合肥市海綿城市建設(shè)狀況調(diào)查與設(shè)計(jì)研究總結(jié)

王珺珺

摘要：首先介紹了海綿城市的概念及六大要素，結(jié)合合肥市海綿城市建設(shè)的條件及現(xiàn)狀，總結(jié)出合肥市海綿城市的相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：海綿城市；城市公園；城市道路；城市建設(shè)

2000年以來，厄爾尼諾現(xiàn)象正席卷全球，世界各國(guó)紛紛陷入“水火”兩重天的境地。當(dāng)我國(guó)南方連續(xù)迎來強(qiáng)降雨時(shí)，上海、常州、合肥、佛山等多地均會(huì)遭受暴雨侵襲，各地“看?！眲∏椴粩嗌涎荩蝗欢?，在山東半島等地則會(huì)出現(xiàn)大面積干旱。

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城市水問題凸顯：缺水嚴(yán)重、內(nèi)澇頻發(fā)。究其原因，一方面是由于原有河流、湖泊、濕地等水生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，城市對(duì)水資源的自然調(diào)蓄能力“積貧積弱”；另一方面，在長(zhǎng)期粗放式發(fā)展模式下，城市多實(shí)行“快排式”排水防澇手段，不重視水的循環(huán)利用，加之相應(yīng)的硬件設(shè)施和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)不到位，雨水排不掉、雨水全排掉的現(xiàn)象普遍存在，導(dǎo)致城市內(nèi)澇、缺水問題交替出現(xiàn)。在這樣的前提條件下，重視保護(hù)水環(huán)境、保持水循環(huán)的海綿城市建設(shè)則已成為大勢(shì)所趨。

1 海綿城市的概念

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。國(guó)際通用術(shù)語(yǔ)為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。

海綿城市建設(shè)的六大要素：

（1）滲：由于城市下墊面過硬，到處都是水泥，改變了原有自然生態(tài)的本底和水文特征，因此，要加強(qiáng)自然的滲透，把滲透放在第一位。避免地表徑流，減少?gòu)乃嗟孛?、路面匯集到管網(wǎng)里，同時(shí)，涵養(yǎng)地下水，補(bǔ)充地下水的不足，還能通過土壤凈化水質(zhì)，改善城市微氣候。

滲透雨水的方法多樣，主要是改變各種路面、地面鋪裝材料，改造屋頂綠化，調(diào)整綠地豎向，從源頭將雨水留下來然后“滲”下去。

（2）蓄：把雨水留下來，要尊重自然的地形地貌，使降雨得到自然散落。因?yàn)槿斯そㄔO(shè)破壞了自然地形地貌后，短時(shí)間內(nèi)水匯集到一個(gè)地方，就形成了內(nèi)澇。所以要把降雨蓄起來，以達(dá)到調(diào)蓄和錯(cuò)峰。

（3）滯：延緩短時(shí)間內(nèi)形成的雨水徑流量。通過微地形調(diào)節(jié)，讓雨水慢慢地匯集到一個(gè)地方，用時(shí)間換空間，延緩形成徑流的高峰。

（4）凈：通過土壤的滲透，通過植被、綠地系統(tǒng)、水體等，都能對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生凈化作用。因此，應(yīng)該把雨水蓄起來，經(jīng)過凈化處理，然后回用到城市中。

（5）用：在經(jīng)過土壤滲濾凈化、人工濕地凈化、生物處理多層凈化之后的雨水要盡可能被利用，不管是豐水地區(qū)還是缺水地區(qū)，都應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)雨水資源的利用。我們應(yīng)該通過“滲”涵養(yǎng)，通過“蓄”把水留在原地，再通過凈化把水“用”在原地。

（6）排：是利用城市豎向設(shè)計(jì)與工程設(shè)施相結(jié)合，排水防澇設(shè)施與天然水系河道相結(jié)合，地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)一般排放和超標(biāo)雨水的排放，避免內(nèi)澇等災(zāi)害。有些城市因?yàn)榻涤赀^多導(dǎo)致內(nèi)澇。這就必須要采取人工措施，排掉雨水。

