“海绵城市”理念在空管工程建设中的应用

车洁

(中国民用航空中南地区空中交通管理局 广东 广州 510403)

1 “海绵城市”建设的时代背景

随着我国工业化的快速发展,城市化进程不断加快，城市建筑面积也迅速扩张[1]。大规模的开发建设对自然水文环境造成了严重破坏，严重影响了生态平衡，降低了城市雨洪调蓄能力，很多城市一经暴雨便会出现“街中河”“城中湖”等现象，严重威胁城市的正常发展。城市化进程的快速发展也增加了城市用水需求量，水资源供需关系日趋紧张，同时也导致生产、生活废水的排放量远超湖泊水系承载能力，造成水环境和水生态的显著恶化。

如何提高城市雨洪调蓄能力，降低城市水问题对人们的生产、生活造成的恶劣影响，是我国智慧化城市建设面临的巨大挑战。目前，我国“海绵城市”的建设整体仍处于探索阶段，专业理论未能与工程的具体实际有机结合，各地区也在通过“海绵城市”试点建设积极总结经验和教训。本文以民航中南空管局广州终端管制中心的“海绵城市”建设情况为例，探讨中南地区空管工程“海绵城市”建设的实施策略，为其他地区类似工程的“海绵城市”建设提供参考和借鉴。

2 “海绵城市”建设理念

“海绵城市”从字面上可以理解为像海绵一样的城市，强调城市的雨水环境需具备海绵的弹性特征，具有良好的吸水、持水和释水特性[2]，能较好地应对气候变化，尤其是在应对急速降水引起的自然灾害方面具有显著效果。建设“海绵城市”应当遵循生态优先、规划引领、安全为重、因地制宜、统筹兼顾等基本准则[3]，以削减城市径流污染、内涝防治为目标，将人工措施与自然环境合理结合，在保证城市安全与保留城市原有自然资源的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，以及发挥“海绵城市”系统优势。

“海绵城市”是一种以雨水综合管控为出发点的城市建设模式，是统筹解决水资源、水环境和水生态等自然水循环问题的重要措施和手段，其核心技术是低影响开发[3-4]。相对传统以排为主、不蓄不用的城市雨水排放系统，“海绵城市”依赖建筑、园林景观、室外道路以及给排水系统等城市配套基础设施，运用滞留、储存、净化、回收再利用等多种生态化技术，使地下水得到相应的补充，对水循环进行有效的调节[5-6]。具体表现为：在强降雨过程中，利用草地、树林或是湖泊，吸收大量的雨水，以减少路面径流、防止雨水聚集造成洪灾，创建新型的城市低影响雨水体系，起到吸纳、浸透、过滤以及存储雨水的功能；在后续需要用水或水资源匮乏的情况下，将聚集的雨水用作绿化用水、景观用水，起到循环再利用的功能，亦可解决城市水资源紧缺的现实问题，从而实现城市水循环的良性发展，促进人与自然和谐共处。

3 “海绵城市”在空管工程中的应用

根据民航局印发的《中国民航四型机场建设行动纲要（2020—2035）》的内容，推进“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”的四型机场高质量发展的各项要求，已成为我国民航业发展的主要目标和规划。在这一战略背景下，打造绿色空管工程显得尤为重要和紧迫。同时，在《广州市海绵城市专项规划2016—2030》中提出要打造高密度建设地区海绵城市建设典范，建设山水共生的岭南生态城市和宜居都市，综合采用“净、蓄、滞、渗、用、排”等措施，将70%的降雨就地消纳和利用。为积极落实民航局四型机场建设要求，配合广州市政府打造“海绵城市”建设典范，广州终端管制中心建设工程作为民航空管重要设施建设工程与广州市重点工程，建设“海绵城市”势在必行。

3.1 工程特点

广州地处亚热带海洋季风气候区内，具有降雨强度大、降雨发生时间集中、发生频率高的特点，这是由其特殊的地理位置决定的。根据广州市政府公布的气象数据，广州市年平均降水量约1 923 mm，小时极端降水量达83.9 mm，平均年降水日数149 天，暴雨强度之大、日数之多、季节之长皆居全国首列，城市内涝风险极高。

广州终端管制中心位于广州市花都区，北临广州区域管制中心，占地面积约2 hm2，建有值班宿舍与终端管制楼两栋单体，值班宿舍负一层设置地下停车场。工程涉及高层建筑和大跨度重要管制业务用房，是提高珠三角航空运输能力和改善职工居住以及办公环境的历史性工程，具有较高的社会意义。园区周边多为农田，地势低洼，市政设施配套也较不完善，增加了终端区的洪涝防御压力。为提高广州终端管制中心复杂恶劣天气应对能力，保障空管设施、设备运行安全，全力建设“小雨不湿鞋，大雨不内涝，水体不污染”的生态园区显得尤为重要。

3.2 广州终端管制中心“海绵城市”建设方案

面对广州市台风、暴雨等恶劣天气较多的特点，结合园区周边环境，广州终端管制中心在实施过程中引入“海绵城市”设计理念，结合项目竖向设计，因地制宜布置下沉式绿地、透水沥青、生态停车场等低影响开发设施，优化场区雨水蓄水排水系统。最终实现年径流总量控制率91.04%、年径流污染削减率72.83%的海绵建设总体目标，成功为广州市海绵示范城市建设添砖加瓦，也为广州终端管制中心的安全运行保驾护航。

3.2.1 建设下沉式绿地

广州终端管制中心在总图景观设计中依照园区自然地势布置下沉式绿地，如图1所示，利用天然高差实现雨水的自然积存、自然净化以及自然渗透，继而实现对场地的低影响开发。下沉式绿地的设置营造出独特的开放式坡地景观，提升了园区的自然观感，亦可利用绿地坡底的开放空间承接和贮存雨水，达到减少径流外排的目的。

