雨洪调蓄和雨水利用在广州海珠湖的应用

何秋红

（广州市水务规划勘测设计研究院 广州 510640）

1 引言

广州市境内的径流量较大，但其水质不好。因此，广州市面临水质性缺水的问题。而雨水作为城市重要的水资源，如能加以收集、储存利用，不仅可缓解广州市用水紧张的问题，还能对河涌截污后的景观及生态补水起到重要的作用。同时雨洪调蓄还可有效地减小暴雨径流，延滞汇流时间，减轻排涝设施的压力，成为解决广州“水浸街”的有效途径之一。

本文以刚刚建成对外开放的广州海珠湖为例，浅谈雨洪调蓄和雨水利用在城市中的应用和实施效果。

2 工程概况

海珠湖是广州市重要的“翡翠绿心”及结构性的生态节点。它位于广州市城市中轴线的南部，海珠区中部的安成围，在空间上与广州电视塔遥相呼应。

海珠湖是中心城区最大的人工湖，其形态十分优美，由内湖和外湖组成。外湖如同玉环，环抱着内湖。环湖有3.5km 长的绿道，未来可泛舟波上，堪称广州的“小西湖”。海珠湖与周围的石榴岗河、西碌涌、杨湾涌、上冲涌、大塘涌、大围涌六条河涌构成了“一湖六脉”的天然格局。将海珠区的内河涌与珠江水系打通，通过采取泵闸等措施对周围的河涌进行引水、补水，使周围河涌均形成动水、活水，从而有效地改善了区域的水环境、水生态。

3 工程设计

3.1 海珠湖总体布局

海珠湖湖区总面积约94.8hm2，其中水域面积53hm2、陆域面积41.8hm2。陆域面积中，道路、停车场、铺地面积为9.33hm2，绿地面积为32.2hm2，建筑面积为0.027hm2。

海珠湖总体布局概括为“一湖、一珠、两环”。一湖，指海珠湖，即中心大湖面；一珠，指湖中设一岛，岛位于调蓄区中偏东位置，岛上设一珠形标志性建筑，夜间配以灯光，以喻“海珠”之意；两环为环湖堤和堤外环行河道。海珠湖总体布局见图1。

图1 海珠湖总体布局图

3.2 环湖堤设计

环湖堤是海珠湖设计的关键所在，采用堤路结合的方式。湖区东西两侧各设置一条12m 宽的园区主路（7.0m 车行道，两边各2.5m 人行道），解决湖区与外部的交通联系。湖区南北两侧各设置有4.0m 宽的管理车道与东西两侧的湖区主路相连，形成一个环湖车道，环湖绕行一周约为3.5km。

因堤环湖布置，长度较长，故按功能又分为四段，分别为：入口广场、碧水芳洲、观澜风月、水岸香堤。

入口广场位于南面的主入口区，因考虑大量人流集中的可能，所以铺装的面积较大。位于东南面的是碧水芳洲，该部分以生态绿化为主。观澜风月区位于海珠湖的东面，利用海珠湖建成后的自然风光，建设一高档休闲建筑。位于西面的是水岸香堤休闲区，该区设有12m 道路连接南北两侧城市道路，沿路设几组休闲用房，与周边环境紧密结合，形成水、树、建筑融为一体的景观。

4 雨洪调蓄

4.1 水系概况

海珠湖雨洪调蓄区属石榴岗河流域和北濠涌流域，控制流域面积7.65km2，流域内河涌有6 条，分别为石榴岗河、西碌涌、杨湾涌（上游为康乐涌）、上冲涌（上游为墩和涌）、大塘涌、大围涌。

4.2 设计标准

根据GB50201—94《防洪标准》、《广东省防洪（潮）标准和治涝标准》（粤水电总字[1995]4号文）、《广州市中心城区河涌水系规划》等有关规定，广州市城建区的排涝标准均为20年一遇24 小时暴雨1 天排干不成灾。海珠湖的主要作用为雨洪调蓄，因此其设计洪水标准采用20年一遇。

4.3 雨洪调蓄计算

4.3.1 特征水位

（1）湖底高程。海珠湖是由原先的淋沙涌和后滘涌整合而成的湖区，并与石榴岗河相通，统筹考虑三条河涌的涌底高程，海珠湖湖底高程确定为-2.5m。

（2）最低控制水位。海珠湖枯水期补水的最低控制水位采用-1.00m。汛期海珠湖的最低控制水位采用浮标厂潮位站汛期低潮位的多年平均水位-0.50m。

（3）正常蓄水位。根据附近浮标厂潮位站的资料统计，多年平均高高潮位为 0.8m，结合《广州市中心城区水系规划》和《海珠区河涌水系规划深化实施方案》对河涌的景观水位要求，海珠湖的正常蓄水位采用0.8m。

4.3.2 水位—面积—蓄水容积的关系

当海珠湖上游发生内涝洪水时，洪水首先汇入周围河涌、洼地，再进入海珠湖调蓄，因此调蓄计算时需要同时考虑现有洼地及河涌的调蓄容积。根据海珠湖的湖岸布置以及现状 1∶1000最新测量的地形图，得到排涝区水位—蓄水容积关系曲线，见图2。