當(dāng)雨峰值過大時(shí)，地面排水與地下雨水管渠相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)一般排放和超標(biāo)雨水的排放，避免內(nèi)澇等災(zāi)害。經(jīng)過雨水花園、生態(tài)滯留區(qū)、滲透池凈化之后蓄起來的雨水一部分用于綠化灌溉、日常生活，一部分經(jīng)過滲透補(bǔ)給地下水，多余的部分就經(jīng)市政管網(wǎng)排進(jìn)河流。不僅降低了雨水峰值過高時(shí)出現(xiàn)積水的幾率，也減少了第一時(shí)間對(duì)水源的直接污染。

2 國(guó)際海綿城市實(shí)際案例思路

德國(guó)是最早對(duì)城市雨水采用管制的國(guó)家，目前德國(guó)的雨洪利用技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化，主要包括：一是屋面雨水集蓄系統(tǒng)，收集的雨水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后，主要用于家庭、公共場(chǎng)所和企業(yè)的非飲用水；二是雨水截污與滲透系統(tǒng)。道路雨洪通過下水道排入沿途大型蓄水池或通過滲透補(bǔ)充地下水；三是生態(tài)小區(qū)雨水利用系統(tǒng)。

另外，美國(guó)的雨水資源管理以提高天然入滲能力為宗旨，通過工程和非工程措施相結(jié)合的方法，進(jìn)行雨水的控制和處理，強(qiáng)調(diào)源頭控制、自然與生態(tài)措施以及非工程方法。

3 合肥市地理位置及氣候分析

合肥，安徽省省會(huì)，古稱“廬州”、“廬陽(yáng)”。位于安徽省正中央，長(zhǎng)江、淮河之間、巢湖之濱，襟江擁湖，沿海腹地、內(nèi)地前沿、具有承東啟西、貫通南北的重要區(qū)位優(yōu)勢(shì)。

合肥土地資源類型多樣，耕地面積27.87萬(wàn)hm²，占土地總面積的38.3%；水面7.6萬(wàn)hm²，占10.5%；林地2.47萬(wàn)hm²，占3.4%；其他用地34.73hm²，占47.8%。

合肥水資源較豐富，南有巢湖，北有瓦埠湖、高塘湖，東可由滁河提引長(zhǎng)江水，西可引淠史杭總干渠水。市區(qū)西北部董鋪水庫(kù)，是合肥最大的水庫(kù)，面積3000hm²，庫(kù)容量2.45億m³。此外，三縣一郊還有中小水庫(kù)455座。水利庫(kù)容5.1億m³。全市多年平均徑流總量21億m³，多年平均攔蓄量9.6億m³。

合肥市氣候濕潤(rùn)，水系發(fā)育分別源于江淮分水嶺兩側(cè)，或南流注長(zhǎng)江，或北流入淮河。屬長(zhǎng)江流域的河流主要有南淝河、店埠河、豐樂河、派河等；湖泊主要有巢湖。屬淮河流域水系的河流主要有東淝河、高塘河、莊墓河等；湖泊主要有瓦埠湖、高塘湖。興修的有跨流域的淠杭灌溉河總干渠、滁河干渠、瓦東干渠等工程以及幾十座水庫(kù)和數(shù)千口塘壩。這些水流組成水網(wǎng)，為防洪、灌溉、供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游提供了有利條件。

地面廣泛粘土覆蓋，丘陵崗地滲透性較差，地下水比較貧乏。

通過中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，合肥的年平均降水量如下圖所示：

主要降水量在6月、7月、8月3個(gè)月份，最高降水量達(dá)173.3mm。合肥的累年各月最大日降水量如下圖：

合肥市的累年各月最大日降水量高達(dá)448.1mm，且在6月、8月兩月的最大日降水量均在330mm以上。

以下是合肥市的累年各月平均相對(duì)濕度：

通過對(duì)合肥市的降水量分析可以得到：合肥市的降水主要集中在夏季，冬季降水較少，夏季降水量是冬季的4倍，降水強(qiáng)度大。春季降水量比秋季略多，反映了降水量在1年內(nèi)的分布不均勻。這種不均勻很容易給合肥市帶來洪澇或者干旱。

4 合肥市城市道路系統(tǒng)積水現(xiàn)象

當(dāng)合肥遇到強(qiáng)降雨時(shí)，合肥市道路排水能力為每小時(shí)40mm。在雨勢(shì)較急時(shí)，降雨量則已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出排水能力范圍。城市便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的積水問題。如下圖：

