海綿城市背景下城市防洪排澇規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)探索

張 震，王露露

(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230088)

改革開放以來(lái)，中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)展迅速，以城鎮(zhèn)人口比例統(tǒng)計(jì)，1981年中國(guó)城鎮(zhèn)化率僅為20.16%，而2017年達(dá)到了58.52%。中國(guó)城鎮(zhèn)化在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)現(xiàn)代化的同時(shí)，城市內(nèi)澇、水污染等一系列水問(wèn)題也頻發(fā)。針對(duì)中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的水問(wèn)題，目前全國(guó)有30多個(gè)城市開展了海綿城市試點(diǎn)建設(shè)，同時(shí)還有一些地區(qū)自主開展了海綿城市建設(shè)，海綿城市成為眾多行業(yè)和科技領(lǐng)域討論的熱門話題之一[1-2]。

海綿城市是新一代城市雨洪管理概念，其核心是城市水安全，而城市防洪排澇規(guī)劃是在抑制城市水災(zāi)上起著先導(dǎo)作用，更需值得深思和探究。我國(guó)傳統(tǒng)的城市防洪排澇規(guī)劃建設(shè)是“快速排水”和“集中處理”的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，以雨水快速排出和大量排出方法為主，防洪排澇規(guī)劃設(shè)計(jì)往往著重于管道和抽水泵站等排水系統(tǒng)建設(shè)上；隨著海綿城市建設(shè)理念的引入，城市防洪排澇規(guī)劃從傳統(tǒng)的快排模式逐步向“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合性排水、生態(tài)性排水模式轉(zhuǎn)變[3-6]。

目前，中國(guó)海綿城市的建設(shè)仍處于探索階段，特別是海綿城市理念下的新城區(qū)防洪排澇規(guī)劃研究與建設(shè)實(shí)踐并不多，是一個(gè)必須面對(duì)的嶄新課題?；诖?，筆者以安徽省鳳臺(tái)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)防洪排澇規(guī)劃為例，對(duì)城市新區(qū)如何進(jìn)行海綿城市建設(shè)進(jìn)行了實(shí)際的研究和探索，以期為廣大規(guī)劃設(shè)計(jì)人員和決策者提供參考[7-8]。

1 研究區(qū)概況

鳳臺(tái)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)位于鳳臺(tái)城東，東經(jīng)116°44′3″～116°47′20″，北緯32°40′57″～32°43′8″，南北長(zhǎng)約4.0 km，東西寬約4.5 km，規(guī)劃面積約10.2 km2。

淮河由西向北流經(jīng)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)北側(cè)，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)中部及南側(cè)為八公山余脈煙頂山、田家山等山體，將經(jīng)開區(qū)分為一期和二期2個(gè)開發(fā)區(qū)，區(qū)內(nèi)整體地勢(shì)呈中部高，南北低，中部山體最高處可達(dá)79 m，南北兩側(cè)地面基本平坦，地面高程在17.5～33 m，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)東北角為采煤塌陷區(qū)，地勢(shì)較低，地面高程21～17.5 m。

經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫15.1℃，據(jù)淮河鳳臺(tái)站統(tǒng)計(jì)多年平均年降水量900 mm，降水量的年內(nèi)和年際變化都很大。在一年中汛期6—9月雨量占全年降水量的60%以上，汛期降雨量又多集中在7、8月份。建國(guó)以來(lái)，年降水量最大值為1 573.1 mm(1991年)，年降水量最小值為443.4 mm(2001年)，年最大降水量是年最小降水量的3～5倍。

2 規(guī)劃原則與思路

海綿城市建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需多學(xué)科交叉、多部門協(xié)調(diào)，必須整體規(guī)劃、系統(tǒng)布局、協(xié)同推進(jìn)才能取得建設(shè)效果。因此海綿城市背景下城市防洪排澇規(guī)劃，應(yīng)遵循因城制宜、科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、綜合施策的原則，充分發(fā)揮防洪排澇規(guī)劃的先導(dǎo)作用，一城一策地建立水利基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)與城市現(xiàn)代化和城鄉(xiāng)一體化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合，總體規(guī)劃思路如下。

a) 摸清情況。以城市水安全為中心，兼顧水環(huán)境、水生態(tài)、水資源等，對(duì)城市所在流域、區(qū)域地形地貌、水文特征、河湖水系分布、用地布局、管網(wǎng)布置、易澇區(qū)分布及城市建設(shè)等情況進(jìn)行調(diào)查與分析，充分了解與認(rèn)識(shí)城市現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況。

