临沂海绵城市建设推进研究

刘胜雪+于洪刚+董彬+尉海东

摘要：指出了临沂市作为山东省省级海绵城市建设试点，面临着内涝水灾和水资源短缺双重矛盾。鉴于此，调研了临沂市4个海绵城市建设工程项目，系统分析了临沂市海绵城市建设的具体表现和不足，有针对性地提出了具有前瞻性的临沂海绵城市建设的规划性建议。以期为临沂市充分有效利用雨水资源、保护和改善城市生态环境提供理论依据。

关键词：临沂市；海绵城市；建设；低影响开发

中图分类号：TV213.9

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0138-03

1 引言

《海绵城市建设技术指南》中指出，海绵城市是指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[1]。近些年来，临沂市在保障城市生态安全、防治城市内涝污染、改善城市水质等方面取得了相当大的成效[2]。但仍存在一些技术性问题尚未解决，如排水基础建设目标单一、净水标准不高、排水系统不全等，这使得初期雨水地表径流污染、城市内涝、水体黑臭等问题无法从根本上解决[3]。临沂市进行海绵化建设和改造刻不容缓，于2015年顺利成为山东省海绵城市建设试点省级示范市。

通过调研临沂市开工建设的新东关棚户区改造项目、北城二期道路改造工程、鲁商中心雨水收集利用项目、临沂国际雕塑公园改造项目等海绵项目，分析了临沂市海绵城市建设的内容和存在问题，有针对性地提出可优化的建设策略。这不仅为临沂市充分利用雨水资源提供可行性方案，还为建设具有自然渗透、自然净化、自然积存功能的海绵城市提供理论依据。

2 临沂海绵城市建设整体分析

临沂市位于山东省南部，降水量丰富，受季风影响显著，夏季多暴雨，且地势相对低平，故夏季是造成临沂市“逢雨必涝、旱涝急转”局面的高发季节[3]。临沂市的城市建设模式传统，排水设施也主要是泵站、灌渠等“灰色”设施，配以“末端集中、快速排除”控制的主要规划设计理念，更加剧了这种矛盾局面。

2014年10月，以实现城市发展与环境资源协调为目标，建设具有自然积存、自然渗透、自然净化能力的“绿色”海绵城市理念首次被提出。临沂市成为2015年山东省确定的5个设区市、3个县（市）的省级海绵城市示范市建设试点之一。

临沂市于2015年12月启动海绵城市规划和实施方案编制工作，共计4个海绵城市项目开工建设：临沂国际雕塑公园改造项目、新东关棚户区改造项目、鲁商中心雨水收集利用项目、北城二期道路改造工程，初步确定将火车站片区作为海绵城市示范区。初步预测，到2018年底城市海绵化面积完成71.75 km2；到2020年，临沂市将有25% 以上的面积实现海绵城市改造。

3 临沂海绵城市建设现状及存在问题

3.1 火车站片区

火车站片区属于老城区，建筑密度高，人流量大，车辆流通频繁，是临沂重要的交通运输中心，但该片区仍采取“快速排除，末端集中”设计理念的传统排水系统，大雨天气仍存在严重内涝，对城市交通以及居民出行造成严重影响。

在调研过程中，发现火车站片区在海绵城市建设的诸多问题，未能发挥对环境变化和自然灾害的“弹性”作用。

（1）火车站广场两侧建有小面积绿地，绿地铺设孔状透水砖，乔木根部铺设鹅卵石，但由于采用传统绿地设计模式，透水铺装率低，绿地高于四周路面，在雨天吸水、渗水、蓄水作用较弱，源头分散效果差，遭遇暴雨急雨时缓排作用微弱，未能发挥“海绵体”应有的作用。

（2）火车站地势差异大，在北高阶梯处设有排水口，能够一定程度缓解北高处的雨水积存。但片区排水口位置分布设计不科学，未考虑实际地势。多数排水口分布在片区地势较高区域，导致低洼处在雨停数天后仍存在积水现象。

（3）片区内排水口数量少且分布范围有限，排水设施目标单一，设备老旧，排水管道标准偏低，排水口径小，排水效率差，在城市遭遇暴雨急雨时无法实现“快速排水”，易导致内涝。

3.2 国际雕塑公园

临沂国际雕塑公园在规划建设中坚持“渗、滞、蓄、净、用、排”宗旨，以打造成为“海绵公园”。目前公园内有4个蓄水池，其中有1个在建，有1个处于改造提升阶段，蓄水能力达到1.8万m3。雕塑公园中各类景观与“海绵”元素有机结合，利用自然力量排水、蓄水、渗水，实现“缓排缓释、源头分散”理念，发挥“海绵体”作用。公园地势总体呈四周高、中间低，中间最为低洼区域为林下区，使园区整体形成了自然排水、自然积存、自然渗透和净化的良性循环；园区部分人行道路两侧铺设有下凹形大理石雨水沟，引导径流汇流；园区地下安装了作为雨水回用管道的PE管道，总长度达5.2 km，直径为160 mm，收集来的雨水进行园内植物浇灌。