強(qiáng)降雨不僅考驗(yàn)著城市道路排水能力，也考驗(yàn)著水庫(kù)運(yùn)行能力。目前全市20座大中型水庫(kù)都能在汛限水位以下安全運(yùn)行。

在2010年曾出現(xiàn)因超汛限水位，開閘泄洪，部分圩區(qū)出現(xiàn)積澇的現(xiàn)象。

每當(dāng)遇到強(qiáng)降水時(shí)，在合肥城區(qū)北一環(huán)張洼路下穿橋、阜陽(yáng)路下穿橋和全椒路立交、望湖南路、省立友誼醫(yī)院東區(qū)周邊、蕪湖路萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)大門口等23處低洼路段則會(huì)出現(xiàn)不同程度的積水，積水深度（不包括下穿橋）20～30cm。

5 合肥海綿城市“海綿體”探索

合肥是全國(guó)重點(diǎn)防洪城市之一。合肥市地處江淮丘陵，地勢(shì)西北高，東南低，東部緊鄰巢湖，猶如一方巨大的簸箕，排水不是強(qiáng)項(xiàng)。合肥城市防洪曾經(jīng)存在諸多軟肋：排水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)低，城市排水系統(tǒng)僅能應(yīng)對(duì)30mm左右的降雨；老城區(qū)2/3的排水管網(wǎng)沒有改造，雨污管網(wǎng)超負(fù)荷運(yùn)行，極易導(dǎo)致內(nèi)澇。

5.1 城市綠地公園

一般來說，在自然植被條件下，總降雨量的40%會(huì)通過蒸騰、蒸發(fā)進(jìn)入大氣，10%會(huì)形成地表徑流、50%將下滲成為土壤水和地下水。而城市建設(shè)打破了這種雨水分布格局，很多城市過度硬化、綠地偏少、濕地被占，土地喪失了吸納滲透的能力，內(nèi)澇愈演愈烈。合肥“海綿城市”建設(shè)首要的理念應(yīng)該是“造湖”“造綠”，通過生態(tài)屏障滲、滯增強(qiáng)“鎖水力”。

從2010年開始，合肥完成造林6.7萬(wàn)hm²，在城區(qū)形成了6大片總面積約10萬(wàn)m²的公園布局，建成濱湖森林濕地公園、柏堰湖生態(tài)濕地等。

這些公園濕地不少都有景觀水體，能夠起到吸收與蘊(yùn)含雨水的作用。公園道路、花圃等細(xì)節(jié)也采用了新型透水材質(zhì)，并在地下埋人人工灌渠，一旦遇到暴風(fēng)即可將周邊的積水順著地勢(shì)匯集，被植被吸收。

研究表明，綠地徑流系數(shù)約為0.2，意味著80%雨水滲透到地下，而水泥或?yàn)r青硬化地面為0.9，表示90%雨水靠地下管道外排。新建這么多湖泊濕地，相當(dāng)于增加4倍多的地下管網(wǎng)排水能力。

5.2 道路管道系統(tǒng)

近年來，合肥的地下管網(wǎng)有些“動(dòng)脈硬化”：雨污不分、狹窄不暢。

自2010年起，合肥啟動(dòng)排水設(shè)施專項(xiàng)治理，全市的地下管網(wǎng)被切成2894個(gè)網(wǎng)格，逐一整改、驗(yàn)收、管理。2013年開始，合肥對(duì)298個(gè)老舊小區(qū)進(jìn)行管線改造，對(duì)制約排水的管網(wǎng)瓶頸進(jìn)行加寬升級(jí)，管線從原來直徑20cm變?yōu)槿缃衿骄睆?0cm。

在通過對(duì)合肥市城市建設(shè)的調(diào)研中了解到：

“滲”、“滯”、“蓄”的“海綿”功能在合肥市的建設(shè)中已經(jīng)大力運(yùn)用到實(shí)踐中。

而對(duì)于海綿城市建設(shè)的要素“凈”、“用、“排”將是合肥市下一步的建設(shè)著力點(diǎn)。

蓄水重新利用，讓城市生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主循環(huán)。隨著主汛期結(jié)束和高溫來襲，調(diào)蓄池中收集的雨水將被用于園林綠化景觀澆灌、市政噴灑等用水。以濕地公園為代表的城市生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主循環(huán)，調(diào)節(jié)城市氣候。

