试论海绵城市建设在城市水环境综合整治中的应用

涂明

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙410000）

0 引言

在新时代背景下，人们对环境治理给予高度重视，生态平衡成为经济建设中的重点内容，可大力推动社会发展。当前，海绵城市理念在各大城市建设中广泛应用，要求与城市建筑实际情况相结合，促进自然资源合理利用，优化城市水体环境，造福子孙后代，实现人与自然和谐共处。

1 海绵城市建设机理

主要是指在环境因素不断变化下，城市对该因素的承受能力，可通过内部循环方式得以改善。面对极端天气，排水系统不再单纯地排放，而是将雨水资源存储起来，使其渗透到地下，以备后用。此举可有效提高雨水资源利用率，就地取材，节约更多经济开支，促进城市经济的综合发展。在该思想指导下，海绵城市建设应注重内循环机制构建，使输排水系统借助地形而定，保障建筑科学性的同时，有效保留自然生态，为地下水提供充足补给，循序渐进的改善城市水环境，满足节约型社会建设要求。根据海绵城市概念可看出其特性，大部分无需经过排水管道运输，可节约更多人力与物力资源。同时，上述吸收降雨的方式可直接避免洪涝灾害发生，无论降雨再强，均可做到有序疏导与存储利用，使生态平衡得到有效保障；还可减少排水管道铺设，节约工程建造成本，确保城市美观，实现双赢目标[1]。

此外，海绵城市的排水渠道与方式多样，在满足环保要求的基础上，不依赖实证管道排水，采取吸收、储存等方式有效避免和解决内涝问题，促进各类水利设施功能发挥，使自然环境得到有效修复，水系统良性循环，提高排水能力，通过针对性处理等方式使多种实际问题得以解决。在该理念的引导下，将海绵体的作用与功效充分发挥出来，减少对自然环境的破坏，缩小线路开挖面积，使城市自然环境得到改善，保障生态系统良性循环，节约政府财政支出，提高居民居住舒适度。

2 城市水环境现存问题

通过城市水环境治理可知，城市中许多河道均存在问题，主要体现在建设规划、法规制度与生态保护意识等方面。加之城市之间排水系统混乱，雨水与污水未合理分流，污染源较多，没有形成有效的截污，部分城市海绵城市的建设滞后、意识淡薄，没有认识到海绵城市建设对城市水治理的重要性，政府制度与法制不健全，导致对城市水环境治理工程监管不到位等。正因上述问题的存在，导致水环境受到严重破坏，必须制定水环境综合治理措施，使当前水体环境得到有效改善。

2.1 生态保护意识淡薄

当前大部分企业治理工作以牺牲原本内循环为代价，舍本逐末。早期国内城市建设时缺乏生态保护意识，将CO2与有毒气体排入大气中，尤其是工业发展中，工厂在生产阶段向大气层排放大量有毒物质，影响生态环境；日常居民缺乏环保意识，未将垃圾分类处理，导致城市中许多水体受到严重污染，水质变差，严重阻碍水生植物生长，甚至造成水生植物大片死亡，使城内水流环境被严重污染。

2.2 法规制度不完善

海绵城市理念完善需要得到相关法规支持，但是当前法律层面缺失。在治理方案设计、材料选择、运营应用等多个方面不够完善，奖惩制度、约束机制不全面，如若未能加大水环境治理方面的管理力度，我国的各项环保计划势必无法落地生根，即便提出海绵城市理念，也无法做到合理排水，这与水资源理念完全不符，很难实现可持续发展[2]。

2.3 建设规划不到位

在河道建设方面，城市中许多河道建设没有严格按照标准实施，在河道治理方面，也未能根据实际情况制定相应标准，大部分河道两侧均无防护绿带，防汛与通行道路较少，与海绵城市建设规划不符；一些居民在河道边修建房屋与工厂，对河道的泄洪安全构成严重威胁；在水质污染方面，河道主要受到点源与片状污染，前者以企业和居民小范围污水排放为主，后者主要由氮磷物质、农药、大气颗粒物等构成，通过地表径流进行侵蚀。上述污染方式会增加水中的生活垃圾、加重金属污染。相比片状污染，点源的污染改善较为容易，但因数量较多且分散，常常无法实现彻底治理；在泄洪能力方面，一般情况下，部分河道桥梁会阻挡水流，水中存在泥砂淤泥，受多项因素影响，对泄洪能力造成较大不良影响。

