西咸新区：重构城市水安全屏障

■ 张 亮

陕西西咸新区作为国家首批、西北唯一的海绵城市建设试点城市，按照海绵城市的理念和要求，积极探索具有西北地域特色的、涵盖源头减排系统、排水管渠系统、排涝除险系统的城市内涝防治体系。

一、西咸新区概况

西咸新区位于陕西省西安市和咸阳市建成区之间，辖空港新城、沣东新城、秦汉新城、沣西新城、泾河新城等5个组团。属温带大陆性季风型半干旱、半湿润气候区。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，四季干、湿、冷、暖分明。

根据临近的秦都区国家基本气象站1960～2014年日最大降雨量和1981～2010年月平均降雨量的统计分析，西咸新区多年平均降雨量约520mm。其中，7～9月降雨量占全年降雨量的50%左右，且夏季降水多以暴雨形式出现，易造成洪、涝和水土流失等自然灾害。

西咸新区是我国首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区，被国务院赋予建设丝绸之路经济带重要支点、我国向西开放重要枢纽、西部大开发新引擎和中国特色新型城镇化范例的历史使命。2012年以来，西咸新区将海绵城市建设作为创新城市发展方式的重要着力点和突破口，按照低影响开发理念开展海绵城市建设探索和实践。

二、城市排水防涝问题

（一）城市雨水管渠覆盖不足

西咸新区内新建城区的排水体制为雨、污分流制，雨水管道随道路同步敷设，老城区多为合流制管网或散排。雨水管渠覆盖率为4．2km/km2，相较于发达城市，覆盖率明显不足。

表1 西咸新区现状雨水管网系统及覆盖率

（二）雨水管渠排水能力不足

采用Mike Urban水力模型对现状城市排水管网系统进行评估，以西咸新区1年一遇、2年一遇、3年一遇和5年一遇暴雨雨型作为管网排水能力评估的降雨数据，综合分析城市排水系统实际排水能力。根据《室外排水设计规范》（2016年版），西咸新区非中心城区雨水管渠及泵站设计标准应为2年一遇。模型评估结果显示，西咸新区雨水管渠排水能力小于2年一遇的管网为173．84km，所占比例为39．2%。

（三）排涝设施不足、体系不完善

西咸新区目前在传统排水设施方面基本按照规划、按照标准进行建设，但在应对超标雨水径流排放方面的措施较为缺乏，对雨水调蓄空间、雨水行泄通道、内河整治等大排水系统方面考虑不足。同时，由于西咸新区大部分为新建城区，雨水管网随道路建设过程中，容易出现上游建成、下游管网尚未建设的情况，导致下游排水无出路。

表2 西咸新区现状雨水管网系统及覆盖率

（四）日常管理维护不足

城市排水管理薄弱是造成城市内涝的一个重要原因。城区内大量施工场地的余泥渣土、泥浆偷排等行为引发管道堵塞，严重破坏了排水管道的排水能力和防洪能力。

三、总体思路

城市内涝防治体系需要解决源头减排、排水和防涝三个层次的不同需求。源头减排指的是在雨水进入城镇排水管渠设施前，利用渗透和滞蓄等低影响开发设施减少径流量。排水指的是及时排除短历时低重现期的设计降雨，主要通过城市现有的雨水排水系统来解决。防涝指的是有效应对长历时较大重现期的设计降雨，利用排涝除险设施解决超出排水管渠系统设计标准的雨水径流。三者共同发挥作用，组成城市内涝防治体系。

（一）新建城区

优先考虑从源头降低城市内涝风险，采用低影响开发建设模式源头控制雨水径流，同时，基于水力模型识别竖向不合理的区域，通过竖向调整降低内涝风险。根据规划确定的雨水管渠、泵站及附属设施规划设计标准设计雨水排水系统，并根据内涝防治标准，结合水系治理规划，合理布局内涝防治设施，主要措施如下：