“海綿城市”理念納入城市規(guī)劃，制定更細(xì)更高的標(biāo)準(zhǔn)。比如人行道使用雨水可滲透的透水磚；改造下沉式綠地、植草溝，提升綠地匯集雨水、補(bǔ)充地下水的功能；修建下沉式廣場(chǎng)，平常供市民休閑，汛期發(fā)揮調(diào)蓄池作用。

綜合管廊建設(shè)，打通城市地下動(dòng)脈。合肥將建設(shè)約152km干線管廊，不僅熱力、給水、中水等管線管網(wǎng)要布設(shè)到這個(gè)“地下長(zhǎng)廊”中，未來燃?xì)?、雨水等管線也要納入其中。

6 合肥市海綿城市建設(shè)狀況研究建議

海綿城市建設(shè)應(yīng)遵循生態(tài)優(yōu)先原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合建設(shè)海綿城市，統(tǒng)籌發(fā)揮自然生態(tài)功能和人工干預(yù)功能，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，有利于修復(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。

6.1 多功能屋頂花園系統(tǒng)

屋頂花園不但降溫隔熱效果優(yōu)良，而且美化環(huán)境，凈化空氣，改善局部小氣候，豐富城市的俯仰景觀，補(bǔ)償建筑物占用的綠地地面，提高城市的綠化覆蓋率。

6.2 立體綠化

立體綠化是城市綠化的重要形式之一，是改善城市生態(tài)環(huán)境，豐富城市綠化景觀重要而有效的方式。能豐富城區(qū)園林綠化的空間結(jié)構(gòu)層次和城市立體景觀藝術(shù)效果，有助于進(jìn)一步增加城市綠量，減少熱島效應(yīng)，吸塵，減少噪音和有害氣體，營(yíng)造和改善城市生態(tài)環(huán)境?？梢詼粲晁?，緩解城市下水、排水壓力。

6.3 雨水花園滲透系統(tǒng)

能夠盡可能地使寶貴的降雨不白白流走，減少雨季地表徑流，保持水土，減緩?fù)恋厣衬?，可以道道?jié)能減排，綠色環(huán)保能有水可取。另外可以用到生活中的雜用水，節(jié)約自來水，減少水處理的成本。

6.4 河道凈化治理系統(tǒng)

合肥的水資源較為豐富，可以通過過濾、滲透、吸收、滯留、沉積等機(jī)械、化學(xué)和生物過程，使進(jìn)入河道水體的徑流污染物毒性減弱，污染程度降低。河道護(hù)岸帶還能影響河道的泥沙搬運(yùn)和沉積。

6.5 多功能蓄水系統(tǒng)

雨水收集的整個(gè)全過程，包括四個(gè)方面：初期棄流——過濾——儲(chǔ)存——回用。完成了這4個(gè)階段，就是一個(gè)雨水收集的全過程，也就是雨水收集系統(tǒng)。

6.6 城市綜合管廊系統(tǒng)

將市政、電力、通訊、燃?xì)?、給排水等各種管線集于一體，設(shè)有專門的檢修口，吊裝口和監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、防盜、報(bào)警等一整套完善的管理系統(tǒng)。

6.7 開放空間雨水收集利用系統(tǒng)

停車場(chǎng)的雨水，儲(chǔ)存凈化再利用，減少雨水的排放量，可以使干旱，緊急情況（如火災(zāi)）能有水可取。可用于植被的灌溉，車輛的清洗，景觀水的循環(huán)，另外可以用到生活中的雜用水，節(jié)約水資源。

7 結(jié)語(yǔ)

海綿城市建設(shè)順應(yīng)了“低碳——生態(tài)”的城市規(guī)劃建設(shè)理念，對(duì)于提高我國(guó)城鎮(zhèn)化質(zhì)量和生態(tài)文明建設(shè)水平具有重要作用。合肥作為一個(gè)老城區(qū)占有相當(dāng)比例的城市，相對(duì)新城區(qū)，對(duì)老舊城區(qū)的城市建設(shè)需要面臨空間條件有限、改造難度大等問題，但是，相比建設(shè)大型地下調(diào)蓄池、大規(guī)模改造雨水管線等方案，在城市中多添置一些“海綿體”的有效舉措尤為重要。充分調(diào)動(dòng)自然的積極性，給居住在城市中的人們營(yíng)造一個(gè)可以自由呼吸的美好家園。

（責(zé)任編輯 禾初）