地下综合管廊对海绵城市的影响

李松阳，熊婕妤，吴 江

（四川大学锦城学院，四川 成都 611731）

0 引言

近年来，我国许多学者开始探讨海绵城市的建设。国家层面强调：“在升级城市排水系统时，应优先保留有限的雨水，优先利用自然力量排水，建设自然积累、自然渗透、自然净化的海绵城市。”近年来，我国部分城市遭遇降雨侵害，造成大量人员伤亡和破坏。如何有效利用现有的城市基础设施或采用先进技术增设管道等方式及时将沉积的雨水排尽，成为关键性问题。综合地下管廊和海绵城市之间有怎样的关系，本文将就此问题展开论述，进行深入研究和分析。

1 海绵城市概述

“海绵城市”是利用先进的技术手段对现有城市中的建筑物、路面、绿化带等进行合理改造，使其可以像“海绵”一样，将大量雨水迅速排尽，或对积蓄的雨水进行二次利用。海绵城市建设可缓解城市内涝风险，丰富和净化城市地下水资源，节约城市用水，这对恢复城市水生态、保护水资源、提高城市防洪能力、促进人与自然的和谐发展具有重要意义。每年汛期，暴雨引发的城市内涝灾害进一步说明了推进海绵城市建设的必要性和紧迫性，其作为新一代城市雨洪管理概念范畴的新型理论，有待发展成为保证城市环境稳定的重要手段。目前，海绵城市已在全国多个城市试点，预计到2020年要采取渗滤、滞流、蓄水、净化、利用、排水等措施吸收和利用70%的当地降雨。

2 海绵城市建设的必要性、优势及困难

2.1 必要性

2016～2018年，我国360多个城市遭受内涝灾害。2019年以来，约40个城市遭受暴雨和内涝灾害，直接经济损失约353亿元。目前，“每雨带来涝”已经成为我国城市的主要问题之一，主要成因有以下两方面：一方面，我国城市化快速发展导致“热岛效应”和“浑浊岛效应”加剧，城市暴雨频率越来越高；另一方面，城市中大多为沥青道路和水泥道路，降雨期间的透水性差。如2018年6月某一天扬州的降水量相当于往年一个月的降水量，我国每年获得的降水资源是6亿万t，全国降水排前3名的城市全在湖北省。因此解决降水排水问题已经成为城市建设中的重点，海绵城市的优势日益凸显。将大量积蓄的降水短时间内排到相应位置且用在生产生活中，是我们要着力解决的难题。

2.2 优势

海绵城市可以最大限度地增加城市雨水的积蓄、渗透和净化，促进雨水资源利用和良性水循环。一方面解决了城市雨水集中排放造成的严重积水和管网瞬时压力超负荷问题；另一方面，可以提高雨水利用率，缓解城市缺水问题。对比海绵城市与传统方式排水可知，海绵城市可以通过下渗减排、积蓄利用等方式减少排水量，使其为传统模式的50%，意味着有一半的水资源将被合理利用。

2.3 困难

海绵城市的建造通常有2种方式：①利用原有的湿地、湖河、沟渠等，保留其生态系统的完整性，形成天然“海绵体”，将雨水直接排入其中；②建造人工海绵体，如在马路对面修建落水沟，改造现有地下管道系统，将雨水排入其中，通过循环系统进行二次利用。目前面临的最大问题是管网改造成本高、施工难度大、成本效益低。由于城区管网的复杂性，大量改造及高资本需求使海绵城市建设很难在短时间内迅速推进。

3 地下综合管廊的特点

地下综合管廊给排水系统建设应严格按照综合管廊工程的技术规范要求落实。在总体设计阶段，不仅需要满足抗震要求，还要综合防灾和人防需要，将各种管道相互连接。综合考虑入口和支线的建设需求，在综合管廊断面设计过程中充分考虑所有管道尺寸要求和压力设计。

城市市政公用管道是保证城市正常运行的生命线，主要服务于城市供水、排水、天然气、热力、电力、电信、再生水利用等行业。过去，管道只敷设在道路浅水区，管道老化、扩容和“拉链路”等现象不断发生，管道事故频发。城市安全运行存在隐患，平均每天有5～6起地下管线事故，造成直接经济损失达2 000亿元。地下综合管廊不仅解决了管道直接埋设所产生的问题，还具有以下特点。

