基于海绵城市理念老城区水系统综合提升探讨——以同安双溪片区为例

谢鹏贵

(厦门市城市规划设计研究院 福建厦门 361000)

0 引言

传统城市开发理念侧重于推进城市化进程，但忽视了与生态自然的和谐发展，导致城市下垫面过度硬化，城市“水问题”日益严峻。尤其是老城区人口密度大、涉水问题复杂，常常面临雨污混接、污水直排、管网渗漏、内涝频发等问题，是制约城市发展质量的一大“痛点”[1]。基此，本文以厦门市同安区双溪片区为例，借助海绵城市建设理念，以系统性思维解决片区水环境污染理念，提出该城市内涝治理的方案和策略。

1 片区概况

1.1 基本情况

同安地处厦门市北部，位于闽南厦、漳、泉“金三角”的中间前沿地带，多年平均降水量在1290mm～2300mm之间，降雨年内空间、时间上分配不均。空间上，由北部山区向东南沿海递减；时间上，5～9月份降雨量占全年的50%，其余月份较为平均。双溪片区位于同安区中部，是一个完整的二级流域，总面积为10.6km2，北至同翔大道北段，西至西溪，东至东溪，南至双溪汇合口。现状用地以居住类为主，规划建成居住、公共服务综合区(图1)。

图1 双溪片区现状(左)与规划(右)用地分布

1.2 问题分析

由于开发时间较早，片区市政设施建设标准低、系统不完善、管理不到位等问题随着经济社会发展逐步暴露，涉水问题日益突出。主要表现在以下3方面。

1.2.1水环境问题

污水收集系统不完善，污水收集率低，城中村仍为雨、污水合流制，初期雨水污染未得到充分重视，导致枯水期片区两侧溪流水质差。经统计，片区合流制管网占比93.9%，分流制管网仅占6.1%。污染源和环境容量测算结果如表1所示。片区水环境容量基本已无富余。其中，面源污染为主要污染源。

表1 片区现状污染分析表

1.2.2水安全问题

片区依山临水，地下水位较高，海拔高程相差大，坡陡流急，排水防涝等基础设施建设滞后，调蓄雨洪和应急管理能力不足。现状存在9处积水隐患点，积水主要原因：片区排水设施标准偏低、衔接不合理，村庄区域地势低洼，局部路面或雨水管渠的雨水倒灌导致排水不畅。采用英国InfoWorksICM排水模型分析软件，模拟同安地区3～50年一遇设计降雨外加50年洪水位工况，对片区现状管网排水能力和积水情况进行评估，现状管网不达标率(3年一遇以下)为45.9%(图2)，模拟结果中，内涝风险点与现状基本吻合(图3)。

图2 现状管网排水能力评估图

图3 现状内涝风险评估(50年一遇+50年一遇洪水位)

1.2.3水生态问题

片区河道基流小，环境容量低，水动力条件不足，污染物容易积累、不易扩散，河道岸线硬质化比例高，河流生态功能被严重削弱，流域水生态系统脆弱。

2 建设思路

以解决现状问题为导向，结合问题成因制定片区源头减排-过程控制-系统治理综合工程体系[2]。从低影响开发建设、控源截污、生态修复等方面制定水环境改善方案，从易涝点整治、排水管渠完善等方面制定水安全提升方案，从生态岸线建设、活水保质等方面制定水生态保护方案(图4)。

图4 双溪片区海绵城市建设技术路线

3 目标指标

片区位于厦门市海绵城市重点建设区域，应以提升水环境、水安全和水生态为主要目标，统筹推进城乡融合发展。根据《厦门市同安区海绵城市近期建设规划》，确定水系统提升各项指标(表2)。

表2 片区水系统提升指标表

4 系统方案

4.1 水环境改善方案

4.1.1海绵改造，源头减排

以雨水径流方向和汇水分区为基础划定管控单元，将片区径流控制目标进行分解。片区年径流总量控制率为70%，对应的设计降雨量为26.8mm。第一级分解，将总体目标分解至4个管控单元(图5)，核算总设计调蓄容积为13.8万m3。

图5 年径流总量控制率第一级分解结果

第二级分解，根据各管控单元现状及规划用地统计，进行可实施条件分析，将年径流总量控制率分解至各地块，作为地块类、道路类建设及改造的指标条件，随城市建设及城市更新逐步推进实施。经测算，通过源头低影响开发项目的推进面源污染年削减量可达1085t。

4.1.2完善系统，过程控制

(1)逐步推进合流制改造，解决雨天溢流污染问题。对于旧城而言，合流制改分流制建设不可能在近期覆盖整个城区，加之对居民区污水出户管的改造工作繁杂，难以在短时间内实现完全分流制的改造。只能在目前已有截流式合流制排水体制基础上，逐步完善和加强截流管的纳污功能，推进合流制改分流制，远期目标要基本实现整个片区范围的分流制。

(2)建设农村农业污水收集设施，削减污水入河量。片区内田洋村、东山村、古庄村等村庄污水设施建设滞后，污水未经收集排入河道，采取村庄截污纳管措施，将此类污水截入周边市政污水管网进行收集处理。此外，片区西溪河道两侧农业种植等污染随初期雨水入河，加重了流域的污染物负荷，所以，沿西溪两岸设置了植被缓冲带、生态沟渠及塘系统(图6)，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，削减进入溪流的农业面源污染物。

