关于海绵城市与排水管网设计、内涝治理关系的探究与反思

文凤

（广东省建科建筑设计院有限公司，广东广州 510000）

0 前言

作为一名给排水设计人员、市政行业从业人员，首先要厘清海绵城市、市政排水管网、内涝治理三者关系，应深入了解海绵城市的本质，跳出误区，从而更好地进行排水管网设计、内涝防护设计。

1 海绵城市理解

根据《海绵城市建设技术指南（2014）》，海绵城市建设是以规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设作为基本原则，加大城市径流雨水源头减排的刚性约束，优先利用自然排水系统，建设生态排水设施，充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境，为建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市提供重要保障。

海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。三个系统并不是孤立的，也没有严格的界限，三者相互补充、相互依存，是海绵城市建设的重要基础元素。符合赵敏华总工理念，海绵城市是蓝灰绿措施组合，大中小海绵统筹。蓝色大海绵即河湖湿地主要调控水量，绿色海绵（LID）主要改善水质，灰色海绵（管网-泵站-调蓄池）把“蓝-绿海绵”衔接起来，同时起到补缺作用。

《海绵城市建设技术指南（2014）》中主要是对低影响开发雨水系统（LID）进行延展并进行具体设计指导。多数设计人员往往误以为海绵城市仅是低影响开发，其只是主要方面之一。

首先，应明确海绵建设是理念不是项目，设计中应是“+海绵”，不是“海绵+”，不应是为了海绵而海绵。应基于生态建设，从全局出发、统筹考虑，从全流域规划到水系统规划到海绵城市，再落到河湖水系。河湖水系是安全、资源、环境、景观、生态、文化的共同载体。

2 城市内涝理解

近年来，每当汛期我国城市内涝频发，常出现“城市看海”，甚至人员遇难的情况。2021 年3 月，澳大利亚洪涝；2021 年7 月，印尼首都雅加达、欧洲西部洪涝，国内郑州大暴雨内涝、江苏、湖北、北京均产生大暴雨，造成严重的财产损失甚至人员伤亡。城市内涝呈现发生范围广、积水深度大、滞水时间长的特点，暴雨内涝灾害对社会管理、城市运行和人民群众生产生活造成巨大影响。

内涝成因是多方面的，一方面全球极端高强度暴雨频发，由于全球变暖、城市热岛现象促使暴雨频发；另一方面硬化路面增多，产流增加，径流时间缩短，径流峰值增大；再者城市发展挤占湖沼河滩自然湿地，失去雨水蓄集储存的空间，水环境退化，阻塞雨水循环的自然通道；还有我国城市雨水排除系统的设计标准较低，城市基础设施长期投入不足，历史欠账多，城市人工雨水渗透、调节、储水工程设施空白城市雨水排除和调蓄的工程体系薄弱；管理和维护缺失，管道内淤泥较厚，失去排水功能；最后一方面缺乏完善的城市内涝防灾体系，缺乏预警机制，居民缺乏自救、互救机制，对水浸高危区居民进行防灾、避灾、自救和互救意识。

结合张杰院士和张辰院士等对内涝分析观点，在水循环系统，降水是重要环节，是地下、地表径流的唯一源泉，也是人类水资源唯一来源。暴雨占降水中的大部分，尤其北方，暴雨与雨洪是水资源的重要组成部分，人们要与暴雨、雨洪并存，并使之为人们服务是排水设计人员的重要工作。

3 市政排水管网的理解

排水管网是以快速收集、输送、排除雨水为目的，保证城镇不受降雨积水的影响。我国目前城市排水管网覆盖率、设施排涝能力偏低等问题。按照2016 年最新修订的《室外排水设计规范》的要求，城市一般地区排水设施的设计暴雨重现期为2~3 年，重要地区3~5 年或5~10 年。但在实施过程中，大部分城市普遍采取标准规范的下限，后期养护资金投入较少，难以按标准规定进行定期养护，排水管网的排水能力逐渐减弱。结合设计过程中实际接触的项目，列如广东省肇庆市项目，对现状排水管网摸查，整个城区的前期竖向规划不够合理，整个地势呈现两边高中间低的形式，地区水系主要在区域外围，排水过于集中，且存在逆坡，埋深较大，排水压力大，中部易形成内涝；对于佛山顺德的排水改造项目，结合物探资料及现场调研，排水主干渠部分管道逆坡，在管道中形成凹点，极大地减弱排水管道的排水能力；由于现状推进的黑臭水体治理工程，部分渠道修建溢流堰，减小渠道的过流断面，削弱渠道排洪能力，同时抬高水位，导致接入渠道的排水不能及时排出，在大暴雨的情况下造成街区滞水，严重时水深达0.5m 高，这存在极大的安全隐患。