1．源头减排系统：采用低影响开发建设模式，减少城市开发对原有自然水文的影响，减少不透水面积比例，降低径流系数，合理规划竖向高程，降低新建城区易涝风险。

2．排水管渠系统：根据规划确定的标准规划设计雨水排水系统。

3．排涝除险系统：理顺水系，确定水系防洪排涝标准，保证城市水面率，合理布局下凹式绿地、雨水调蓄设施等增加雨水调蓄空间，布局涝水行泄通道，保证涝水排放顺畅。

（二）已建城区

重点针对易涝风险区、在复核雨水管渠及其附属的基础上，采取以下思路进行比选：①如雨水管渠满足相应的设计标准，则不调整雨水管渠，优先采用竖向调整和高水高排措施，其次采取分区调整、新增干管的措施，再次采取布局泵站、新增调蓄设施以及开辟涝水行泄通道等措施，确保系统达到规划标准。②如雨水管渠不满足相应的设计标准，则结合道路规划建设情况，考虑新增或调整雨水管渠和分区后，再按上述思路进行综合措施的布局。因此，对于已建城区，提高现有城市排水系统，有效应对50年一遇暴雨的主要措施如下：

1．源头减排系统：结合旧城改造，提出雨水径流控制目标以及竖向控制建议，源头降低内涝风险。

2．排水管渠系统：结合地区改建、涝区治理、道路建设等工程进行逐步改造现有雨水管渠；采取汇水分区调整，新增雨水干管等措施提升排水能力。

3．排涝除险系统：结合现状公园、绿地，建设雨水调蓄设施，充分利用现有水体、湿地、滞洪区作为雨水调蓄空间；有条件的地区，布局涝水行泄通道，排放涝水。

四、排水防涝体系

（一）源头控制工程

雨水径流源头控制是海绵城市的核心理念之一，同时也是排水防涝体系“源头控制、中途蓄滞、末端排放”原则的重要组成部分。西咸新区所有新/改建项目，均应按照低影响开发的要求进行规划设计和建设。建设项目的海绵城市设施的控制目标和设计要点按不同用地性质分类制定，如表3所示。

图1 西咸新区湿陷性黄土区分布

西咸新区部分区域存在湿陷性黄土，泾、渭河一级阶地为非自重湿陷性黄土场地，渭河二级阶地地区为自重湿陷性黄土场地、部分地段为非自重湿陷性黄土场地；黄土台塬及渭河三级阶地地区为自重湿陷性黄土场地，地基土湿陷等级达到Ⅲ级。

为避免在湿陷性黄土区应用低影响开发时引发的技术风险，海绵城市控制目标明确要求位于湿陷性黄土区域的建设项目可在原目标的基础上降低10%～20%。同时，海绵城市建设应在进行详细的地质勘查前提下进行，尽量避免采用深层、大型入渗的低影响开发设施，采用浅层、小型入渗设施时，应采取防渗措施；车行道路不建议采用透水沥青和水泥。

表3 西咸新区建设项目分类及海绵城市建设目标

（二）雨水排水系统

排水体制方面采用完全分流制；对现状为雨污合流的，应结合城市建设与旧城改造，加快雨污分流改造，规划远期实现完全分流制排水。

根据《室外排水设计规范》（2016年版），西咸新区属于大城市，结合西咸新区本地汇水地区性质、气候特点及地形特点等因素，西咸新区新建雨水管渠、泵站及附属设施执行以下设计标准。

综合考虑西咸新区经济社会发展趋势、城市规划用地布局，按建设密度、人口密集、商业水平等因素将西咸新区划分出特别重要地区、中心城市和非中心城区。特别重要地区为区行政中心、交通枢纽（机场、火车站、市客运站、地铁站、车辆段等）、省级以上文物保护单位，总面积约36．7平方公里，占全区总面积4．1%。中心城区为各新城中心，总面积约85．5平方公里，占全区建设用地9．5%。非中心城区为除中心城区、特别重要地区之外的区域，约占新区建设用地的86．4%。

表4 雨水管渠、泵站及附属设施设计标准

（三）内涝防治系统

根据西咸新区本地实际，从积水深度、范围和积水时间三个方面，明确内涝灾害的标准，即道路积水时间超过30分钟，积水深度超过15cm；下凹桥区积水时间超过30分钟，积水深度超过27cm。西咸新区内涝防治设计重现期为50年，即通过采取综合措施，有效应对不低于50年一遇的暴雨。

