

2.发展

低影响开发是一种先进的生态技术，可以促进城市雨水的收集和利用。关键在于就地采集、自然净化、地下水的邻近利用或补给.2012年，海绵城市概念在中国首次提出。2013年12月，习近平在“中央城市化工作会议”中指出，有必要建设海绵城市。随后，“海绵城市”的概念有了一个明确的定义：城市要能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害方面具有良好的“弹性”，在下雨时吸收、储存、渗透和净化水，以及在必要时释放储存的水以便使用。随后，国务院发布了“关于推进海绵城建设的指导意见”。意见指出了海绵城市的六字方针“渗、滞、蓄、净、用、排“，以这些措施将70%的降雨就地消纳和利用。海绵城市可以有效解决城市的内涝问题，保持低影响开发过后的水文特征，保护自然平衡，促进人类和自然的和谐发展。

3.设计思路

3.1LID要遵循下面的原则：

1）应以场地原始的水文条件作为统筹依据：考虑此区域内，相关流域和其他自然环境，确定目标要求，注意保护开发敏感场地，分析该地区雨水管理的可行性和局限性，分析项目周边环境雨水管理的可行性和局限性。

2）雨水径流控制：通过相关LID设施的设计和使用，如增加透水路面的面积；设置绿色屋面；设置雨水花园，植草沟等绿化生态设施；保护自然的土石方以及植物景观，确保更大的树冠尺寸等，将收集到的雨水用雨水收集系统加以处理利用。

3）从源头上控制雨水：主要手段为采用分散式小区雨水排放措施，减小排水坡度，增加汇流时间，增加径流面积；通过引流来引导维持自然条件下的原有径流路线。

4）雨水景观：将雨水管理设施与其他发展因素结合起来，保护可开发土地；削减场地径流峰值、促进入渗、建设水循环设施、利用自然条件净化雨水；通过改善场地景观的设计，它还具有减少雨水径流总量和缓解城市热岛效应的作用。

5）后期维护：用一定的资金来确保为雨水管理技术措施的顺利运行，投入一定量的物力用于监测。同时签署成文协议，用法律确保长期实施和维护。对大众进行雨水管理技术培训，条件成熟后鼓励群众在私人场地进行雨水控制。海绵城市必须将人为措施与自然环境结合起来，并且必须优先考虑生态环境。城市排水设施的安全是一个重要的前提。在此条件下，最大程度进行雨水的渗透、收集、净化和利用。既能实现水资源的利用，又能保护生态环境。海绵城市不是要取代传统的排水系统，而是将海绵城的概念和实施作为传统排水系统的补充和优化。减轻传统排水设施的负担并最大化其作用。在设计海绵城市的过程中，应同时考虑降雨，地表水和地下水，并协调和考虑供排水系统的各个部分。确保系统在复杂的水环境中的稳定性和可靠性。

3.2排水思路应当转变：

海绵城市核心的“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针

渗——将雨水分散并渗透到地下或特定土壤层。

城市建设后原有的自然生态条件和水文特征都已经发生了显著变化，其下垫面多为硬质性质，易形成径流，所以必须加强自然入渗，把入渗放在优先项。以减少地表径流的形成，减少自硬化路面和硬质屋面等进入排水管网的雨水。同时还可以涵养、保护地下水，土壤对雨水起到一定自然过滤净化的作用，在一定程度上改善城市气候。雨水入渗主要是依靠各种透水性质的路面、铺装材料，屋顶则采用绿色屋顶的方式，把雨水从源头“滞”下来，然后“渗”入土壤。

滞，是指将雨水滞留在下沉式绿地中，降低雨水流速。

主要目的是减缓短期内形成的地表雨水径流。调节地形地貌，使雨水缓慢地汇集，减少时间轴上“尖刺径流”的产生，控制爆发性的径流峰值。“滞”常常采用以下的手段：雨水花园、湿塘、生态滞留设施、雨水湿地等。

蓄，是指利用雨水调蓄设施控制雨水径流总量和径流峰值。

首先，要尊重场地原有的自然地形和景观，使雨水以天然降雨的形式降落。城市建设了破坏自然地形地貌。导致雨水在短时间内聚集到一起，进而引发内涝。一方面采取调节和错峰的方式，另一方面要把降雨储蓄起来。目前，海绵城市的储水规定尚未完全固定。蓄水的两种常见的形式为：塑料模块储水和地下储水池。

净，是指净化雨水，去除雨水中的污染物以达到使用的要求。

土壤、植物、自然水体等，对雨水都有一定的自然净化作用。雨水经过净化收集储存，可以用于日常的城市绿化灌溉、道路冲洗等。目前，雨水净化系统可分为三类：居住区（小区）雨水收集处理系统、工业区雨水收集与净化系统、城市公共区域雨水收集处理系统。根据这三种场地的性质不同，建立不同的雨水净化工艺流程。目前常见的有：土壤过滤、人工湿地净化等。

用，是指城市雨水利用措施。

在经过土壤渗滤、人工湿地净化处理后，我们可以利用这些雨水雨水。如此，在减轻洪涝灾害的同时，还可以收集到的雨水转化为水资源，如停车场上方雨水在收集和净化后可以用来洗车等。通过“渗”来涵养地下水，通过“蓄”把水保存下来，“净“以后应该尽量保持就地利用雨水。

排，是指充分利用雨水管网系统排除雨水。

采用竖向排水与城市工程设施相辅相成的方式，结合人工的排水、防涝、地下雨水管网设施与自然的水道、地面排水的特点，实现了雨水的常规排放，赋予系统处理超常规降雨的排水能力，减少了洪涝灾害的发生概率。由于一些城市因雨量过多，导致积水，单靠海绵设施无法完全排除雨水，需要人工措施来排放雨水。

3.3海绵城市的规划设计步骤

1）基础资料进行矢量化，建立GIS信息模型

2）区域本底分析，总结出规划区开发前水文特点、原始地貌特征、水系分布、年径流特性分析（以水力模型为工具，结合相关检测数据，确定本底径流总量控制范围）、面源污染、水资源量等。