在市政排水设计中，应结合地区的发展合理的选用重新期来计算管径，在黑臭治理中，因充分论证修建渠道溢流堰、排水箱涵溢流井对原渠道箱涵过水能力的影响，避免新建工程造成区域排水不畅甚至导致内涝；在规划设计或后期设计中，要从排水角度分析整个地区竖向规划是否合理，如若不合理，及时反馈，并提出建设性意见多方协同调整。施工质量是保证设计有效落地的重要环节，设计应提醒业主单位并督促施工单位在施工过程中保质保量完成管道敷设，不得出现反坡。管道有效运行也离不开后期的维护，作为设计可在设计说明及设计交底过程中，提醒业主针对后期的维护。我们应在设计中结合个人以及同行的设计经验，不断总结反思，在进行设计时全面考虑，多角度思考，做出切实可行且符合当代思想的设计。

4 三者之间关联

海绵城市建设应统筹低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统及超标雨水径流排放系统。三个系统并不是孤立的，也没有严格的界限，三者相互补充、相互依存，是海绵城市建设的重要基础元素。海绵工程是一种理念，对于低影响开发雨水系统（LID），属于源头小海绵系统/绿色海绵，市政排水管网系统属于中海绵系统/灰色海绵系统，河湖湿地建设属于大海绵系统/蓝色海绵，绿色海绵主要改善水质，蓝色海绵系统主要调控水量，灰色海绵把“蓝-绿海绵”衔接起来，同时起到补缺作用。小海绵可以通过对雨水的渗透、储存、调节、转输与截污净化等功能，可有效控制径流污染，中小雨的径流总量、径流峰值；灰色海绵及排水管网系统，与低影响开发雨水系统共同组织径流雨水的收集、转输与排放。超标雨水径流排放系统，用来应对超过雨水管渠系统设计标准的雨水径流，一般通过综合选择自然水体、多功能调蓄水体、行泄通道、调蓄池、采用深层隧道等自然途径或人工设施构建或新技术。

海绵城市建设根据“源头减排、过程控制、系统治理”理念系统谋划，因地制宜，灰色设施和绿色设施相结合，采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等方法综合治理方法，海绵城市的统筹建设有利于将城市建成人与自然和谐共生的生命共同体，有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境，达到真正的生态宜居。

海绵理念，是站在人与自然和谐统一共存，实现城镇化和环境资源协调发展；不仅是指某一方面，而是多方面统筹规划的。在对于设计人员，常存在一个误区，即我们常把源头低影响开发设计的认为是海绵主体甚至是海绵设计全部，常认为修建了低影响开发系统建设即是完成了海绵城市建设，则可以有效地缓解内涝，甚至减小管网系统设计。对于海绵系统设计人员仍需深入研究学习，并要走出这个盲区。

5 设计反思

海绵是一个理念，它是生态文明建设的一种延伸，是可持续发展的一种趋势，作为排水设计中的一员，需要了解其本质，站在一个宏观的角度思考海绵城市建设的本质，并将其应用到设计之中。不能单纯把低影响开发雨水系统（LID）作为海绵建设的主体或是全部，它只是海绵建设的措施或者手段之一，而是要接纳、理解海绵这个理念，其本质是尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明建设。

海绵城市建设包含管网设计、内涝设计、低影响开发设计。面对近年来全球变暖、极端天气增多、暴雨内涝频发，作为给排水设计人员应在设计中应用海绵思想，人类要与雨洪共存，雨洪水是重要的水资源，在保证排水安全的前提下，充分保护水系，减少渠道底的硬化，保证生态多样性及与地下水联系；保证水循环，加强水体活力，保证水体自净能力；尽量利用自然资源：绿植、水系，同时加强雨水建设标准，加设人工调蓄措施，加强管理，并对初期雨水进行处理。

内涝治理应该是全民性的，增强民众的节水、循环用水意识以及防灾自救意识。针对可能行成内涝灾害的地方，设计中提出警示建议，警示相关职能部门加强后期巡检维护，同时建议政府部门加强防灾自救意识教育，提高民众的认知。当然我们个人也可在不断深入了解学习海绵理念后，与同事交流，向朋友家人普及相关概念，为海绵建设进一步发展打下基础。

总之，作为新时代排水工作的工程技术人员，在全球热岛效应明显、暴雨内涝频发的情况下，我们要不断深入学习海绵城市建设，并将其本质理念传达给业主及身边的朋友，并在设计中应用，朝着海绵建设生态宜居的目标而奋进，同时也能在与极端天气寻求和平统一过程中为社会做出一点贡献。