1）将全部管道进行整合，便于进行定期检修 检修空间相对充足，可以一次性将所有管道检修完毕，相对延长地下管廊的使用寿命。

2）保护资源和节约环境 传统的地下管廊工程是将不同类别的管道分别埋设，耗时耗力，而地下综合管廊则是将所有类别的管道放置在同一个系统中，相对节省空间和节约资源。

3）控制成本 地下综合管廊最大的优势就是节约成本。它可以实现多个管道同时施工，通过合理的施工安排有效缩短建造工期从而节约成本。

4 海绵城市工艺与地下综合管廊技术结合

利用海绵城市优势，当雨水下落后，将其收集到专门的地下管网中，通过净化汇入地下综合管廊，经过加压设备的处理，排入高压水池，最后得到能够二次利用的水。

当大量雨水集聚在地面时，一部分顺着道路（坡度一般是1‰～3‰）流入道路旁设置的临时管沟和竖管，雨水通过竖管汇入综合管廊中的相应排水管。剩余雨水就地渗入地面，而“海绵层”最下部敷设透水土工布和滤料层，保证雨水渗入地面能经过初步过滤，不会对地下水造成污染。

由于雨水覆盖面广，而管线敷设是有规律且有固定区域的，保证水顺着布设的水管全部流入地下综合管廊是一项艰巨的任务。在道路两旁设置多道排水沟成本较大，且影响城市道路美观。期待这一难点能够尽快攻破，在未来的城市建设过程中探索更完善的解决方案。

5 地下综合管廊对海绵城市的影响

5.1 地下综合管廊对海绵城市的积极影响

海绵城市可使约68%的降雨量保留在原位并缓慢释放，排水量大大减少，预计排水量为非海绵城市的50%。因此，海绵城市建设对老城的排水非常有利。地下公用隧道对海绵城市的积极影响主要体现在以下方面。

1）综合管廊的排水系统属于自流系统，根据排水标准，斜率不低于0.003，与道路的纵向坡度要求相同。因此，运河型地下综合地下管廊和海绵城市建设将为未来城市建设书写新的篇章。

2）将海绵城市施工技术融入地下综合管廊的施工中。海绵城市建设建设与地下综合管廊系统构建存在共性，通过相应技术措施将两者有机结合，能更好地发挥各自优势，为城市建设注入新的活力。

3）有效节约地上地下空间，便于定期检修，为检修提供充足的空间，并提高管道检修效率，延长地下管廊的使用寿命，降低管道更换成本，使城市建设更有序和谐。

5.2 地下综合管廊和海绵城市结合面临的问题与挑战

虽然我国已通过多个试点城市检测实际效果，并确定该方式可以大面积推广，但在实施过程中依然暴露出许多问题。主要有以下几点。

1）目前综合地下管廊缺乏明确的建设主体，尚未形成健全有效的建设体系，缺乏运行维护管理机制。部分试点采用的PPP模式也需要进一步完善和修正。项目需要在良好的运营模式下才能发挥预期效果。

2）建设投资费征收、维护管理等问题无法解决，核心是“入仓难”。地下综合管廊属于大型市政项目，政府要充当有力的支撑，确保建设计划的顺利开展。

3）海绵城市主要聚焦于防洪排涝规划、景观设计和水系统规划等领域，而对雨洪和污水综合管理、地表径流污染管理等方面缺乏重视，政府需要出台相应的倾斜政策，对污水治理给予重视。

4）综合管廊是重要的城市基础设施，可明显提高社会效益和环境效益，需要投入相应的资金支持，但海绵城市本身构造复杂，所用材料种类多、数量大，无形中增加了资金投入。

5）要实现两者的有机结合，技术工艺方面面临的挑战前所未有，尚有部分技术难点和疑点需要进一步解决和排查。

6 结语

海绵城市与地下综合管廊两者分开来看，都有很好的前景和很强的可操作性。然而，要将二者结合，共同为城市建设服务，还有很长的路要走，需要市政、工程、科技等各个领域共同支持和配合，为构建和谐美丽的城市贡献力量，使目标早日实现。