濟(jì)南海綿城市建設(shè)初探

楊磊

摘要：海綿城市是為解決城市內(nèi)澇與缺水問(wèn)題提出的建設(shè)思路，尤其強(qiáng)調(diào)城市海綿體的建設(shè)。城市海綿體根據(jù)體量不同可分為三類，一是地下水，二是水庫(kù)、湖泊、河流等大體量地表水體，三是城區(qū)蓄水池、池塘等小體量地表水體。針對(duì)這三類海綿體，借鑒其它城市防洪、雨水收集利用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)濟(jì)南海綿城市建設(shè)提出了三類方案：一是大面積推行透水鋪裝建設(shè)，制定城市透水鋪裝總控制指標(biāo);二是水庫(kù)增設(shè)擴(kuò)容與地下排水溝渠建設(shè)，提高雨水收集比例;三是提倡小體量雨水收集利用設(shè)施建設(shè)，制定工商業(yè)用水大戶雨水收集利用強(qiáng)制性指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：市政;海綿城市;防洪;雨水

1 前言

伴隨城市化的急速發(fā)展，求高求快的城市化建設(shè)目標(biāo)暴露出了各類問(wèn)題：一方面是市政工程建設(shè)滯后，暴雨導(dǎo)致城市被淹在各地屢次發(fā)生;另一方面城市化帶來(lái)了各類資源的劇烈消耗，尤其在北方旱季缺水問(wèn)題持續(xù)困擾著城市的健康發(fā)展;旱澇兩重天的局面成為了“城市病”的具體體現(xiàn)。為應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，住建部于2014年推出了海綿城市試點(diǎn)，本文就濟(jì)南實(shí)際情況，結(jié)合各個(gè)城市的經(jīng)驗(yàn)，就海綿城市建設(shè)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步探究。

2 濟(jì)南自然地理環(huán)境特點(diǎn)

2.1 地形與季節(jié)特點(diǎn)[1]

濟(jì)南位于北緯36度40分，東經(jīng)117度00分，南依泰山，北跨黃河，地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上，地勢(shì)南高北低。濟(jì)南境內(nèi)河流較多，主要有黃河、小清河兩大水系。湖泊有大明湖、白云湖等。濟(jì)南水庫(kù)包括臥虎山水庫(kù)、高而水庫(kù)、黃巢水庫(kù)、錦繡川水庫(kù)等。濟(jì)南泉水分布廣泛，同時(shí)伴隨泉群而生的是分布有24個(gè)滲漏區(qū)。濟(jì)南屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。春冬季干燥少雨，夏秋季炎熱多雨。

2.2 自然環(huán)境對(duì)濟(jì)南城市的約束作用

首先是濟(jì)南城市位于黃河與泰山之間，黃河為地上懸河，導(dǎo)致濟(jì)南城市雨水順地勢(shì)自然排泄;其次由于濟(jì)南地勢(shì)狹長(zhǎng)，東西長(zhǎng)、南北窄，導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)大量建筑物按照垂直于自然排水方向分布，影響了山區(qū)雨水宣泄;再次濟(jì)南季風(fēng)氣候特點(diǎn)顯著，夏天炎熱多雨，雨水集中，極易造成短時(shí)間城市大面積內(nèi)澇。

3 濟(jì)南市城市雨水泄洪與利用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

3.1 北水門(mén)經(jīng)驗(yàn)

老濟(jì)南城面積分內(nèi)外城，分別建有城墻城門(mén)。濟(jì)南市每年暴雨多出現(xiàn)在6至9月份，7、8兩月是暴雨集中期，由于暴雨強(qiáng)度大，往往造成洪澇災(zāi)害。老濟(jì)南城地勢(shì)南高北低，過(guò)去南部山區(qū)和城內(nèi)泉群的水毫無(wú)節(jié)制地排到城北，致使北城門(mén)外十雨九澇。為解決這一問(wèn)題，北宋曾鞏疏通北向溝渠、建設(shè)北水門(mén)以控制城中水量。同時(shí)將大明湖成封閉成一個(gè)天然水庫(kù)，干旱時(shí)期提水灌溉，暴雨時(shí)節(jié)攔水護(hù)城。

3.2 小清河經(jīng)驗(yàn)

