海绵城市理念在城市水利工程设计中的应用

张 军

陇南市水务局 甘肃 陇南 746000

近年来，城市化在建设发展的过程中，受到气候变化、生态环境变化等多方面因素的影响，水资源调配和利用方面存在不同程度的问题，不仅使得部分水资源被浪费，还增加了水灾害的发生几率，威胁城市发展健康。一方面，部分城市内涝频发，给人们的生活造成诸多不便；另一方面，水资源供应不足在一定程度上制约了城市经济发展水平的提升[1]。此外，部分城市虽然降雨量充沛、水系发达，但是由于水利工程的设计规划不足，也造成了缺水、水源污染等情况，进而引发水危机。为此，城市规划建设中必须要重视水利工程的优化完善，并基于海绵城市理念，通过水利工程解决水资源短缺、水生态恶化等系列问题。

1 海绵城市理念

海绵城市主要是指一座城市就像海绵一样可以吸纳雨水，当其面临更大的降雨量、环境变化等问题时，城市具有良好的适应性，能够积极有效的应对，在人们工作生活、各个行业发展需要水的时候，也能像海绵一样释放存水，提高水的利用率[2]。

海绵城市理念主要主张三个方面：

其一，主要解决城市和自然之间的矛盾。相对于传统城市建设而言，海绵城市的建设更加先进，其实从整体的角度出发，目光十分长远，关系到人类社会和自然环境全局，并重视自然环境的保护和修复，将其作为主要的指导思想。该理念不仅满足了自然发展规律，解决了系列自然生态危机，还能助力城市持续化发展。海绵城市重新考虑了人和自然的关系，并始终遵循互相尊重、顺应保护的原则，尽可能的减少城市建设中对周围生态环境及资源过度的开采和污染，对于传统建设中存在的不足积极改正，不会盲目地改变原有的自然生态，而是保护生态环境。除此之外，在海绵城市理念下，土地不再是盲目地扩张，工程建设也变得更加精细化、绿色化，政府部门倡导各个行业注重人和自然、经济社会之间的协调和配合，在减少生态资源消耗的基础上，强化地表渗透功能，使得雨水能够有效的渗透下去，并能实现良性循环。

其二，内在目的是重构城市水文循环。目前，就大部分城市规划现状来看，其水文循环依然处于被人为干预的状态，甚至个别城市的水文循环处于切断的状态。随着各个城市的交通越来越畅通，硬质路面铺装虽然提高了交通水平，便于人们日常出行，但是也阻断了水向地下的渗透，增加了更多安全隐患。原本雨水消纳的路径十分多，但是却被市政管网等影响，使得水文循环也被破坏。而海绵城市的理念就反对这一做法，其要求结合现实发展需求，恢复地下水补给，不再以单纯的快排为管理目标，切实有效地提高了雨水资源的利用率。此外，在该模式上城市的生态景观得到优化，从不同的角度对径流、水质等展开调控，大大填补了缺失的渗透和滞留环节，使得原本被破坏的水文循环得到有效的修复。

其三，该理念从根本上转变了排水思路。传统水利工程建设中，主要是追求雨水排放得多、快、畅通，这就使得雨水的渗透、调蓄和资源化利用在一定程度上被忽视。水利工程建设更多是围绕简化管道尺寸和铺设、维护管道畅通等方面，降低了水资源的利用率。海绵城市理念下，追求循环使用和多余排放的主旨，通过对自然环境低影响的规划设计，把水的生态管理与市政管网相结合，进而达到渗透、滞留、调蓄、净化等协同的目的，有效地降低了城市地表径流，全方位、多层次的实现各个目标，如实现径流总量控制等，恢复城市水文规律的良性循环[3]。

2 海绵城市理念在城市水利工程设计中的基本原则

2.1 坚持三步走战略

第一步是要加强保护工作，第二步是要做好修复治理工作，第三步是在低影响的前提下进行水资源的开发利用。具体而言，首先相关部门应结合实际情况，全方位的做好规划工作，划定水生态红线，加强水资源保护力度，旨在满足人们工作生活需求的同时，促进城市绿色化发展。其次，政府部门要积极从顶层优化设计，统筹各类资源，制定完善的治理措施，为相关作业人员提供参考依据，并以自然调蓄、净化为主，要求作业人员有序展开工作。将工程措施和非工程措施结合起来，全面发挥不同作业的功能效用。最后，在水利工程的实际健康中，应当将绿色生态放在第一位，遵循低影响的开发原则，不断细化各个步骤，优化各个方案，尽可能的减少工程建设对自然生态的负面影响。

2.2 坚持规划引领

从整体的角度上统筹规划，相关部门提前做好调研工作，综合各项数据资料，深入分析后全面考虑相关影响因素，编制科学合理的水利工程建设方案，不断地细化各项条例，最大化地发挥规划的约束作用。同时，管理人员还应积极做好各项工作的有效衔接，畅通信息传输渠道，确保雨洪管理工作的持续化开展。规划人员要深刻解读海绵城市理念，并结合城市水利工程的规划要求，制定详尽的方案，并动态化地调整和完善。各个部门之间加强联动交流，全方位强化水利工程施工部门和其他各个部门的交流工作，做好水利工程规划和城市道路规划、园林绿地规划等衔接工作，统筹协调好上下游、地表水和地下水等方面的相互利用关系，进而最大化的发挥连片效应，使得更大范围内的治理水平得到显著提高。

