工业园区海绵城市建设技术模式分析

王琎

摘要：随着生态瓶颈凸显，传统工业园区建设模式受到很大制约，工业园区建设海绵城市的探索实践具有很强的现实意义。本文采用比较分析法，阐述了工业园区海绵城市建设的必要性和可行性，论述了工业园区海绵城市建设的技术路径。

关键词：工业园区;海绵城市;技术选择

一、海绵城市的概念和特点

海绵城市是指对水资源的二次利用，当城市面对环境变化和水灾时可以像海绵一样拥有良好的吸水、蓄水、净水能力，在缓解水灾带来危害的同时储存、处理雨水，使水资源再次利用。海绵城市最大的特点是自然性积存、渗透和净化，其技术路径包括：一是保护生态系统，对生态环境中原有的江河湖、湿地、沟渠等水源性生态环境进行最大程度的保护，开发建设时保留足够的蓄水缓冲能力;二是修复生态环境，通过生态手段对开发建设过程中破坏的生态环境进行自然修复;三是低影响开发，在城市建设开发时，在特定区域尽力降低对生态环境的影响，并对降雨加以储存和利用。

二、工业园区的特性

工业园区既有城市属性，也有其自身特性。第一，多数在郊区、山地、沟谷，地形地貌多样;第二，开发建设前部分地域保有原生态，为园区环境保护和水土保持提供了支撑点;第三，地下管线复杂，除市政管网外还有很多工业管线和配套设备;第四，基本都实现雨污分流，建有配套的污水处理厂和污水管网，污水等管网设有泵站;第五，用水主要是工业用水，需水量排水量很大，管道内径大，管网储备容量大，管网布局更加科学;第六，园内功能分区简单，大部分都是属性相近的工业企业、研发和学术机构，通常会形成一个产业聚落，只有极少数的管理服务建筑和居住区。

三、工业园区建设海绵城市的意义

（一）改善工业园区的生态环境。工业园区生态环境总体偏好，但由于建在郊区、山地、沟谷，地貌发育，地形破碎，土层较薄，地表渗漏强，环境容量小，水生态环境稳定性差，一旦被破坏，其修复难度大，环境风险高。海绵城市系统性的提出了针对水环境、水安全、水资源、水生态的一系列工程技术措施，通过加强对原有生态系统的保护，修复已破坏的生态环境以及实施低影响开发，从而达到改善水环境、保障水安全，利用水资源、修复水生态的目的。海绵城市建设对保障园区汛期安全，改善园区环境，提升生态容量具有重要作用。因此，在工业园区推进海绵城市建设是必要和可行的。

（二）降低径流污染。我国水资源不足，地表水资源污染较重，如不能及时止损，可用水资源将会逐渐枯竭，经济社会发展失去可持续性。工业园区水的污染源主要是工业废水和地表污物冲刷。工业废水现基本都有污水处理厂处理。地表冲刷污染主要由降雨径流的淋浴和冲刷产生，暴雨时径流将地表的和沉积在管网的污物，在短时间内冲刷汇入受纳水体引起水体污染。海绵城市就是通过人工湿地、生态滤池等措施过滤和降解污染物，达到净化水体、控制污染、保护城市水环境的目的。

（三）缓解水资源短缺。我国淡水资源总量为28000亿m3，占全球水资源的6%，人均水资源量不足世界平均水平的1/4。随着经济发展，人口增长，城市化率大幅提升，随着重化工业发展，我国对淡水的需求量剧增，造成地下水资源过度开采，生态安全隐患倍增，发展遭遇瓶颈。工业园区用水量大且增量也大，如何破解这个瓶颈成为发展的重要课题。海绵城市有着较好地净水、储水系统，能将地表冲刷的雨污进行汇集处理，不但解决了污染问题，还能最大程度利用雨水。山东中部地区年降雨量约800mm，一个面积10平方公里的中型工业园，年雨水地表径流就是800万m?，按照最终可利用率20%计算，每年就能为园区提供160万m?的用水，经济和环境效益可观。

四、工业园区海绵城市建设相关技术分析

工业园区作为城市化进程中的重要组成部分，以工业园区为基础研究海绵城市技术方案具有很强的现实意义。本工业园区在利用低影响技术建设成海绵型工业园区之后蓄水和排水效果都得到了很大的改善，为探索建设海绵型工业园区提供了宝贵经验和技术路线。

