雨水利用与海绵城市建设浅析

薄 齐

新沂市水利局  江苏新沂  221400

摘要：在匮乏的水资源条件下，如能下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，将会极大增强城市利用雨水的“弹性”，对于预防城市内涝和节约水资源，提高水资源利用效率，都有极大意义。本文在参考了外国雨水利用的基础上，通过分析我们的自身条件，提出了一些适合我们的方法。

关键词：缺水、存储、利用

1 水资源背景

1.1我国水资源背景

（1）水资源匮乏。我国淡水资源总量为28000亿立方米，名列世界第四位。但人均水资源占用量仅为2300立方米，不及世界平均水平的四分之一，位列世界第100位，是人均水资源占用量较为贫乏的国家。

（2）水资源南北分布不均。我国长江中下游及以南地区占人口的51%，水资源总量占全国的81%，北方人口占46%，水资源量仅占19%。

（3）污染严重。2011年全国废水排放量为652.1亿吨，其中化学需氧量排放2499.9万吨，氨氮排放量为260.4万吨。多数城市地下水受到污染，而且有逐年加重的趋势。

1.2我市水资源背景

在国家治水新思路的指导下，我市不断优化水资源开发、利用和保护战略，积极推进节水型社会建设，大力推进水资源管理体系，经过长期不懈努力，水利建设取得了很大的成绩。但由于我市特定的地理位置，水资源年际年内分布不均、水旱灾害等威胁。同时，社会经济的快速发展对全市的水资源配置、水环境保护以及水管理等方面提出了更高要求。我市处于经济社会快速发展时期，随着经济总量增加，人口增长，对水资源的需求量和配置的合理性提出了更高的要求。

（1）资源型缺水。我市多年平均降水量为868.5 mm，年最大降水量1404 mm，年最小降水量554 mm，空间分布自南向北递减。降水量年际变化较大，如遇降水量偏少年份，本地水资源严重不足，形成资源型缺水。

（2）工程型缺水。遇干旱年型或降水空间分布不均，区域拦蓄水、提水、输水工程能力不足，致使行洪期弃水量较大，水资源利用率偏低，形成工程型缺水，尤其是马陵山、高阿、棋新等高亢地区的四个灌区，对水利工程的依赖更大，缺水更为明显。

（3）水质型缺水。根据近年水质监测结果，我境内部分水体污染形势依然严峻，水污染问题仍较突出。如老沭河塔山闸以下段、臧圩河、新墨河水质为劣Ⅴ类，失去水域功能，造成水质型缺水。

（4）管理型缺水。因管理、宣传不到位，经费投入途径不畅，部分提水工程年久失修、引调水工程及农田水利工程损毁严重，导致水源调度能力降低；取水许可管理不规范，用水定额管理松散，计划用水管理和考核不到位，用水过程监控管理弱化，水资源配置、水环境保护等领域的协调管理机制还不完善，随意取水，粗放用水等造成管理型缺水。

2 海绵城市的概念

    海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。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]。

2.1规划背景

    2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南――低影响开发雨水系统构建(试行)》以及仇保兴发表的《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即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。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。

    国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，到2020年将80%的降雨就地消纳和利用。

2.2遵循原则

海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。

2.3设计理念

     建设海绵城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。

2.4配套设施

建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。

3 国外建设海绵城市的方法和经验

3.1德国：高效集水 平衡生态

得益于发达的地下管网系统、先进的雨水综合利用技术和规划合理的城市绿地建设，德国“海绵城市”建设颇有成效。

 德国城市地下管网的发达程度与排污能力处于世界领先地位。德国城市都拥有现代化的排水设施，不仅能够高效排水排污，还能起到平衡城市生态系统的功能。以德国首都柏林为例，其地下水道长度总计约9646公里，其中一些有近140年历史。分布在柏林市中心的管道多为混合管道系统，可以同时处理污水和雨水。其好处在于可以节省地下空间，不妨碍市内地铁及其他地下管线的运行。而在郊区，主要采用分离管道系统，即污水和雨水分别在不同管道中进行处理。这样做的好处是可以提高水处理的针对性，提高效率。

3.2瑞士：雨水工程 民众参与

20世纪末开始，瑞士在全国大力推行“雨水工程”。这是一个花费小、成效高、实用性强的雨水利用计划。通常来说，城市中的建筑物都建有从房顶连接地下的雨水管道，雨水经过管道直通地下水道，然后排入江河湖泊。瑞士则以一家一户为单位，在原有的房屋上动了一点儿“小手术”：在墙上打个小洞，用水管将雨水引入室内的储水池，然后再用小水泵将收集到的雨水送往房屋各处。瑞士以“花园之国”著称，风沙不多，冒烟的工业几乎没有，因此雨水比较干净。各家在使用时，靠小水泵将沉淀过滤后的雨水打上来，用以冲洗厕所、擦洗地板、浇花，甚至还可用来洗涤衣物、清洗蔬菜水果等。