濟(jì)南城市南高北低，北面又有黃河高壩阻擋，致洪水難以排泄，暴雨時(shí)常淹沒(méi)城市，所有才導(dǎo)致各朝代極力推動(dòng)小清河疏浚。近年小清河復(fù)航工程、干流綜合治理工程極大提升了小清河行洪能力;同時(shí)結(jié)合南部山區(qū)蓄水排水工程，黃河、小清河骨干蓄滯洪區(qū)建設(shè)終于成現(xiàn)狀。目前建成了濟(jì)南地區(qū)以小清河為主體，臘山河、韓倉(cāng)河等河流為輔助的防洪泄洪通道。

3.3 突發(fā)暴雨災(zāi)害教訓(xùn)

3.3.1 暴雨災(zāi)害概況

3.3.1.1 1987年暴雨災(zāi)害

1987年8月26日，濟(jì)南平均降雨291毫米，街區(qū)最大水深達(dá)9米。大明湖水溢出岸，護(hù)城河、工商河、小清河溢出河道，市區(qū)洪水洶涌。全市被淹農(nóng)作物653萬(wàn)畝。此次暴雨災(zāi)害造成47人死亡，16萬(wàn)人被水圍困，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)51億元。

3.3.1.2 2007年暴雨災(zāi)害

2007年7月18日，濟(jì)南平均降雨118毫米，暴雨造成了濟(jì)南市區(qū)低洼地區(qū)嚴(yán)重積水，部分地區(qū)受災(zāi)，大部分路段交通癱瘓，造成人員財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這次特大暴雨造成30多人死亡，170多人受傷，約33萬(wàn)群眾受災(zāi)。

3.3.2 暴雨災(zāi)害特點(diǎn)：

3.3.2.1 降水強(qiáng)度超常，1987年暴雨災(zāi)害平均降雨291毫米，2007年暴雨災(zāi)害平均降雨146毫米，降雨猛烈并且十分突然，水勢(shì)迅猛排水溝渠難以迅速排泄雨水。

3.3.2.2 地形環(huán)境特殊，濟(jì)南高北低，南部山區(qū)進(jìn)水順街道而下，匯集城市中心低洼地段，城中干渠堵塞難以排泄雨水。

3.3.2.3 城市市政設(shè)施建設(shè)滯后，城中排水管道口徑小，小區(qū)排水管道不暢，同時(shí)城中硬化路面過(guò)多，園林公園面積小，土壤滲流作用減弱，城中雨水徑流過(guò)大，致使有限溝渠更加難以負(fù)荷過(guò)量雨水。

4 國(guó)內(nèi)城市防洪與雨水利用經(jīng)驗(yàn)

4.1 城市雨水利用經(jīng)驗(yàn)

4.1.1 大連市雨水利用經(jīng)驗(yàn)

大連城市地處沿海，由于城市人口的擴(kuò)大，抽取地下水過(guò)多，海水倒灌嚴(yán)重;同時(shí)雨季降雨量雖然大，年內(nèi)降雨與年季降雨極不均勻，且時(shí)間短促，難以有效存儲(chǔ)利用雨水，城市旱澇并有，城市缺水嚴(yán)重[1]。大連市經(jīng)驗(yàn)主要有以下幾點(diǎn)：

道路滲水，選在中心城區(qū)選擇了解放路、太原街、勝利路局部路段實(shí)施7公里雨水滲透溝生態(tài)利用試點(diǎn)工程。雨污分流，同時(shí)大對(duì)中心城區(qū)排水舊管網(wǎng)改造力度，使之成為獨(dú)立的污水管道，逐步實(shí)現(xiàn)雨污分流。強(qiáng)化污水處理能力，5年內(nèi)規(guī)劃建設(shè)11座污水處理廠，提高城區(qū)雨水利用率。試行小區(qū)集水滲水，小區(qū)道路兩側(cè)綠化帶下安裝雨水回收和滲透設(shè)施，將雨水收集到蓄水池，水滿則用四壁滲透;同時(shí)設(shè)立雨水滲井將雨水存在小區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)內(nèi)。

4.1.2 蘇州市建設(shè)海綿城市經(jīng)驗(yàn)：居民小區(qū)四周建設(shè)下凹式綠地，利用原有自然條件，解決雨水排放和問(wèn)題。建設(shè)蓄水池，收集的雨水經(jīng)過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)的凈化后，可用于道路兩側(cè)的綠化帶澆灑以及道路沖洗。大力推行透水鋪裝，使城市透水地面率將達(dá)45%以上。