图1 广州终端“海绵城市”建设情况

下沉式绿地采用两种类型：一是下沉20 cm，溢流口顶部标高低于周围铺装路面5 cm，考虑到结构放坡等因素，实际调蓄深度取10 cm；二是下沉5 cm，雨水口低于周边地面3 cm，不计算调蓄容积。两种下沉式绿地的溢流口和雨水口均采用平篦式雨水口，可将绿地中无法下渗的超量雨水引流至园区设置的蓄水池或是排入市政雨水管道，确保园区雨水排放安全。为便于雨水汇集，在人行道路面与下沉式绿地的交界处设置开口路缘石，路缘石沿纵向道路间隔开口，呈锯齿状。路缘石开口位置应依据下沉式绿地土壤标高统筹设计，道路与绿地等结合的竖向设计均有利于径流雨量汇入海绵设施内，以缓解暴雨来临雨水管网压力。

广州终端管制中心采用雨污分流的排水系统。雨水系统未设置初雨弃流设施，在降雨初期大量的污染物将伴随雨水冲刷经过市政雨水管道汇流进入河流湖泊，造成自然水系污染。广州终端的“海绵城市”选择在下沉式绿地种植根系发达，净化能力强的耐滞、耐寒类植物，能够对雨水冲刷带来的污染物进行初步净化，同时起到降低强降雨时期市政管道排水压力和净化园区路面的作用，从根本上缓解市区洪涝风险，也为水资源的节约和利用创造良好的条件。

3.2.2 打造生态停车场

停车场作为构建“海绵城市”中的一个重要开敞空间，其建设应攻克传统硬质铺装渗透能力极低的问题。广州终端管制中心在建设“海绵城市”时，综合考虑人行道与露天停车场建设的位置，采用“会呼吸”的透水铺装，人行道路面使用透水砖，露天停车场采用植草砖。透水铺装构造下层土基的透水系数不宜小于1.0×10-3mm/s，透水不能满足要求时需增加排水设计，植草砖的镂空率不得低于40%，透水砖铺装时需留缝2～3 mm 采用中粗砂填缝。相对于传统的停车场硬质铺装，透水铺装的大间隙结构层可以提高路面雨水下渗能力，维护地下水与土壤生态平衡，其良好的透水、透气性能也可使垫层贮存雨水自然蒸发，缓解局部热岛效应。同时，凹凸不平、多槽孔或腔的特殊结构也可以将雨中的污染物过滤及净化，实现路面雨水径流控制和污染削减。

3.2.3 源头调蓄

广州终端管制中心建设“海绵城市”的优势在于自带调蓄水池。该项目北临广州区域管制中心，在与项目地块交界处建有一个超大景观水池，有效深度120 mm（溢流水位-常水位），可以获得665.17 m3的有效调蓄容积，水体配有溢流井，设置一用一备的潜水排污泵。在广州市的暴雨时期，简单的“海绵体”不足以进行雨量清排，需要利用景观水池将绿地中无法下渗的超量雨水蓄存。日常需要或景观水池水位较高时，可将池水用于绿化灌溉及道路冲洗，同时具有雨水蓄存利用、景观美化的功能。

3.3 “海绵城市”在空管工程建设中的应用措施

3.3.1 落实规划引领作用

“海绵城市”的建设能够较好地改变以往城市发展中的一些误区和问题，具体发展和应用体现出了较为理想的经济价值、生态价值和社会价值，值得引起足够的重视。城市规划是落实“海绵城市”建设的具体载体，应当充分发挥规划的先导作用，将“海绵城市”的建设目标、控制指标以及设计指引等，并严格参照工程所在地建设行政主管部门的“海绵城市”建设规划指引办理工程报规报建手续。为确保“海绵城市”建设理念在工程建设中建成落地，广州终端管制中心建设工程全力配合广州空港经济区管理委员会落实广州市“海绵城市”建设规划，从立项、用地规划许可、工程建设许可阶段施工图审查直至地方政府竣工联合验收等各个阶段对“海绵城市”建设进行全流程管控。

3.3.2 遵守因地制宜

“海绵城市”的建设理念提供的只是一般性、通用型的指导思想，具体到不同地区、不同城市、不同建筑规模的园区建设，甚至不同单位性质的工程建设，均需结合当地的城市整体性规划。在综合分析建设工程特点的情况下，参照所在城市整体性规划的指引开展设计和施工。特别是需要紧密结合工程所在地的气候特点和周边环境情况，保证“海绵城市”的建设做到因地制宜。

3.3.3 坚持安全性原则

该原则是工程建设最为基本的原则之一，近年来我国洪涝灾害多发，引入“海绵城市”理念是希望通过“海绵体”的建设增强小区的吸水、蓄水和排水能力，及时清排降雨积水，降低洪涝灾害对小区产生的影响。

安全是航空业永恒的主题，这里不仅仅是指飞行安全，对于保障飞行安全的各类场所安全同等重要。空管工程“海绵城市”建设应采用快速降水的策略，利用下沉式绿地等低影响开发的“海绵体”吸纳、渗透、贮存雨水，降低市政管道雨水排放压力的同时减少园区积水，最大限度地降低洪涝灾害对空管设施、设备运行安全的影响，保障空管小区的整体安全性。

4 结语

“海绵城市”建设重在对天然水系统的保护与运用，在净增成本比较低的情况下，对于提升园区排水能力和建设品质，以及改善城市排水能力方面均有显著效果，具有极高的社会意义与经济意义。随着四型机场及四强空管建设的推进及深入，建设绿色、低碳的空管品质工程将成为今后空管工程建设的基本要求，引入“海绵城市”建设理念将为空管新建与改扩建工程的设计和实施提供创新思路。