1．平面与竖向控制：城市竖向规划是城市规划建设的重要组成部分，是实现城市建设工程技术合理、造价经济、景观美好的重要手段，同时，城市竖向对河流水系的流向、雨水径流的排除、雨水管渠系统的布设起着举足轻重的作用。因此，合理的控制城市用地竖向高程，是规避内涝风险，防治城市内涝的最为有效的手段之一，是从源头上降低城市内涝风险的方法。

图2 西咸新区雨水管渠设计重现期分区图

通过基于Mike Flood平台的URBAN管网和二维地表两个模块耦合，实现雨水径流流动的模拟，识别西咸新区易受“客水”影响的低洼易涝地区以及城市规划竖向不合理区域，并结合目前已编制的控制性详细规划，提出竖向控制建议，力求从源头解决内涝风险问题，指导城市开发建设。西咸新区建议竖向调整的区域有一处，位于渭河流域天翼大道与临空大道的交汇处，现状标高443～449m，规划标高442．1～447．3m，建议调整规划标高至452m以上，减少因地势低洼造成的排水不畅和积水。

2．雨水行泄通道：城市雨水行泄通道主要以河流水系为防涝体系基础、以排水干沟、明渠、暗渠等作为排水通道。其主要作用为结合城市竖向、水系布局，将超标雨水就近引入到河道中，避免内涝灾害发生。通过采用水力模型分析涝水汇集路径，结合城市竖向及河流水系分布，合理布局涝水行泄通道。西咸新区规划建设14条雨水行泄通道，分别位于泾河流域、沣河流域和渭河流域，总长度为40．8km，总设计流量达501m3/s。

道路作为主要的地表径流流经通道和内涝积水点集中分布区，成为西咸新区构建行泄通道的重要组成部分。综合考虑区域湿陷性黄土地质构造、气候干旱少雨等特征，选择雨水花园、传输型草沟、生态滞留草沟、雨水塘等海绵设施进行雨水径流控制和输送，构建针对不同重现期降雨，兼顾“源头减排、行泄传输、排涝除险”不同层级相互耦合的雨水综合控制系统，充分发挥道路的雨水行泄功能。

3．雨水调蓄设施：雨水调蓄设施的建设应结合公园、绿地建设，落实用地，解决建设用地紧缺问题。同时，应充分发挥现状城市湿地、水系、下凹式绿地等雨水调蓄功能，作为雨水调蓄空间，解决用地紧缺的同时，节省工程投资。对于专用雨水调蓄池，适用于内涝积水较为集中局部洼地处、排水通道较长的主干管渠上，工程上采用不同的建设模式，发挥其最大效应。西咸新区规划建设雨水调蓄设施16处，其中1座水库，3处雨水调蓄空间，12座雨水调蓄池。

西咸新区属于典型的西北缺水地区，除地下水资源外，基本依靠区外客水。在雨水调蓄设施建设过程中，充分考虑到雨水收集回用的需求。一是对建筑小区内的雨水应尽可能收集利用。通过采用植生滞留槽、下凹式绿地、植被草沟、景观水体、渗透性路面、雨水调蓄池等工艺，对雨水做到应收尽收。二是利用中央雨洪系统和景观绿地形成调蓄枢纽。因地制宜，传统与现代结合，效仿传统农村“涝池”的理念，利用古河道的低洼地带建设不间断生态绿廊，形成区域海绵雨洪调蓄枢纽。三是景观绿地依托地形自然收集雨水。利用原有城市地形，在适当区域建设城市绿地、广场等公共空间，利用植被缓冲带、生态型湿地、多形式湿塘、植草沟等措施进行地表径流进行汇集、生态净化、下渗和收集利用，超出设计规模的径流流向自然地势低洼区域，汇聚到由碎石、砂土等构成的渗井，回补地下水。

西咸新区在西北地区海绵城市和排水防涝体系建设方面做出了一定的探索，并实现了两者有机结合，为其他相似城市提供了一定的借鉴和参考；但在系统的整体性和多目标效益达成等方面仍显欠缺。提质增效将是下一步工作的重点内容和方向。