城市雨洪调蓄减排综合利用模式探索——中新生态城水系统构建方案

魏新庆 ，王秀朵 ，郭淑琴 ，王立彤 ，房 宏

（1.天津市市政工程设计研究院，天津市 300051；2.天津市市政公路管理局，天津市 300050）

0 前言

中新天津生态城围绕“生态环境健康、社会和谐进步、经济蓬勃高效、区域协调融合”4个方面确定了22项控制性指标和4项引导性指标，致力于建设成为“资源节约、环境友好、经济蓬勃、社会和谐”的新型城市。其中大部分理念的达成均与水有关，可见“水”在新兴城市的建设中占有很重要的地位。

生态城的“生态水系统”工程立足于改善区域严重缺水状况，建成一套生态、环保、符合可持续发展要求的生态利用系统。以节水为核心，以调蓄为手段，以湿地的滞留处理、绿地的入渗为辅助，开展雨、污水综合利用，建立水的生态循环利用系统，进而实现水资源的优化配置和循环利用，构建安全、高效、水与水和谐、水与环境和谐、水与人和谐的健康的生态水系统。

生态水系统构建中充分体现生态、绿色、环保、节约理念，既要满足生态城的建城理念，又要通过生态水系统的建设与构建促使中新天津生态城指标体系的达成。在市政工程中要同时关注工程的景观性、功能性、经济性、适用性，进而实现中新天津生态城“能实行、能复制、能推广”的目标。

中新天津生态城起步区属于生态城的一部分，其中南侧的京港高速，西侧的汉北路，东侧的中央大道，北侧的起步区小河，与生态城其他部分有着千丝万缕的联系。起步区的基础设施市政工程是一个系统工程，与整个生态城是一个有机的整体。起步区在中新生态城中具有重要的地位和作用，对构建生态城的指标体系意义深远。因此，起步区基础设施市政工程总体设计不仅要解决起步区本身的市政配套功能，更要体现生态城建城的理念，并坚持用系统的、全局的眼光分析解决问题，做到统筹兼顾，合理安排，以求寻找综合最优的总体设计方案。

1 总体设计思路

结合天津中新生态城自身的特点，提出以下设计思路。

（1）以生态城指标体系为导引，用系统眼光分析解决问题，体现工程系统性。

在针对起步区排水系统的构建时，首先要以整个生态城为背景来考虑，以生态城总体规划为指导，以生态城的建城理念为导引，从城市设计的角度出发，系统分析城市内的地表水系、地下水的分布情况，供水系统组成，对污水回用、降雨、植被分布、蒸发、蒸腾等数据综合统计分析[1]，进行供水量和需水量平衡计算，进而确定整个城市雨水的排放模式，最终指导起步区的排水系统的设计。同时，要摒弃单纯解决排水问题的出发点，妥善处理排水与其他系统的各种矛盾。

（2）循环利用，合理衔接，体现资源节约性。

起步区的市政排水工程设计应充分考虑远期实施项目的可行性，做好近远期工程的合理衔接，最大限度地减少因考虑不周带来的重复建设和巨大浪费，节约宝贵的资源。在充分吸收国内的先进经验的基础上，选择适合生态城指标体系的排水模型，使水系统设计既有一定的超前性和现代化水平，又符合生态城实际，具有可操作性。

（3）生态自然，保护环境，体现环境友好性。

突出生态优先的理念，坚持生态保护，实现区域水生态的重建和修复，恢复自然水系、湿地和植被。将城市景观水系统、雨水系统、污水系统、再生水系统结合起来综合考虑，形成具有推广性的滨海城市生态水系统，形成独具特色的综合生态水系景观。

（4）遵循综合成本理念，谋求潜在综合社会效益最大化，达到“能实行、能复制、能实施”。

雨水是城市的宝贵的淡水资源，应加以利用。为实现雨水资源化，节约用水，减轻城市排涝，扩大雨水利用，应建立以雨水入渗、收集回用、调蓄排放[2]相结合的收集利用系统。雨水收集利用系统的规模应尽量满足建设用地外排雨水设计流量不大于开发建设前的水平。同时雨水入渗、收集回用、调蓄等措施要切实可行，体现景观性、功能型和经济性，同时树立安全至上的理念，采取主动安全措施，加强设计的前瞻性，确保城市排涝安全。

（5）分散布置，集中管理，体现城市管理、调度的数字化。

以调峰、蓄滞、收集利用为主，以外排为辅的城市排水理念，建立城市防洪排涝管理系统，改变城市排涝与城市防洪各自为政的传统局面，实现雨水的综合利用。

要设置雨水数据采集、监控、传输系统，监测雨水泵站的水位及各水泵、格栅、闸门运行状况等信息，对雨水泵站进行数字化控制，随时监测、调整雨水泵站的状态以及运行情况，并与防洪统一协调、调度。通过“生态城水系统管理调度中心”的信号指令实现市政工程管理调度的智能化、数字化。

