浅析城市排水设计合理性——以绍兴市柯桥区为例

2016-12-27许铁强马春雨许云海绍兴柯桥排水有限公司

大陆桥视野 2016年18期

关键词：城市排水柯桥海绵

许铁强胡　耀马春雨许云海 /绍兴柯桥排水有限公司

许铁强胡耀马春雨许云海 /绍兴柯桥排水有限公司

柯桥位于浙江中北部地区，雨量充沛，辖区内河网密布。城市排水与城市发展息息相关，因此排水系统的合理性设计尤为重要。从宏观、中观和微观三方面出发，结合柯桥区实际，对城市排水设计合理性进行了分析，并给出了可操作的实施意见。

柯桥区；排水；合理性；水资源；河道；下沉式广场

一、引言

绍兴市柯桥区位于浙江省中北部，绍兴市北部，会稽山北麓，地处长江三角洲南翼。柯桥区位于浙江中北部地区，北部地处绍虞平原，南部紧靠会稽山脉。气候温和，四季分明，雨量充沛，降水时间分布季节性明显。属于东亚季风区，季风气候显著。年平均降雨量1469.8mm，最多年雨量为1806.2mm，出现在1975年；最少年雨量为911mm，出现在1967年。汛期主要集中在5月到10月。年平均雨日为158.6天，年最多雨日达227天；年最少雨日为134天。

防洪排涝河道整治一期工程是以防洪、排涝为主，结合改善水环境等功能的综合性水利工程，2009年被省发改委列入省重点建设工程A类项目。截止2014年底，柯桥区已建成滨海闸枢纽工程和姚家埠至滨海排涝闸17.6公里河道治理工程，完成总投资约4.5亿元。2015年以来，柯桥区水利水电局一面增强施工力量、优化施工组织，一面与相关镇街紧密配合加大政策处理力度，深入村居及时协商解决问题，进一步加快推进防洪排涝河道整治一期工程，取得了明显成效。

工程建成后，将基本形成绍兴平原排涝快速通道，使河道防洪标准达到50年一遇，治涝标准达到20年一遇最大24小时暴雨不受淹，切实增强绍兴平原的整体防洪排涝能力，优化水生态环境，促进柯桥区经济社会的可持续发展。

二、城市排水系统

城市排水系统是一项不可或缺的基础设施，对城市的正常运行起到了重要的作用。城市排水系统与给水密不可分，共同组成了现代城市的水循环系统。城市排水系统的合理与否直接关系到了城市的全局发展，而城市排水工程是处理城市污染、城市排涝和防洪等的骨干工程。排水系统包括道路排水管网、泵站、具有调水蓄水功能的湖塘、河道以及污水处理厂等相关设施。

城市排水系统作为城市的使用设施，受到了气象、地表水位差、电力中断和排水系统规划等因素的影响。在南方一些城市中，城市排水设计过程中存在很大的不足，如城市河道设计过于拘谨，城市治水不合理，治水机制缺乏合理性。给水缺乏节水系统的控制，造成水资源的浪费。在排水过程中，经常会由于污水造成周边土地和环境的破坏，影响城市的可持续发展。

如今，我国很多城市一逢暴雨就“看海”的情况经常出现，这种现象的产生就是由于在规划初期未能对城市排水充分考虑。通常，在进行排水系统规划时要考虑排水分区、排水管网设置、可持续、与周边区域结合和加强管理体制等几方面。

三、排水系统新理念

2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。

国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，到2020年将80％的降雨就地消纳和利用。建设海绵城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。

海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。

作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前，不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。确定的目标核心是通过海绵城市建设，使80％的降雨就地消纳和利用。围绕这一目标确定的时间表是到2020年，20％的城市建成区达到这个要求。如果一个城市建成区有100平方公里的话，至少有20平方公里在2020年要达到这个要求。到2030年，80％的城市建成区要达到这个要求。

四、设计合理性——以绍兴市柯桥区为例

2015年，柯桥区实现全部工业总产值3971.83亿元，其中规模以上工业总产值3478.32亿元，增长2.5 ％。全部工业实现主营业务收入3880.30亿元，其中规模以上工业实现主营业务收入3386.79亿元，增长2.9％。

实现规模以上战略性新兴产业产值939.95亿元，占比为27.0％。大纺织业实现产值2263.76亿元，增长5.4％；实现利润120.75亿元，增长16.9％。非纺业实现产值1214.56亿元，下降2.4％；实现利润69.90亿元，下降12.6％。新产品产值1139.35亿元，增长25.8 ％，占规上工业产值32.8％；规上高新技术产业产值277.76亿元，增长4.0％，占规上工业产值8.0％。