3 海绵城市在水环境综合治理中的应用案例

3.1 基本情况

罗田水处于广东省罗定市，属于茅洲河的一级支流，总面积为36.29km2，其中有16km2为蓄水工程，全长为5.38km，成为当地水库泄水主要渠道，负责下游两个社区排洪，具有较强的防灾泄洪功效。为了满足海绵城市建设需求，已经对部分河道进行防洪整改，但仍存在不足。主要体现在以下方面：①防洪防灾能力未能完全达标，现有河道防洪能力较差，未形成完善的整治体系，河道泄洪断面的宽度不足，防洪标准较低，提高了洪涝灾害发生率；②河道堤防未统一规划，大多数堤防的防汛设施、道路较为缺乏，现有防护林无法满足城市环保要求，中下游植被类型单一，生态破坏严重；③水环境污染治理有待进一步提升，河流干流上游的水质较好，但中下游的水质较差，因污水管网建设落后，导致工厂与居民直接将废水排入河流，造成严重的水体污染。

3.2 规划思路

该项目的设计宗旨在于人与自然和谐共处，针对现有生态绿地、湖泊水源合理利用，遵循生态治河原则，将其整治为生态、景观一体化的城市河道，打造具有观赏价值的生态河岸带。具体规划内容与流程如图1所示[3]。

图1 水环境治理规划思路

总体规划思路为：首先对当地水环境污染现状进行调查，分析环境问题的成因，在环境保护政策的号召下，将防洪工作纳入主要工作中，内部水体质量得到改善。其次，确立水系网络形态规划布局，明确水系岸线功能分类与用地控制，采用生态修复与岸坡改造联合方式，构建防洪、治污、生态等功能完备的服务系统。最后，确立水环境建设项目。在水质改善工程方面，在现有干流截污箱基础上，沿着河道截污，并将干流接入已建的截污箱之中；建立上游湿地以储存湖泊，依靠天然水源补充河流，扩大水环境容量。在防洪阶段，要坚持“蓄水、中防、下梳”的原则，开展河道清淤工作，降低河道水位。对上游流域的淤泥、砂进行清淤、加高、加宽，满足了设防的要求。借助于水库，扩大土地条件，控制湖泊水量，优化雨水资源，缩小居民房屋拆迁面积。在环境优化方面，牢牢把握关键环节，以龙大高速公路和朝阳路上游湿地公园为重点。“一线”是指在防洪、防旱、防汛的前提下，按照现有工程的要求沿江植树、种草。在生态景观建设中，可以建设一个综合的绿色景观带，为居民营造宜居的环境和娱乐场所。

3.3 治理原则

在整治工作中，首先要遵循生态河道治理的原则，将工程与周边现有厂房建筑结合起来，充分发挥城市水利设施的作用，实现系统管理。积极引进新技术、新材料，改善河岸、护岸质量。其次，遵循最小伤害原则，在满足河道行洪要求的同时，尽量减少对自然环境的损害，保持天然岸坡与自然流态，减少对环境的冲击，依靠绿色低碳环保材料改造，为生态修复改造创造有利条件，并落实治理对个人的责任，调动员工的积极性，使其保质保量地实现治理目标。此外，还要坚持城市可持续发展原则，满足城市经济发展的基本要求，投资高标准的建设项目，创建安全高效的防洪工程，对河道沿线景观优化设计，满足当地发展要求。值得注意的是，还要遵循可操作性、经济性原则，对多种方案综合对比，在满足基本要求的同时，采取最安全、经济、合理的治理方案[4]。

3.4 整治措施

结合当地具体情况，从水生态修复、水环境优化、水安全提升、水资源利用四个方面落实海绵城市理念，并引入IMA本土微生物活化技术、雾森系统等绿色技术，开展罗田区的特色海绵城市建设。