图2 排涝区水位—蓄水容积曲线图

4.3.3 雨洪调蓄计算结果

根据广州市中心城区水系规划，按照海珠区区内发生20年一遇的内涝洪水，遭遇外江年最高潮位均值潮型作为排涝计算组合，根据此边界条件及调度原则，采用河网水动力数学模型进行计算。

经计算，海珠湖最大调蓄量为55万m3，其调蓄功能较强，区域的雨洪资源可得到较充分的利用。另海珠湖建成后，其周围河涌20年一遇最高内涝水位均可降低约0.10m。

5 雨水利用及降低径流系数的措施

5.1 城市排水新理念

影响城市综合径流系数的主要因素是降雨特性和下垫面条件，其中又以城市下垫面的性质对综合径流系数的影响最显著。城市下垫面的不透水面积比例越大，城市综合径流系数越大，更多的雨水形成地表径流。由于城市发展所带来的道路、屋顶等不透水面积的急剧增加，城市综合径流系数随之增长。

传统的雨水系统设计，是能及时、迅速地排除降雨形成的地面径流。而对雨水径流的控制和利用重视不够。近年来，随着建筑物及道路等不透水地面面积快速增长，雨水径流量明显增加。这使得设计标准原本偏低的雨水系统，更加难以承担日益沉重的防洪排涝压力。因此采用适当的措施降低径流系数比单纯加大管道的排水能力更为重要。

降低径流系数除了利用人工湖等调蓄区进行雨洪调蓄外，通常还可采取渗透铺装、下凹式绿地蓄渗、屋面雨水收集利用等措施来辅助。

海珠湖的设计建立了城市排水新理念，湖区内处处体现了“以留为主、安全利用”的原则。工程设计最大限度地增加了透水面积，让雨水得以较好下渗，削减径流，滞蓄利用，达到了降低地区综合径流系数的目的。

根据海珠湖的总体平面布局，其组成要素主要为水面、绿地、道路、停车场、铺地面积及建筑物。水面和绿地本身具备调蓄功能，以下主要从其它几个组成要素来谈雨水利用及降低径流系数的措施。

5.2 湖区道路

（1）环湖车道。湖区东西两侧的园区主路和南北两侧的管理车道相连，形成一个环湖车道。环湖车道是湖区的主干道，而主干道若采用透水路面材料必须经过严格的可行性论证。因海珠湖区域内的透水率较高，主干道可不考虑透水性，故路面采用了改性沥青混凝土路面，但路边设有排水系统。设计时使主干道的路面高程略高于绿地高程，直接利用路面作为溢流坎，使非绿地铺装表面产生的径流雨水汇入低势绿地入渗。

（2）人行园路。湖区滨水地带设有2m 宽人行园路。海珠湖人行园路路面采用了透水路面材料，结合景观要求统筹布置了多孔的嵌草砖（俗称草皮砖）、碎石路面等透水材料。

5.3 湖区停车场

海珠湖的停车场，设计时做成了较低洼的高透水性地面（草皮砖）以贮留渗透空地。下大雨时可引入不透水铺装面的径流，暂时贮存雨水，待雨水以自然渗透方式渗入地下后便可恢复原有空间功能。

5.4 湖区铺地面积

为让地面尽量保持裸露土壤般的透水功能，在海珠湖的广场等人工铺地面积上，尽量采用了草皮砖、连锁砖等透水性的铺面。

5.5 湖区建筑物

目前对建筑物的雨水利用技术主要体现在屋顶的雨水利用上。屋顶雨水利用主要采用直接收集、屋顶滞留、入渗回补地下等方法。海珠湖的建筑物设计大部分是采用集中或分散的方法将屋顶的雨水直接收集后渗入到低势绿地中，同时个别建筑物还利用屋顶的绿化滞留部分雨水，以削减径流量。

6 实施效果评价

（1）海珠湖的调蓄功能较强，区域的雨洪资源可得到较充分的利用。海珠湖的建成，削减了洪峰流量，减轻了排水压力，其周围河涌20年一遇最高内涝水位均可降低约0.10m 左右，是解决本流域“水浸街”的有效途径之一。

（2）海珠湖建成后，其水质得到明显改善，通过调水补水措施对周围的断头涌均起到了冲污、排污的作用。

（3）海珠湖建成后，与石榴岗河、西碌涌、杨湾涌、上冲涌、大塘涌、大围涌6 条河涌构成了“一湖六脉”的天然格局，将海珠区的内河涌与珠江水系打通，通过泵闸调控措施对周围的河涌进行引水、补水，使周围河涌均形成动水、活水，从而有效地改善了区域的水环境、水生态。

7 结束语

广州海珠湖的设计建立了城市排水新理念，湖区内处处体现了“以留为主、安全利用”的原则，通过采取各种措施使雨洪调蓄和雨水利用在城市中得以较好的应用，并在工程设计中最大限度地增加了透水面积，让雨水得以较好下渗，削减了径流，滞蓄利用，达到降低综合径流系数的目的。同时有效地改善了区域的水环境、水生态。实践证明，海珠湖的实施效果是明显的，可对城市的雨洪调蓄和雨水利用提供较为可靠的借鉴经验。

1 SL267—2001 雨水集蓄利用工程技术规范.北京：中国水利水电出版社，2001.

2 GB50515—2009 城市水系规划规范.北京：中国计划出版社.

3 SL431—2008 城市水系规划导则.北京：中国水利水电出版社.