2 具体工程措施

针对生态城区域严重缺水状况，要建成一套生态、环保、符合可持续发展要求的生态利用系统，开展雨水综合利用示范。如何实现水资源的优化配置和循环利用，构建安全、高效、人水和谐的健康水系统就成了本次设计一个关键技术问题。

设计中突破了传统城市雨水快速排放的理念，建立以调峰、蓄滞为主，以外排为辅的城市排水理念,建立新型雨水收集、存储、净化综合利用系统。在整个城市范围内进行合理的布设蓄滞、储存设施，进行安全的调峰、蓄滞，进而对雨水进行综合利用。图1为生态城雨水综合利用的初步模型。

2.1 管网方案

雨水通过收水设施进入收集系统，系统的终点设立雨水泵站。雨水的最终出路排入蓟运河故道（城市内生态景观生态河道），通过调控蓟运河故道的水位满足雨水排放要求。

2.2 初期雨水处理

初期雨水通过控制雨水泵的排放时间来调节初期雨水的弃流阀及排水阀，有效控制初期雨水排放。

初期雨水的排放采取两种方式：一种在泵站出水口处设置人工湿地，初期雨水经过人工湿地进行储存和初步净化后排入生态城水系；二是设置初期雨水专用管道，就近接入污水系统，初期雨水经污水处理厂处理后排入生态城水系。

后期雨水水质较为稳定，通过专用管道直接排入水系，以避免集中的大流量雨水排放时对人工湿地的冲击，可通过生态城水系的自净能力以及水质进行净化。

2.3 雨水综合利用

主要考虑通过细胞社区内屋面雨水集蓄利用系统、雨水渗透系统、雨水的综合存蓄系统进行综合调蓄利用，进而达到以调峰、蓄滞、收集利用为主，以外排为辅的城市排水理念。

屋面雨水的利用以生态细胞或单体建筑物为单位，采取就地收集、就地处理、就地利用的原则。屋面雨水经过收集系统初期弃流、沉淀、过滤后进入储水罐，然后回用于小区的市政杂用。初期弃流进入市政雨水收集系统，同时推广绿色屋顶的应用。

雨水入渗可采用各种雨水渗透设施[4]，让雨水回灌地下，补充涵养地下水资源，是一种间接的雨水利用技术，还可缓解地面沉降、减少水涝和海水倒灌等多种效益。绿地入渗可与景观相结合，配以洼地、渗井和渗沟、生态边沟、植被浅沟[3]等人工入渗设施；慢行系统可采取透水路面，通过入渗可减排、降低雨水洪峰流量，还可补充地下水。

雨水的综合存蓄系统可利用公共广场（公共广场下设置雨水调蓄池）、绿地（下凹式绿地）、学校的操场（下沉式操场）等结合周围的条件采用适当的下凹式，以利于滞留、调蓄，使市政雨水汇流的洪峰交错，降低终点泵站的过流量，同时也达到了储存雨水的目的。也可以在这些区域适当选择做地下储水池，通过简单的处理即可就近回用为城市绿化用水。

最终，雨水进入生态城水系作为区域水系的补充水源。

3 结语

任何一个新建城市，几乎都会造成不透水地面的增加，进而造成雨水的流失。从维护自然水文循环环境的角度出发，所有城市都有必要对因不透水地面增加而产生的流失雨水进行拦蓄。从缓解水资源紧张状况的角度出发，所有缺水城市都有必要直接或间接地对雨水加以利用。中新天津生态城尤为如此，雨水工程的设计建设首先要构建一个系统的雨水综合利用模型。

本次工程旨在建成一套完整、合理、符合可持续发展要求的雨水收集和生态利用系统，改善中新天津生态城周围的水环境及生态环境状况，有效缓解中新天津生态城用水量增长与水资源短缺的矛盾。雨水使用原则为“优质雨水净化后直接利用，劣质雨水初步净化后间接利用”。

最后需要强调的是，雨水工程设计首要解决防止涝灾发生，同时要突破传统的排水观念[5]。尤其在缺水城市，要通过调蓄滞留控制城市地表径流，进而控制污染；贯彻节约、资源循环利用原则，充分考虑雨水资源的综合利用。

[1]左建兵,刘昌明,郑红星，等.北京市城区雨水利用及对策[J].资源科学，2008，30（7）：990-998.

[2]车伍,张燕,李俊奇，等.城市雨洪多功调蓄技术[J].给水排水，2005，31（9）：25-29.

[3]张炜,车伍,李俊奇，等.植被浅沟在城市雨水利用系统中的应用[J].给水排水，2003，32（8）：33-37.

[4]李俊奇,汪慧贞,车武.城市小区雨水渗透方案设计[J].水资源保护，2004，（3）：13-14，42.

[5]车伍,申丽勤,李俊奇.城市道路设计中的新型雨洪控制利用技术[J].公路，2008，（11）：30-34.