简述海绵城市在半干旱城市生态中的应用

张琪

（中国城市建设研究院有限公司，北京100000）

1 海绵理念

传统城市建设，无法做到小雨不湿鞋，大雨不内涝，过度依赖城市市政管网及城市坡向进行雨期排水，雨水资源过度浪费，汇流依靠管渠与泵站进行污水末端处理，在海绵城市专项实施效果下，加强雨水铺装建设，改善城市道路与小区海绵化改造的预处理设施，增加沉沙池、溢流井、植草浅沟、雨水花园的海绵设施，提升城市综合景观效果。

以解决“水”问题为抓手，以“治山、理水、润城”为着力点，以“安全、生态、宜居”为落脚点与根本出发点，并顺应西宁半干旱城市发展方向的改变，成为半干旱地区绿色发展生态样板城市的助推剂。城市发展方向、城市迫切需求与海绵城市建设紧密相连，避免“为了海绵而海绵”，为海绵城市建设注入新的活力，促进海绵城市持续健康蓬勃发展。

2 整体方案

2.1 海绵城市设计

在西宁市海绵城市推广实施下，形成了湟水河汇水分区、解放渠汇水分区、火烧沟箱涵汇水分区、海西路箱涵汇水分区，利用高海拔地理优势，沿由西向东形成西宁市体育活动中心、西宁市市委党校、西宁市供热家属院等一系列水生态廊道系统；在街区范围内，继续种植高原抗寒植物：鸢尾、金叶榆球、紫叶丁香、八宝景天等较高观赏类品种，将块状绿地紧密联合，通过检测系统可检测径流总量控制率、对应降雨量、调蓄容积、SS 去除率等一系统海绵工程检测指标。逐步形成了以城市小区和街道为主体，城市花园、林地为节点，生态河道为辅线的缓慢减排的雨水生态系统。

2.2 水资源隔离方案

西宁市海绵城市作为第二批海绵城市建设试点区，重点强调海绵城市在半干旱、雨水较少区域的应用，为此西宁市政府特成立西宁市海绵城市专家领导小组，对于海绵城市建设指标具有指导意义，在EPC 项目实施阶段均有建设监管义务。海绵城市建设必须具有早预测、早规划、早规避的风险方针政策，加强城市建设管理，制定阶段性进度计划安排。

2.3 基于多目标优化的总体方案

基于水生态、水环境、水安全和水资源的建设目标，通过对“润城”、“理水”海绵建设工程方案进行优化，制定出适应西宁海绵城市建设发展的优良措施。

3 施工质量保障

综合考虑EPC 项目特点，前期规划首先施工，在施工完成或合格条件下，设计辅助现场施工，由项目经理为组长，项目技术负责人为副组长。在高质量管理小组的组织和安排下，项目安全员与施工班组全面核查现场质量管理内容，建立并完善施工日志，全面把控施工质量的过程控制。在EPC 项目主管单位指导实施中，加强对工程项目实施单位的监管力度，制定切实可行的实施工程计划，加强施工人员的安全素质教育，提倡分包队伍建立相应规章制度，把控项目工程节点质量满足总工程工期要求，确保工程安全与质量同把控。

质量保障措施：

施工前由设计单位做好工程设计交底，针对图纸和现场条件仔细研究施工工艺及工艺特点，提请项目分包单位逐级进行书面技术交底。依据施工前建立的进度计划横道图，由项目专职安全员和班组长项目经理负责定期查验项目现场重点危险源及风险清单发生的可能性，根据年需求制定综合应急预案与现场处置方案，发现质量安全风险源立即处理，调整施工单位班组人员，建立一个封闭严禁的质量安全预警体系。项目的质量控制应对项目所有输入的信息、要求和资源的有效性进行控制。项目安全经理应负责检查分包安全实施节点的具体实施细节及过程控制情况，提前制定隐患可能性分析及处理措施，制定分级管理工作制度，分包管理单位定期汇报措施。（1）项目部人员应收集和反馈项目的各种质量信息；（2）项目部应定期对收集的质量信息进行数据分析，找出影响工程质量的原因，采取纠正措施，定期评价其有效性，制定反馈于工程总承包单位；（3）工程总承包单位应依据合同约定，履约保修期或缺陷责任期内发生的质量问题提供保修服务。

4 海绵城市系统设计

根据场地用地性质，确保其核心功能得到落实。应结合景观设计，以绿色雨水基础设施为主，灰色雨水基础设施为辅。低影响开发雨水设施应设置溢流设施，其设计标准应与雨水管渠系统的设计重现期标准一致。