b) 分析問(wèn)題。在摸清城市現(xiàn)狀及規(guī)劃建設(shè)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)城市排水分區(qū)、排澇體系、排澇設(shè)施及影響城市水安全的限制因素等進(jìn)行分類分析，對(duì)城市防洪排澇的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行充分梳理，分析城市洪澇災(zāi)害頻繁的源頭所在。

c) 制定布局。城市暴雨導(dǎo)致的洪澇及其災(zāi)情在空間上一般具有分散性、多樣性特征，應(yīng)針對(duì)城市排水區(qū)的主要洪澇問(wèn)題，遵循城市水循環(huán)及其伴生過(guò)程的自然規(guī)律基礎(chǔ)上，以河湖水系為骨架，以排澇站涵為控制節(jié)點(diǎn)，將水利基礎(chǔ)設(shè)施與城市周邊環(huán)境和諧融合，滿足經(jīng)開區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，科學(xué)結(jié)合“滲、滯、蓄、凈、用、排”排水模式，充分發(fā)揮水利專業(yè)“滲、滯、蓄、排” 學(xué)科優(yōu)勢(shì)，合理布局各類措施和元素，實(shí)現(xiàn)多功能的綜合和協(xié)調(diào)。

d) 規(guī)劃銜接。遵循城市總體建設(shè)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對(duì)城市控制性規(guī)劃提出明確的水安全建設(shè)用地需求，與城市豎向規(guī)劃充分銜接，與城市排水管網(wǎng)規(guī)劃無(wú)縫對(duì)接等等，充分結(jié)合各專業(yè)的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮規(guī)劃、水利、住建、交通、環(huán)保、園林等多部門的協(xié)同作用，做好防洪排澇規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)。

e) 綜合施策。重視防洪排澇規(guī)劃的先導(dǎo)作用，以“滲、滯、蓄、排” 排水模式為核心，統(tǒng)籌結(jié)合“凈、用”排水模式，制定疏浚連通河道、設(shè)置強(qiáng)排泵站、高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)、興修調(diào)蓄工程、大力開挖人工湖泊、打造城市水環(huán)境等綜合工程措施，健全城市河湖水系布局，完善防洪排澇體系。對(duì)有條件的城市還應(yīng)加強(qiáng)非工程措施體系建設(shè)，如建立暴雨預(yù)警系統(tǒng)等[9-10]。

3 存在問(wèn)題分析

鳳臺(tái)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)作為城市發(fā)展區(qū)域，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。鳳臺(tái)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為沿淮城市，位于黑李段等堤防保護(hù)范圍，現(xiàn)狀黑李段等堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，即城市防洪標(biāo)準(zhǔn)已滿足要求。但由于所處沿淮地區(qū)洪澇頻繁、經(jīng)開區(qū)先期城鎮(zhèn)化過(guò)渡、地方政府洪澇管理意識(shí)不足等，造成了現(xiàn)今經(jīng)開區(qū)逢雨必澇、逢暴雨必癱，現(xiàn)狀經(jīng)開區(qū)存在外河頂托、內(nèi)部水系不暢、土地過(guò)度開發(fā)、排澇能力不足四大問(wèn)題。

a) 外河頂托。沿淮地區(qū)具有明顯的流域和區(qū)域特征，該地區(qū)是安徽省洪澇災(zāi)害最為頻繁的地區(qū)，汛期遇淮河中小洪水，干流水位即高出沿淮城市低洼地區(qū)，由于沿淮城市大多地形平坦，地勢(shì)低洼，內(nèi)水無(wú)法自排，且外河洪水頂托時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)月，經(jīng)常出現(xiàn)因洪致澇、洪澇并發(fā)的現(xiàn)象。

b) 內(nèi)部水系不暢。由于早期經(jīng)開區(qū)攤大餅式、大填大挖式的建設(shè)模式，導(dǎo)致原有河道水系大量被填平或阻斷，城區(qū)內(nèi)部排水管網(wǎng)也未及時(shí)建設(shè)，“先建設(shè)，后規(guī)劃”、“先地上，后地下” 開發(fā)模式并存。如經(jīng)開區(qū)一期園區(qū)南部山丘區(qū)來(lái)水主要通過(guò)大山撇洪溝排出，但異常迅猛的城鎮(zhèn)化進(jìn)程填平了下游河道，洪水已無(wú)泄洪出路，汛期山坡來(lái)水四處漫溢，危及園區(qū)安全。