结合柯桥区域经济特殊性，以合理运用城市水资源，达成现代化城市的可持续发展为目标，需要从三个不同角度去设计，在进行排水系统设计时还应充分考虑纺织产业的分布。

1. 宏观层面。

从宏观角度分析得出排水系统设计所面临的问题，相邻城市、相邻地域已不是规划区内的问题。一方面，给水安排需要围绕水源及节能、合理供水及保证溯源平衡为基础；另一方面，排水系统需要以防洪排涝及控制污染为目的。

（1）防洪排涝

防洪排涝可分为两部分，即防外洪及排内洪，外洪重在防，内洪重在排。考虑源头不同的水，也通常用不同的解决方案。城市的水一般是雨水降落产生，所影响范围不会太大。

瓜渚湖位于柯桥中国轻纺城东北，南阔北狭，南北长2公里，东西长约1公里，水面面积1.5平方公里，为绍兴平原第三大湖。瓜渚湖与大小坂湖是柯桥海绵城市的重要组成部分。柯桥河网密布，将河湖连通不仅将改善了周边区域的生态环境，也为工业及农业发展提供丰富的水源保证，对柯桥经济社会发展和水生态文明建设起到重要和不可替代的作用。从当前和未来经济社会发展及生态恢复等方面的需求来看，实施河湖连通工程意义深远，效益重大。

（2）水资源平衡

合理供水及保证水资源平衡可在一定程度上解决水资源短缺及分布不均的情况。在规划城市建设时，必须考虑水资源供需是否平衡。合理供水可改善水质，节约资源，推动供水行业发展。

（3）污水处理

污水集中处理，水质水量稳定，但建管道总费用高，设备庞大，耗能大，技术和管理水平要求高。污水分散处理优点与缺点共存，如何将污水集中处理和分散处理相结合，二者取长补短显得尤为重要。

2. 中观层面。

本层面有承上启下的作用，其重心主要在于城镇及片区的给排水系统（包含并不限于中心城区的给排水规划设计和污水处理厂的规划设计）。

（1）给水系统

在大多数居民及单位使用了变频装置，尤其是广泛适应了城市给水管网智能化供水设备的前提下，供水的日变化系数增大以及高峰用水量的增加导致水厂的供水工程加大，这是中观最值得注意的问题。

（2）雨水系统

雨水系统、防洪排涝和城市竖向规划三者相辅相成，市区内河通常采用五年一遇水满不外流的设计标准，洪峰相遇的概率很高，而排水管道的出流往往也是高压性的。因此，雨水系统需要定期校对压力流，并且及时调整竖向标高，防止溢水情况的发生。

（3）污水系统

柯桥老城区与新城区并存，在老城区应采用分流制，而在新城区宜选用合流制。根据污水处理厂厂外管网工程实验表明，分流制需要在化粪池口开口，并选用具有专业技术的团队实施监督及施工。柯桥属于中小城市，因此也应考虑在进河流前设置截流干管，使早期雨水和污水通过截流干管都进入水处理厂，节省投资。另外，污水也可经过中水回用等处理，投入景观设施，或者运用物理及化学方法，改善水质后再使其流入内河。

3. 微观层面。

要实现可持续发展必须进行创新，运用创新思维及技术去解决问题。城市排水规划环环相扣。在微观层面，重担就要落到每一个工厂、每一个居民区和每一个排水系统的设计上。

重度耗能低量负荷的这种低形式是不符合中国现代国情的，而延时曝气的方案也会适时淘汰。而移动床、流化床、A/O工艺法均可为中国当下的发展方向。污水管道最常用材料是塑料复合管材，PE管质量好，PVC-U管使用广泛，具有较高的抗冲击性能和耐化学性能，PVC管通常用于排污管道。在施工时要分层夯实，尽量保证管道的回填质量，防止管道因回填质量的问题而变形超标。雨水属于水循环中的一个环节，若对其合理拦蓄和利用，将可以节省资金，促进生态发展。

（1）疏河道。“深淘滩,低作堰”，这是久经历史检验的治水良策。疏拓作为柯北直排钱塘江骨干河道的滨海大河，充分利用钱塘江潮位低、持续时间长的排涝优势，畅通北排通道，有效降低柯桥地区水系水位。结合清水工程和河道总体规划，疏浚拓宽柯桥所有骨干河道，如瓜渚湖、直江、东小江，整治河道上的违章建筑物和构筑物，经科学预测，此项措施可在暴雨期间降低城区水位12厘米，降低柯北水位10厘米。

（2）建设城市下沉式广场，起到分流雨水的作用。

（3）控制绿化标高，颠覆原先的绿化种植设计思路，从高于路面到低于路面，至少绿化地面与路面齐平，最好能低于周边地面标高5至25厘米，形成下凹式绿地，使绿地上的自然降水能渗入地下，减少路面径流。四是科学制定雨水径流控制标准，扩大可渗水地面面积。通过这些措施，既增强了城市排水防涝能力，又提高了城市的亲水性、透水性，对于减轻管网排水防涝压力也大有裨益。