4.1.3 南京建設(shè)海綿城市經(jīng)驗(yàn)：南京市提出直接利用與間接利用兩個(gè)方式。（1）直接方式大致采用以下幾類：居住區(qū)、學(xué)校和企事業(yè)單位的雨水收集利用;濕地、水塘等地面水面雨水收集利用;公園、山體綠地的雨水收集利用;城市周邊綠色隔離帶雨水收集利用。（2）間接方式采用大致分以下幾類：建設(shè)生態(tài)河道，主要是采用非硬化河道換，從而提升河道排水滲水能力，建設(shè)會(huì)呼吸的河道，同時(shí)注重河道疏浚，減少沉重城中洪災(zāi)壓力;建設(shè)生態(tài)道路與廣場(chǎng)，推行道路廣場(chǎng)透水鋪裝，強(qiáng)化道路與廣場(chǎng)雨水自滲能力;建設(shè)生態(tài)屋面，在大型公共建筑、商業(yè)區(qū)屋頂建設(shè)雨水集蓄系統(tǒng)，將雨水導(dǎo)流滲入地下，起到涵養(yǎng)地下水的作用。

4.2 城市防洪經(jīng)驗(yàn)

贛州古城臨水興建，章江、貢江、贛江三面環(huán)城，同時(shí)古城地處亞熱帶，降水強(qiáng)度大，最大日降雨量曾達(dá)200.8毫米。但贛州古城卻未現(xiàn)明顯內(nèi)澇，其防洪設(shè)施有以下幾個(gè)特地：

（1）沿街興建大斷面排水溝“福壽溝”，斷面高180厘米，寬100厘米，用磚砌成拱頂，遍布古城各個(gè)角落，不斷將雨水排入江中。（2）池塘聯(lián)通，將城中清水塘、荷包塘等幾十口池塘連通起來(lái)，增加雨水調(diào)節(jié)容量，減少街道淹沒(méi)的面積和時(shí)間，同時(shí)旱季還可作為城市內(nèi)部澆灌水源。（3）增設(shè)水窗，運(yùn)用水力學(xué)原理，江水上漲時(shí)，利用水力將外閘門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，水位下降到低于水窗，則用福壽溝內(nèi)水力將閘門(mén)沖開(kāi)防水。（4）城墻堅(jiān)固，為解除江水灌城的問(wèn)題，古人用鐵水澆固城墻石基，將土城墻改砌成磚石城墻，后經(jīng)歷經(jīng)各朝代不斷修繕、加固，使得贛州古城墻集城防、防洪特點(diǎn)于一身，有效阻止了江水倒灌。

5 國(guó)外雨水利用經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)述

5.1 圖森市：美國(guó)利亞桑那州圖森市是典型的干旱地區(qū)城市，一場(chǎng)持續(xù)8年的干旱迫使該市采取各種措施減少地下水使用和增加雨水利用[2]。通過(guò)節(jié)水法令，該法令要求新開(kāi)發(fā)的商業(yè)項(xiàng)目必須收集雨水來(lái)美化景觀，50%的園林綠化水必須采用雨水。創(chuàng)建雨水收集利用手冊(cè)，手冊(cè)中列舉了大量雨水利于與雨水控制手段，包括滯水池、等高線洼槽、非等高線洼槽、干砌石排水溝子、石籠、集水箱、儲(chǔ)水器及透水地面，這些實(shí)例為指導(dǎo)該城集水工程起到了指導(dǎo)作用。

5.2 澳大利亞：澳大利亞在許多城市內(nèi)都設(shè)有兩套集水系統(tǒng)，一套是生活污水集水系統(tǒng)，另一套是雨水匯集系統(tǒng)[3]。污水處理的成本較高，而集蓄的雨水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后即可利用。以悉尼奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)區(qū)為例。悉尼奧組委將奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)區(qū)的雨水收集和處理系統(tǒng)根據(jù)地形和地勢(shì)分為3個(gè)收集系統(tǒng)和一個(gè)主體育場(chǎng)的雨水收集處理利用系統(tǒng)。收集的雨水通過(guò)一系列的處理，用于場(chǎng)館綠地灌溉及沖洗廁所等。