c) 土地過(guò)度開發(fā)。沿淮地區(qū)歷來(lái)是人水爭(zhēng)地的矛盾突出區(qū)域，城市土地的開發(fā)更加劇了這一矛盾。一期園區(qū)開發(fā)過(guò)程中將黑李段一般堤保護(hù)區(qū)內(nèi)大量河湖、溝塘侵占，城市中原有的湖塘水面經(jīng)過(guò)大規(guī)模改造所剩無(wú)幾，原有調(diào)蓄區(qū)域全部變成居住用地和工業(yè)用地等，造成低洼的河湖、溝塘蓄澇場(chǎng)所區(qū)域成為內(nèi)澇集水多發(fā)地區(qū)。二期園區(qū)建設(shè)用地也已開發(fā)至姚家湖圩內(nèi)，土地的過(guò)度開發(fā)無(wú)疑加大了城市的洪澇風(fēng)險(xiǎn)。

d) 排澇能力不足。逢雨必澇、逢暴雨必癱主要原因之一是城市防洪排澇等規(guī)劃建設(shè)的滯后，城市開發(fā)過(guò)程中由于缺少統(tǒng)一規(guī)劃，已建的城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷，不僅管網(wǎng)的排水能力嚴(yán)重不足，甚至部分管網(wǎng)在城市內(nèi)河水位較高時(shí)洪澇倒灌現(xiàn)象嚴(yán)重。園區(qū)現(xiàn)有排水溝斷面過(guò)流能力低，排澇站抽排標(biāo)準(zhǔn)也不足，如現(xiàn)有的大山、姚家湖排澇站經(jīng)核算，排澇模數(shù)分別為0.63、0.27 m3/(s-1·km-2)，不足10年一遇農(nóng)排標(biāo)準(zhǔn)。

4 規(guī)劃方案與措施

海綿城市是一種城市水系統(tǒng)的綜合治理模式，綜合采用和有機(jī)結(jié)合綠色、灰色基礎(chǔ)設(shè)施，充分發(fā)揮植被、土壤、河湖水系等對(duì)城市雨水徑流的積存、滲透、凈化和緩釋作用，其主要基于低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)的構(gòu)建[11]。為綜合解決安徽省鳳臺(tái)經(jīng)開區(qū)城市洪澇的水安全問(wèn)題，以鳳臺(tái)經(jīng)開區(qū)水系分布、用地布局、城市建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況為基礎(chǔ)，吸收海綿城市“滲、滯、蓄、凈、用、排”排水模式，按照因城制宜、科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、綜合施策的原則，制定了以“滲、滯、蓄、排” 排水模式為核心，統(tǒng)籌結(jié)合“凈、用”排水模式的防洪排澇規(guī)劃方案與措施，包括城市內(nèi)河整治工程、連通城市河網(wǎng)工程、蓄滯區(qū)建設(shè)工程、強(qiáng)排泵站建設(shè)工程、水環(huán)境打造工程，具體規(guī)劃方案與措施見圖1。

4.1 城市內(nèi)河整治工程

城市內(nèi)河整治工程主要對(duì)現(xiàn)狀過(guò)流能力不足、淤積嚴(yán)重的城市內(nèi)河進(jìn)行疏浚，工程涉及一期園區(qū)大山撇洪溝、二期園區(qū)中心溝、二期園區(qū)南支溝3條城市內(nèi)河。大山撇洪溝、中心溝及南支溝均有山丘區(qū)來(lái)水，山丘區(qū)來(lái)水屬城市外洪，各內(nèi)河流域面積分別為3.1、8.1、4.2 km2，經(jīng)分析20年一遇洪峰流量分別為15、51、30 m3/s。本次規(guī)劃綜合考慮過(guò)流能力、占地、景觀水面及景觀水深要求設(shè)計(jì)疏浚斷面，與控制性規(guī)劃、管網(wǎng)排水規(guī)劃等銜接后藍(lán)線寬度取20～25 m，3條城市內(nèi)河共疏浚河道長(zhǎng)5.3 km。