3.3新加坡：疏导有方标准严格

 新加坡作为一个雨量充沛的热带岛国，其最高年降雨量在近30年间呈持续上升趋势，却鲜有城市内涝的情况发生。记者初到狮城时正逢雨季，每天都有数场“说来就来”的瓢泼大雨，但城市内均未出现明显的积水和内涝。这一切要归功于设计科学、分布合理的雨水收集和城市排水系统。首先，预先规划城市排水系统。其次，加强雨水疏导，建立大型蓄水池。第三，建立严格的地面建筑排水标准。

3.4美国：强化设计 加快改建

 美国大多数城市秉承传统的水利设施设计理念：在郊外储存雨水，利用水渠送到市区，污水通过地下沟渠排走。这种理念按照西方的说法始于古罗马时代，现在仍然大行其道。即使在非常缺水的加利福尼亚州，也是因循这一并不适合当地生态的城市水利与用水模式。

多年以来，洛杉矶的雨水一直是流入河道，后流向大海。在上个世纪40年代，洛杉矶河被改造成一个水泥砌就的沟槽，在雨季承担泄洪任务。它实际上已经徒有其名，不能算作一条河流，就像一个长达51英里的浴缸，横卧在城市与大海之间。在没有被改造成泄洪水道之前，它经常泛滥，淹没沿岸城镇。在这条河流砌上水泥之后，洪水的威胁没有了，沿岸也被城市所占领。如今，情况发生很大变化，人们不再担心雨水泛滥成灾，而是纠结于雨水总是白白地流走。

4 海绵城市建设技术方法

海绵城市建设的技术方法具有多种，且每种往往具有补充地下水、集蓄利用、削减峰值流量及净化雨水等多个功能，可实现径流总量、径流峰值和径流污染等多个控制目标。因此实际建设过程中，应根据城市总规、专项规划及详规明确的控制目标，结合汇水区特征和设施的主要功能、经济性、适用性、景观效果等因素灵活选用各种技术及其组合系统。

4.1建设透水铺装及生态树池。道路、广场及停车场透水铺装系统的雨水通过有组织的汇流与传输后引入城市低影响开发设施。透水铺装可补充地下水并具有一定的峰值流量削减和雨水净化作用。

4.2建设生物滞留设施。生物滞留设施适用于建筑与小区内建筑、道路及停车场的周边绿地，以及城市道路绿化带等城市绿地内。其具有一定的调蓄容积，可用于调蓄和净化径流雨水。

4.3建设雨水湿地、湿塘。雨水湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种高效的径流污染控制设施，雨水湿地分为雨水表流湿地和雨水潜流湿地，一般设计成防渗型以便维持雨水湿地植物所需要的水量。雨水湿地常与湿塘合建并设计一定的调蓄容积。

4.4建设蓄水池和雨水罐。蓄水池具有雨水储存功能，同时也具有削减峰值流量的作用，用地紧张的城市大多采用地下封闭式蓄水池。雨水罐（雨水桶），为地上或地下封闭式的简易雨水集蓄利用设施，可用塑料、玻璃钢或金属等材料制成，适用于单体建筑屋面雨水的收集利用。

4.5改变城市道路建设理念和方法。

（1）城市道路低影响开发设施进水口（如路缘石豁口）处应局部下凹以提高设施进水条件，进水口的开口宽度、设置间距应根据道路竖向坡度调整；进水口处应设置防冲刷设施。

（2）城市道路低影响开发设施应建设有效的溢流排放设施并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。

（3）城市道路低影响开发设施应采取相应的防渗措施，防止径流雨水下渗对道路路面及路基造成损坏，并满足《城市道路路基设计规范》（CJJ194）中相关要求。

（4）当道路纵向坡度影响低影响开发设施有效调蓄容积时，应建设有效的挡水设施。

（5）城市径流雨水行泄通道及易发生内涝的道路、下沉式立交桥区等区域的低影响开发雨水调蓄设施，应配建警示标志及必要的预警系统，避免对公共安全造成危害。

 （6）城市道路低影响开发设施的竣工验收应由建设单位组织市政、园林绿化等部门验收，确保满足《城镇道路工程施工与质量验收规范》（CJJ1）相关要求，并对设施规模、竖向、进水口、溢流排水口、绿化种植等关键环节进行重点验收，验收合格后方能交付使用。

参考文献

[1]车生泉，谢长坤，陈丹.海绵城市理论与技术发展沿革及构建途径[J].Sponge City, 2015(06).

作者简介： 薄齐，1985年2月生，2009年7月毕业于南京理工大学，工学学士学位，助理工程师。现工作于新沂市水利局水资源科。通知地址：新沂市市府东路59号水利局311室，邮政编码：221400，联系电话：18652198178，电子邮箱：75976718@qq.com。