4.1 设计流程

应明确项目与周边区域的关系。包括竖向关系、项目周边市政排水管网、水系及绿地空间分布情况；明确项目是否有客水接入或进入，客水接入点及进入区域的位置、水量及水质情况；明确项目雨水溢流出路、溢流水位标高的情况。

4.2 场地汇水分区划分

对接上位规划，明确年径流总量控制率及设计降雨量等设计要求。（1）应结合场地竖向、雨水管线布置位置及景观设计要求划定汇水分区；（2）汇水分区宜为独立汇水单元。当汇水分区较大、无法清楚表述地表排水情况与布置设施的关系时，应在汇水分区内设置计算单元；（3）当汇水分区无法解决自身雨水控制指标时，可协同周边汇水分区解决。

4.3 场地内水量计算

（1）水量计算包括目标调蓄容积计算和设计调蓄容积计算两部分内容；（2）宜按照建筑屋面面积、道路面积、铺装面积、绿地面积、水面面积的分类统计场地内的下垫面情况，采用容积法计算目标调蓄容积。（3）容积法公式表述如下：V=10HψF

式中，V——目标调蓄容积，m3；H——设计降雨量，mm；ψ——综合雨量径流系数（按照下垫面加权平均计算）；F——汇水面积，hm2。（4）当项目承接外来客水时，总目标调蓄容积还应加上此部分的水量。

式中，V总——总目标调蓄容积，m3；V——场地内目标调蓄容积，m3；V客——客水调蓄容积，m3。应结合平面布置与竖向设计情况，统计设计调蓄容积。当汇水分区内的设计调蓄容积大于等于目标调蓄容积时，即为设计合理。

4.4 海绵设施应用

海绵城市建设指标系统与人民生活息息相关，建立科技与环境共同发展的实施措施，海绵城市理念应用于建筑与小区绿地、城市道路雨水、城市广场、下沉绿地。

其中，建筑屋面雨水排水方式，确定屋面雨水断接方式。（1）采用建筑外排水方式排放屋面雨水，宜将雨落管断接，采用高位花池将屋面雨水引入周边绿地中的分散式低影响开发设施中，如下沉式绿地、雨水花园，或设置雨水罐收集并回用雨水。当建筑屋面满足承重荷载要求时，可设置屋顶绿化。（2）对于建筑内排屋面雨水设施，宜设置蓄水池构建雨水收集回用系统，并将多余雨水汇流入小区雨水花园、植草浅沟，用于内蓄与分散处理综合收集方式。雨水设施布局应避让消防车道和消防登高面、地下管线管位及其附属设施、文物及古树名木保护范围等。改建项目还应保护现有植被生存条件，减小对小区生态环境的负面影响。在小区内绿地空间不足的条件下，可采用导流渠、缝隙式排水沟、盖板沟等灰色设施收集场地内的雨水径流。植物种植应考虑冬夏季节变化的差异，保证对地表的覆被。

5 海绵工程指标及改进措施

5.1 年径流总量、年径流总量控制率与设计降雨量的控制

对于西宁市海绵城市建设试点区同样通过水文、水力计算与模型模拟等方法对年径流总量控制率目标进行逐层分解；根据城市控制性详细规划阶段提出的各排水分区绿地率、建筑密度等规划控制指标，初步提出各排水分区的低影响开发控制指标，具体步骤分析如下：（1）确定年径流总量控制率目标；（2）确定排水分区内的雨水量开发控制指标；（3）计算排水分区内低影响开发设施的总调蓄容积；（4）确定排水分区内的设计降雨量；（5）计算排水分区内的年径流总量控制；（6）加权汇总实际年径流总量控制。

5.2 加强审核SS污染控制目标要求

通过以上路径测定的海绵设施污染物削减率，控制年径流总量控制率、设计降雨量、调蓄容积、SS 控制率，达到径流污染SS 削减效果的核算，优化调整方案设计。

5.3 EPC项目改进的措施

EPC 项目部对设计、采购、施工和试运行之间的对接关系进行重点监控，在项目目标通过低影响开发的方式实现雨水径流的滞蓄和径流污染的控制。（1）增加下凹绿地，路缘石开口处理使雨水自然流入绿地中。（2）增加植草沟，增加截水沟,路缘石开口处理使雨水自然流入绿地中增加截水沟，将道路雨水截留，排入绿地。（3）现状植物长势良好处，选择动土方面积最小的低影响设施，植被裸露及植物长势不佳处结合海绵建设对其进行补栽补植，对植物景观进行整体提升。