4.2 連通城市河網(wǎng)工程

連通城市河網(wǎng)工程主要針對(duì)經(jīng)開區(qū)一期園區(qū)建設(shè)過(guò)程中大量侵占河道、溝塘，造成大山撇洪溝等河道洪水無(wú)下泄通道，工程涉及新開蘆塘路溝、新開鳳壽路溝、新開泵站引渠及連通沿堤排水溝。分別以蘆塘路溝和沿堤排水溝為例，蘆塘路現(xiàn)狀已建設(shè)為城市主干道路，兩岸均為居民地房屋，為解決大山撇洪溝洪水出路，與控制性規(guī)劃、交通道路規(guī)劃等銜接后，采用箱涵的形式建設(shè)新開蘆塘路溝；沿堤排水溝為黑李段堤防建設(shè)形成的取土坑塘，藍(lán)線寬度為40～100 m，可因地制宜的開挖連通現(xiàn)有取土坑塘，以連通城市河網(wǎng)。新開4條內(nèi)河共長(zhǎng)7.5 km。

4.3 蓄滯區(qū)建設(shè)工程

蓄滯區(qū)建設(shè)工程主要針對(duì)經(jīng)開區(qū)調(diào)蓄空間不足而設(shè)置，綜合考慮城市調(diào)蓄庫(kù)容需要、城市水景觀水環(huán)境打造需要、城市規(guī)劃布局需要及周邊風(fēng)景區(qū)制約等因子，工程新建一期園區(qū)北湖調(diào)蓄區(qū)和二期園區(qū)南湖調(diào)蓄區(qū)。一期園區(qū)北湖調(diào)蓄區(qū)所在區(qū)域?yàn)轼P臺(tái)采煤塌陷區(qū)，現(xiàn)狀已是湖區(qū)水面，可結(jié)合現(xiàn)有條件開挖連通為北湖調(diào)蓄區(qū)，調(diào)蓄區(qū)面積為0.54 km2，庫(kù)容28萬(wàn)m3。二期園區(qū)來(lái)水面積大，流域面積為15 km2，20年一遇洪峰流量達(dá)106 m3/s，僅設(shè)置強(qiáng)排泵站，投資大，代價(jià)高；本次規(guī)劃綜合考慮投資、占地、蓄洪要求等，與控制性規(guī)劃等銜接后，在現(xiàn)有低洼區(qū)域結(jié)合城市濕地公園建設(shè)，大力開挖人工湖泊，建設(shè)南湖調(diào)蓄區(qū)，調(diào)蓄區(qū)面積為0.3 km2，庫(kù)容75萬(wàn)m3。

4.4 強(qiáng)排泵站建設(shè)工程

強(qiáng)排泵站建設(shè)工程主要是因淮河汛期洪水頂托時(shí)間一般長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)月，因洪致澇、洪澇并發(fā)的現(xiàn)象嚴(yán)重，工程涉及一期園區(qū)大山站和姚家湖站重建工程?，F(xiàn)有大山站、姚家湖站建設(shè)年代久遠(yuǎn)，為農(nóng)排泵站，現(xiàn)狀設(shè)備老化難以找到匹配設(shè)備更新，本次結(jié)合城市內(nèi)河整治工程、連通城市河網(wǎng)工程、蓄滯區(qū)建設(shè)工程等，重建大山站、姚家湖站，經(jīng)調(diào)算分析，20年一遇抽排流量分別為19.7、28.5 m3/s。

4.5 水環(huán)境打造工程

水環(huán)境打造工程是在蓄滯區(qū)建設(shè)工程等保障城市防洪排澇安全基礎(chǔ)上，通過(guò)生態(tài)植物工程措施打造城市水環(huán)境水景觀，增加城市滲水面積，凈化城市污水和雨水，涉及大山撇洪溝、沿堤排水溝、鳳壽路溝、泵站引渠河道水環(huán)境水景觀打造工程，以及南湖、北湖濕地公園建設(shè)工程，共打造城市濱水綠地面積1.2 km2，占經(jīng)開區(qū)總面積的12%。

5 結(jié)語(yǔ)

海綿城市背景下城市防洪排澇規(guī)劃作為伴隨著海綿城市概念應(yīng)運(yùn)而生的新型規(guī)劃，是從傳統(tǒng)的快排模式逐步向“滲、滯、蓄、凈、用、排”六位一體的綜合性排水、生態(tài)性排水模式轉(zhuǎn)變，其規(guī)劃方案及建設(shè)措施還需不斷完善。本文結(jié)合鳳臺(tái)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)水系分布、用地布局、城市建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等情況，吸收海綿城市新的排水模式基礎(chǔ)上，明確了防洪排澇規(guī)劃思路，按照因城制宜、科學(xué)規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、綜合施策的原則，制定了鳳臺(tái)經(jīng)開區(qū)防洪排澇規(guī)劃方案與措施，盡可能地為海綿城市背景下城市防洪排澇規(guī)劃提供經(jīng)驗(yàn)借鑒與參考。