（一）工业园区低影响开发单元技术选择

1、地表产流计算方法

地表产流指降雨经过损失变成净雨，有3种类型地表单独进行产流计算，排水区域出流量等于3个部分出流量之和。地表产流计算方法和降雨设计计算方法用于计算出流曲线。

2、降雨设计

当前常用的暴雨模型方法有CHN祛、PG法等，排水设计根据《室外排水设计规范》（CB50014-2006）， 暴雨强度公式-般采用以下公式：q=167A（ I+CpP）（，+h ）*：A I为重现期一年的设计降雨雨量，C为雨最变动参数，P为设计降雨重现期，以为降雨历时，6.n为常数，q为一定降雨历时bz内与单位面积上的超过频率为P的平均雨深。

3、地表污染物积累公式

本文中地表污染物积累公式来源于东南大学孟军的硕士论文《海绵型工业园区关键技术与设计方案研究》。其中污染物的积累量B是时间参数的幂丽数，随着时间测增加而增加，直到达到一个极限值，即B=min（CG， Cs”）。其中，Ci为最大累积量，C2为累计率常数，C，郑时间常数，为时间变量。指数函数累积公式，当污染物累积与时间成一定的指数函数关系，累积至极限值即停止，B-C（1-e-*），C为最大累积量，C2为累积率，t为时间变量。

（二）工业园区应用低影响技术的效果分析

本工业园区应用低影响技术建设海绵厂区，在应用了成组套的低影响技术后，园区的降雨径流和径流中的污染物都有明显降低。通过对蓄水池和水敏性设施的检测得出结论，在有蓄水池和水敏性设施情况下，二者的出流曲线基本相同，流量较无水敏性设施情况减少29%;在产流时间上，有蓄水池情况下较有水敏性设施情况延后约10mnin，工业园区的降雨径流峰值以及径流中的污染物都有效降低，不但削减了降雨的径流量而且也使地下水得到及时补充。

（三）工业园区低影响开发技术

1、排放雨水。当雨峰值过大的时候，应用下凹绿地技术、绿色屋顶技术、渗透铺装技术等低影响开发技術可以有效减少降雨径流的峰值，用地面排水与地下雨水管渠相结合的方式来实现一般排放和超标雨水的排放，避免内涝等灾害。蓄起来的雨水，一部分经过污水处理厂处理后可用于绿化灌溉、日常生活和部分工业生产，一部分经过渗透补给地下水，多余的部分就经市政管网排进河流，不仅降低了雨水峰值过高时出现积水的几率，也减少了第一时间对水源的直接污染。

2、滞留雨水。在城市建筑建设过程中利用低影响开发技术可使降雨的径流量有效削减，进而使地下水资源得到补充，减少径流中的污染物。此外，还可以使开发之后的水文状态接近河流开发之前，延缓短时间内形成的雨水径流量，或用水泵直接提升到高地储水池中，在净化水源的过程中设置截污处理对下渗雨水进行第二次的净化，进入模块蓄水池之后配合生物技术再次净化后循环利用到冷却水补水、绿化灌溉、混凝土搅拌等方面。

3、合理应用雨水。低影响开发技术可以明显削减径流的污染物，去除率可以达到甚至超过40%，，有效提高水资源二次利用率。例如将停车场上面的雨水收集净化后用于洗车或者收集雨水用于灌溉、洗车等，通过“蓄”把水留在原地，再通过净化把水“用”在原地。

五、结语：

海绵城市规划建设理念和相关技术在工业园区建设实践中具有确定的可行性，建设海绵型工业园区的经济、社会和环境生态效益显著，它顺应了“低碳—生态”的建设理念，对生态文明建设水平的提高具有重要现实作用。

参考文献：

[1]耿潇， 赵杨， 车伍. 对海绵城市建设PPP模式的思考[J]. 城市发展研究， 2017， 24（1）：125-129

[2]王二松， 李俊奇， 王文亮. 海绵城市建设技术设施及产品选择要点简析[J]. 建设科技， 2016（1）：37-38.

[3]魏保平， 柏云. PPP模式驱动海绵城市建设——以镇江市海绵城市项目为例[J]. 中国投资， 2016（6）：72-74.