2.3 坚持问题导向和因地制宜

相关部门应综合考虑水利工程规划设计中的各类影响因素，并结合城市水资源、洪涝灾害发生频率、地形地貌、降水径流等合理分析自然地理特点，确定水利工程建设的目标和具体流程，注意关键点，确保设计方案的顺利落实，借助水利工程推动城市进一步发展，提高城市水资源水环境承载力。

3 海绵城市理念在城市水利工程设计中的渗透策略

3.1 总体目标

海绵城市理念下，水利工程设计的根本任务就是要将城市河湖水系和地下水系统建设成统一场所，其能够有效的实现雨洪水的蓄积、调节和净化，如此才能够在一定程度上发挥“渗、蓄、净、用、排”的治理效益[4]。相关部门应从整体的角度上统筹规划，合理地规划洪涝水出路，完善运行体系。与此同时，相关部门应加强对雨水、再生水等资源的利用，提高生态效益，减少其他能源浪费，优化城市水资源承载力。对于城市河湖而言，要进行水系连通和综合治理，为海绵城市的建设提供重要基础。水利工程设计中，核心目标涉及到的内容较多，包含了水资源利用、水生态修复、河湖水系治理等等，为此各个城市需结合现实修建需求，不断细化建设目标，构建出蓄泄兼筹的水利工程保障体系，持续提高城市的防洪排涝水平，保障居民安全生活。

3.2 整体架构

1.增大雨洪蓄滞空间，提高水体自净能力

首先，在实际的工程规划过程中，相关部门应提前做好调研工作，结合湿地保护区情况，划定水生态修复工程、水利风景区工程，有针对性的从多个层面对水源进行保护和涵养，采取积极有效的措施修复对应的系统。依据不同区域，划定不同生态功能，并通过植树造林、设计人工湿地等方式使得原本系统中存在的各类问题得到有效的弥补。其次，有必要对河道生态系统展开治理，尤其是常见的生态清淤工作、对部分违规人员的惩处工作等。通过增大河道过水断面，增加湖库库容，严禁相关活动进行，进而提高河湖库塘行洪、蓄洪、滞洪能力，从根源上阻断很多内源污染的情况，使得生态系统的自治功能得到显著增强。在改善河流形态的空间异质性时，不要一味地采用裁弯取直方法，而是要结合现实需求改造原本的平直岸线，做到灵动多变、跌宕起伏，如此才能够为多样性的生物群落恢复创设优质条件，使得其符合自然河流的地貌学原理[5]。再次，有关部门应高度重视，原因是这些区域本来也属于湿地类别，其可以有效的连接水域和陆地的生态系统。以全面提高水体自净能力为目标，依据湿地的实际情况，员工可以对岸坡进行生态系统改造。这样不仅能够保障岸坡的稳定性，使得其符合生物栖息，还能有效防止水土流失，进一步促进河流和湖泊水资源向地下水渗透，使得其周围的土地等得到滋养，生物群环境得到优化。在水岸交接带设置浅滩、滞水塘等，相对于原本的情况而言能够显著增加对雨洪径流的滞蓄、承泄和净化能力。除此之外，在水闸等落差大的挡水建筑物中还可以设置专门的鱼道，这样不管水上面的生态环境如何，下面的水生生物自由穿梭，不会受到负面影响。城市建设进程中，难免会出现一些萎缩消失的湖泊等，可以对其进行针对性的恢复，增加绿色生态面积。

4 推进生态水网工程建设，加强水系互连互通

在实际的水文循环管理过程中，各个城市可以以中小河流为单元，结合实际情况建设对应的渠道工程、调水工程等等，以湖泊等为调蓄节点，使得各个水利工程和河湖库塘等全面联系起来，加强了联合调度，如此不仅最大程度地发挥了水利工程的整体防洪效益，降低了洪涝灾害的发生几率，还大范围的转移超标准雨洪水，进一步提高了资源配置，实现了河湖库塘连通，强化了防洪除涝、雨洪水利用的保障能力。与此同时，在海绵城市理念的指导下，各地政府部门还可以以水网为框架，在原本的基础上进一步优化规划城市布局，多层次的考虑影响因素，将其和流域、区域防洪规划整合起来，从而合理地划分不同的防洪排涝区域，最终妥善的安排部分水的外排出路。

5 以各项工程为载体，对雨洪水进行优化利用

在城市规划设计中，确保在建筑和小区、道路和广场、调节塘、蓄水池等修建对应的设施。在河湖库塘等水域，也要积极地修建堤防、涵闸等水利设施，如此能够对各类雨洪水进行合理存储，也能有效地对其进行二次利用[6]。针对降雨量较多的区域和季节，可以建设橡胶坝等拦蓄工程，针对河道中的雨洪水进行分段拦截，这样不仅能减少成本支出，还能发挥生态护岸等应用优势，当下雨量增加的时候，雨洪水可以自然入渗，此外还可以人工进行干预，实现人工促渗。利用地下水形成的降落漏斗，结合现实情况，合理规划并建设人工渗灌、取水等设施及截渗坝工程，还可以建设专门的地下水库工程，如此能够进一步增加水资源的管理空间，为雨洪资源提供更大的存储地方，实现海绵城市这一理念。如表1所示，为建设海绵城市所需的生态水利工程和非工程措施。

表1 具体措施

6 结语

在城市规划建设汇总，海绵城市理念有助于推动城市健康发展。水资源作为重要地资源之一，加强对水利工程的设计规划不仅能提高城市防洪排涝的能力，提高其对水资源的利用率，还能优化生态环境，提高城市居民生活幸福感。