6 濟(jì)南海綿城市建設(shè)可借鑒經(jīng)驗(yàn)結(jié)語(yǔ)分析

海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，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。濟(jì)南城市的雨水海綿體，可分為幾個(gè)量級(jí)，首先是地下水，其次是水庫(kù)、湖泊、河流水等大面積地表水，再次是小型蓄水池、蓄水塘、小河溝等分散地表水。通過(guò)本文各個(gè)城市的案例以及濟(jì)南的現(xiàn)狀可以得知，在豐水期的各量級(jí)海綿體防洪與蓄水成為濟(jì)南海綿城市建設(shè)的關(guān)鍵，可以總結(jié)分析出濟(jì)南建設(shè)海綿城市可借鑒的經(jīng)驗(yàn)如下：

6.1 回補(bǔ)地下水，強(qiáng)化超大體量地下海綿體建設(shè)

保障防洪與雨水收集利用是一個(gè)事物的兩個(gè)方面，城市洪水的形成有一個(gè)根本的源頭，就是雨水徑流量過(guò)大，城市雨水回補(bǔ)地下水的難點(diǎn)也在于雨水滲漏作用太小。解決這一問(wèn)題可借鑒南京市、蘇州市辦法：1、大力推行透水鋪裝，強(qiáng)化居住小區(qū)、學(xué)校、企事業(yè)單位透水鋪裝控制性指標(biāo)落實(shí)，制定本市透水鋪裝總控制指標(biāo);2、建設(shè)滲透洼地，在低洼地區(qū)減少建筑群建設(shè)，增設(shè)濕地、池塘、景觀湖面等雨水滲透洼地，強(qiáng)化雨水滲透自調(diào)節(jié)能力;3、強(qiáng)化山區(qū)、河道雨水滲透，改善南部山區(qū)及城市河道滲透條件，增加其透水面積，落實(shí)圈定山區(qū)、河道開(kāi)發(fā)控制線，逐步情路在山體、河道亂占亂建建筑物，退城還林、退城還渠;5、借鑒其他城市同時(shí)，濟(jì)南還應(yīng)逐步修復(fù)強(qiáng)滲漏區(qū)，制定強(qiáng)滲漏區(qū)保護(hù)區(qū)，恢復(fù)保護(hù)區(qū)植被，防止水質(zhì)污染，逐步恢復(fù)雨水回補(bǔ)地下水的通道。

6.2 擴(kuò)大徑流雨水收集量，建設(shè)大體量地表海綿體。

1、大斷面地下防洪溝建設(shè)，分析贛州古城、小清河工程、大明湖北水門(mén)三個(gè)案例，其建設(shè)的根本思路就在于依托人造溝渠、河壩、閘門(mén)，合理排泄、蓄積豐水期雨水資源。而濟(jì)南暴雨淹城的慘痛教訓(xùn)就告訴我們，必須在城市大體量建設(shè)同時(shí)，徹底更新城市市政管網(wǎng)，進(jìn)行地下大斷面防洪設(shè)施的建設(shè)。2、大體量地表海綿體建設(shè)，可以擴(kuò)容或增設(shè)大型水庫(kù)、人工湖、地下存水大廳等雨水存蓄設(shè)施，在實(shí)現(xiàn)城區(qū)雨污分流的基礎(chǔ)上，興建專用雨水處理廠、雨水凈化濕地，實(shí)現(xiàn)徑流雨水集中排泄、處理和利用。

6.3 提高小體量雨水利用效率，探索雨水回收市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制。

大連市、圖森市、澳大利亞的各個(gè)城市的雨水收集經(jīng)驗(yàn)，在于小體量雨水收集的利用，其可借鑒經(jīng)驗(yàn)主要內(nèi)容如下：1、居住小區(qū)、學(xué)校、公園、企事業(yè)單位建設(shè)小型雨水收集池，經(jīng)過(guò)初步處理將雨水用于綠化水或廁所用水;2、利用雨水專用管網(wǎng)推進(jìn)推動(dòng)雨水收集市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制，研究制定生活用水、工業(yè)用水與雨水差價(jià)回補(bǔ)政策，調(diào)動(dòng)城市用水各個(gè)主體的集水積極性。3、制定專項(xiàng)雨水收集利用法規(guī)、手冊(cè)，細(xì)化工商業(yè)用水大戶雨水收集利用比率，設(shè)立獎(jiǎng)懲措施，推動(dòng)城市小體量海綿體建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]吳普特，黃占斌，高建恩，楊新民.人工匯集雨水利用技術(shù)研究[J].黃河水利出版社，2002.