图6 片区农业面源污染削减措施分布图

(3)完善污水收集转输系统，提高片区污水处理率。片区污水主要通过双溪泵站提升至同安污水厂，为提升污水收集的可靠性，在沿东溪北岸设置1座地埋式一体化泵站，泵站出水接至现状碧溪路截污管；同时，改建现状截污系统，现状截污管道废除，改造现有截污口，在河床下重新敷设截污管道(图7)。

4.1.3末端净化，系统提升

(1)构建滨水湿地系统，增强河流自净能力。为进一步削减入河污染，对5个分流制雨水排口进行末端处理，设置雨水口净化设施。同时，为净化水系水质，在古庄村西南侧西溪北岸以及双溪公园处建设生态湿地，加强对氨氮的削减，降低初期雨水污染，增加生物多样性和提升城市滨水景观。湿地面积根据片区面源污染和溪流目标水环境容量确定，建设面积为56 hm2(图8)。

图7 片区主要污水转输工程分布图

图8 滨水湿地建设位置图

(2)加强河道清淤，消除内源污染。清淤范围为南门桥断面下游及营前桥下游交汇口至东溪和西溪交汇处，总长度4.62km，河道水面平均宽度150m，清淤深度0.3m～0.5m，清淤总量6.5万m3。

4.1.4效果分析

以上措施一方面减少了入河污染量，另一方面提升了水体自净能力。经综合评估，污染总量方面，COD年排放量降低为1174 t，氨氮年排放量降低为170.8 t；水环境容量方面，COD容量提升至2894.5 t/年，氨氮容量提升至555.8 t/年，满足地表水IV类水质要求(表3)。

表3 工程实施后污染分析表

4.2 水安全提升方案

对于已建区域，雨水管道建设标准整体偏低，重塑雨水系统的难度和代价过大，则结合易涝隐患点的积水成因，对局部雨水管道进行提标建设(表4)；同时，保留部分村庄低洼地，作为公共调蓄区，调蓄超标雨水。采用排水模型模拟50年一遇降雨外加50年一遇河道洪水位组合工况情况下方案，实施后的积水情况，论证方案合理性(图9)。

表4 主要易涝风险点治理措施

图9 片区内涝风险评估(50年一遇+50年一遇洪水位)

4.3 水生态修复方案

(1)实施生态驳岸改造，恢复河道绿色景观走廊。片区内大部分驳岸为硬质，但东溪在硬质驳岸与河流之间保留了较好的滩涂湿地，具备生态修复功能，可维持现状。所以，对西溪在古庄村以北段的硬质驳岸直接靠河，进行生态化改造(图10)，即将生态驳岸设计为4种类型：植物护坡、木栈步道、台阶护坡、石块护坡，以雨水台地为主，新建生态岸线全部分布在西溪上游。考虑到防洪需求，其余硬质驳岸暂时难以改造，对其进行垂绿植物柔化处理。

图10 片区生态驳岸布局图

(2)开展生态补水，活水提质。东溪和西溪两个河段，近期主要目标为维持河道形态，满足景观需求，改善水质；远期主要目标为实现水体自净，并逐步恢复生物栖息地。采用均衡法分析东溪、西溪逐月需水量情况，西溪近期无需补水，远期采用汀溪污水再生处理站补水，年补水水量为745万t；东溪近期可通过调节保障用水，远期采用新圩污水再生处理厂补水，年补水总量为331万t。

5 结论

本文以问题为导向，制定源头-过程-末端综合措施治理双溪片区水涉水问题，是老城区海绵城市建设的典型案例。在具体实施层面，结合厦门市海绵城市试点建设实践经验，提出以下建议：

(1)理顺机制，加快非工程体系建设

片区水系统综合提升，是已建城区海绵城市建设的一项主要任务，不仅仅属于某一职能部门的管理范围，不能将责任完全推给某一部门。为理顺治理改造工作机制，一要明确各部门职责，调动各部门共同参与建设；二要建立专门协调机构，提高部门沟通效率；三要加强考核力度，将海绵城市建设效果纳入部门考核，提高部门重视程度。只有各职能部门的协同配合和管理，才能保障提升工作的质量。

(2)远近结合，合理安排项目建设时序

提升工作涉及的项目建设量大，一般性区域无法设立专项资金进行建设，因此，项目生成要紧扣片区“十三五”专项规划，充分利用政府基建资金，制定年度建设项目库。对于政府主导的公共项目，如道路、水系、排涝、污水等，应优先安排实施；对于社会性改造或新建地块开发类项目，应完善径流控制的审批制度，确保海绵理念真正落地。

(3)重视宣传，提高社会参与的积极性

治理工作不仅需要政府部门之间分工协作，也需要社会力量的共同参与。要通过媒体宣传、开展培训和讲座、组织参观学习等方式，加强社会各界对提升生态环境工作的认识和理解，只有让市民真正进入“共谋、共建、共管、共评、共享”的角色，问需于民，回馈于民，才能不断地了解并满足人民群众的实际需要，提高群众的获得感和幸福感。

(4)加强专业培训，提高参建单位技术水平。建议通过举办专题培训的方式，召集参建单位(代建、设计、施工、监理等)进行统一培训，宣贯治理技术要点，提高技术水平和建设经验。同时，要实施项目质量终身责任制，根据项目建设效果，落实“黑名单”“红名单”制度，对列入“黑名单”的企业实施惩戒措施；将技术改造水平较高、工程项目建设质量好的企业列入“红名单”，给予适当的奖励和鼓励。