但临沂国际雕塑公园在诸多方面仍存在“海绵化”不彻底的问题。

（1）园区透水路面铺设率较低，硬质人行道路面比例大，路面以大理石、沥青为主要材料，渗水较差；

（2）园区雨水蓄水池、收集井数量较少，地势较低区域蓄水性利用差；

（3）园区雨水回用系统利用率不高，大片的绿地浇灌仍以自来水浇灌为主。

3.3 新关东棚户区改造项目

东风东关片区不仅是临沂最古老的历史文化核心区，人口密度大，同时也是滨水景观居住区，总建筑面积达51万m2。新东关棚户区建设提升改造过程，将“渗、滞、蓄、净、用、排”的海绵城市建设理念融入其中。为保障75%降雨不外排，逐步实现城市小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、热岛有缓解的目标，在对现状水系、绿地、管网等进行深入研究的基础上，该片区改造项目按照海绵城市建设标准进行工程建设，制定了合理的下垫面径流系数、透水铺装率、下沉式绿地率、绿色屋顶覆盖率等规划目标（表1）。

3.4 鲁商中心雨水收集项目

鲁商中心雨水收集利用项目是指对该片区的房屋屋顶进行海绵化改造，屋顶增设排放雨水的管道（图1），地下建一个大约150 m3的蓄水池。屋顶有多个弃流井，溢流、弃流雨水经过弃流井进入下游雨水管线。经过初期处理的洁净雨水进入屋面雨水收集管线，流向地下的蓄水池。这样既能最大程度地蓄存利用雨水，也能保证收集的雨水的清洁度。经过初级过滤、全自动紫外线杀菌之后的雨水，达到相关水质标准后，用水泵打到用水点，用于道路浇洒、景观用水、绿地灌溉等。为了提高二次利用的雨水的洁净度，使用的雨水收集箱采用模块化设计，系统会反向冲刷掺在雨水中的淤泥，然后通过底部的排水口排出淤泥。

3.5 北城二期道路改造工程

作为临沂海绵城市建设的首要推进区，临沂市北城新区二期引入了海绵城市建设理念，形成“一心、三带、三廊、多点”的绿地结构。初步进行了大面积道路人行道渗水性改造工程，涉及北城新区长沙路等六条交通干道，人行道用具有透水性的耐火砖替换了混凝土砖，总工程量5.9万 m2。

对两种砖体进行模拟降水的对比试验，发现普通混凝土砖人行道在遭遇降水时，砖块本身无渗水能力，水体完全依靠砖块之间的铺设形成的缝隙完成下渗，下渗速度慢，下渗率低，且砖面易出现雨水积存现象；透水性耐火砖人行道在遭遇降水时，砖块之间缝隙大，砖块本身也具有吸水性，水体下渗速率快，且砖面不会出现雨水积存现象。

但该项目目前仅进行了人行道渗水材料铺设，遭遇急雨暴雨天气时，雨水经人行道渗水材料进入地下后仅靠土壤自然积存、渗透、净化，因此蓄水、净水能力差，效率低，周期长。

4 临沂海绵城市建设的建议和思考

根据海绵城市建设的目标和应遵循的基本原则[4～6]，在对临沂海绵城市建设充分调研的基础上，针对目前存在的问题，提出了科学可行的建议。

4.1 临沂国际雕塑公园改造项目

在临沂国际雕塑公园地理位置、生态基础以及海绵项目改造现状的基础上，针对园区进一步实现“海绵公园”建设目标提出建议。新规划主要针对该园区四个区在“海绵化”过程中不彻底的方面进行重新规划设计，进一步将雕塑公园建设成“海绵公园”。

（1）入口区：将以渗水性较强的“海绵道路”代替以大理石为主要材料的硬质路面，增强入口区渗水能力，同时增大入口区绿化比例，将绿色植物与“海绵体”有机结合。

（2）林下区：重点强化该区内的雨水调蓄能力，实现雨水调蓄池功能多元化、运作高效化，将其打造成集储水、净水、雨水再利用于一体的雨水收集利用系统，使其能够解决园区内70%以上的绿化灌溉、景观水等用水。

（3）现代园区：结合该区域东北高西南低的地势特点，计划将该区域西南最低洼绿地改造为地下雨水调蓄池，主要承担现代园区的雨水排水、蓄水，解决现代园区排水成本高，海绵项目覆盖率低的问题。

（4）雕塑园区：该园区人文因素丰富，布局较多雕塑，规划建设中将海绵项目细化，对该区景观花池、大型乔木和游客休闲座椅等进行“海绵化”改造，使其能够发挥分散的、小规模的源头控制机制。

4.2 新关东棚户区改造项目——新型透水孔

调研发现，新东关社区“透水孔”的渗水、蓄水功能主要由自然力量承担，渗水、蓄水效果较差，无法应对暴雨急雨等天气，更无法实现雨水的再利用。对此，针对透水孔技术进行改造，提出新型透水孔设计方案（图2）。新型透水孔路面采用四层铺设，最下层（第四层）为排水层，在建设土基中铺设渗水管；第三层是由30 cm厚的大颗粒石子组成为石子层；第二层为持力层，浇筑15 cm厚的混凝土，并钻出直径为15 cm的规整透水孔，每个透水孔间隔40 cm；最上层（第一层）按“人字形”竖铺渗水砖。相比第一代透水孔，新型透水孔大大提高了道路渗水效率，同时与雨水回收利用技术有机结合。

5 结语

通过海绵城市建设，实现雨水资源的高效利用，一方面综合提升了城市防洪排涝能力，另一方面使径流污染得到有效削减，进而逐步实现小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭、“热岛效应”缓解的目标。同时又能充分发挥城市绿地、水体、建筑、道路等基础设施对雨水的吸纳、蓄存、净化和缓释等作用，实现雨水的二次利用。建成以生态系统为基础、现代科技为手段的多元化城市雨水管理系统，以解决临沂市雨涝灾害和水污染管理两大核心问题，从而平衡城市建设与水生态环境之间的关系。

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