3.4.1 重视水生态修复

河岸生态系统可对面源污染进行有效拦截，同时也可为人们提供亲水场所。在该工程中采取分类制度，将海绵城市的概念融入生态系统恢复中，对不同区位与污染程度的河段提出修复与保护措施，使多层次原始河岸植物群、景观生态空间等得以改善，实现控制面源污染、增强亲水空间的效果。对于泥砂淤泥严重之处，硬驳船主要是归化和海绵化的，充分利用周围多样的地形，根据群众个性化需求打造滨水景观带。在驳船选择的形式上，主要是将草坡放入水中，也要利用河岸两侧的大空间，坚持因地制宜原则，与雾森系统、IMA本土微生物活化技术相结合，增设雨水径流污染调蓄措施，使超出街流量的河流污水暂时储存，降雨后纳入污水系统进行排放。或者利用最初的风暴径流，充分发挥调控设施功能、存储与处理，对绿化进行浇灌，达到雨水回用、节约用水的目标，由此提高空气湿度并取得滨江绿化带建设的有效成果。

3.4.2 优化水体环境

与市政排水管改造相结合，在道路修复中设置相应的开发设施，这样道路雨水可以进入周围的雨水花园的绿带、草沟、下沉的绿色空间和现有透水路面和其他设施的一部分，通过绿带拘留、传输、净化和其他方法改善周围的环境。在小区屋面的雨水经过初期弃流，可通过绿色屋顶流入雨水桶之中，也可流入低势绿地，收集的雨水可作为绿化用水使用。绿色屋顶构造包括植物、基质层、排水层、保护层、防水层等多项结构，可使雨水经过层层过滤后进入排水管道，如图2所示。道路、广场等硬化地面上的雨水可通过凹形绿地、透水路面、雨水花园等设施净化径流，超标准雨水排入周边雨水管道。在雨水港可设置污水吊篮等设施拦截污染物。对整个区域内的水体环境容量进行测算，明确水体功能考核目标，在主体功能、生态功能的引导下，明确该区域的水质标准。同时，还要对环境容量进行测算，借助地理信息系统、流域水质模型等工具，根据污染输送特点，综合分析该流域内环境容量在时间、地点方面的可变性，根据水环境质量指标，计算区域内水容量，将其作为当地污染物总量控制的参考依据，使水体环境得到优化和改善。

图2 绿色屋顶构造

3.4.3 提高水安全

以保护生态为基础编制水环境治理计划，开展防洪设施建设，使城区内水质得到有效改善，还可起到防治洪涝灾害的作用，提高水安全。对于主要河流，上游应设置自然湿地，缓冲山上的流水，将部分降水引流并存储起来，以备后用，此举与防洪工程规划相符合。在下游做到疏通处理工作，充分发挥现有水库的作用，对河道进行加高、拓宽、改造，使河道满足设防要求。再利用中上游现有的两个水塘，结合规划与用地情况进行扩容，改造蓄洪湖泊，提高雨洪利用效率，有效缓冲降水，减少隐患的发生；也可缩小设施建造范围，为居民提供更多住宿空间。此外，还应对远期污染物排放量进行预测，并根据以往城市污染情况，制定水安全防护机制，最大限度控制降雨径流与农业面源污染对水体安全的威胁。

3.4.4 促进水资源利用

在雨水资源化方面，主要分为两种类型：①渗透利用；②集蓄利用，促进水资源高效利用。通过布局蓄水利用设施，雨水可应用于绿地洒水、道路灌溉等，达到用雨水资源替代自来水供应的目标，达到3%。具体措施如下：在渗透利用方面，生态用地经过自然渗透后，可达成涵养水源、补充地下水源的目标；建设用地中的道路、屋面与广场雨水，应经过调蓄塘、塘床系统净化后，再对地下水进行补充；在集蓄利用中，应坚持因地制宜原则，对较宽的滨河绿化带，可通过设置调蓄塘小品的方式，集蓄雨水，用于浇灌附近的绿化，提高水资源利用率。此外，对收集的雨水集中处理后，供给给雾森系统，向空气中释放大量负离子，起到防尘、保湿、降温的目的，使空气质量得以改善，生态环境更良好。

4 结论

综上所述，在海绵城市建设下，对城市水治理工作起到不可忽视的导向作用，在资源节约与环境保护方面具有重要意义。对此，在水环境治理中应从水生态修复、水环境优化、水安全提升、水资源利用四个方面着手，使水环境得到合理优化，推动污水处理和雨涝循环利用，在先进理念指导下促进城市生态改善与稳健发展。