湖南省宁乡市高新区海绵城市建设研究

文昊，李劲夫

（宁乡高新技术产业园区管理委员会，长沙 410600）

1 湖南省宁乡市高新区海绵城市现状

湖南省宁乡市高新区位于宁乡市规划的金洲组团片区，规划面积41.26 km2，建设用地面积26.13 km2，已开发建设面积16.5 km2。规划人口13.10 万人，现状居住人口为3.946 万人；现状建设用地为18.16 km2。

宁乡高新区整体呈中间高、四周低的龟背形地势，以东面的官桥河、西边的东河和沩水为受纳水体。开发建设以集中工业厂房建设模式为主，整体以工业用地建设为主，绿地面积稀少，大量土地以工厂和交通道路的形式硬化，海绵城市建设理念处于启蒙阶段。区内大量原先以池塘形式存在的自然水面不断消失，导致下垫面发生根本性改变。下雨时的地面径流大大提高，每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水。对城市排水系统带来了巨大压力，低洼区域经常出现内涝积水问题，如图1 所示。因此，必须以水系为主体骨架，对管线提标系统进行全面改造和深度整合，对城市道路中的主要污染源加以管理、补水，从而有效地提升城市规划内的水质环境[1]。

图1 城市内涝积水

2 海绵城市建设条件

海绵城市建设是指充分发挥城市绿地、道路、水系统等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效缓解城市内涝、削弱城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境，即做到自然积存、自然渗透、自然净化功能，以推动城市生态建设的整体提升[2]。

2.1 用地条件及竖向分析

高新区用地以工业用地为主，其中，工业用地和道路交通设施用地占比达69.14%，而可挖掘做海绵城市的绿地、广场用地只有4.47%。特别是金洲大道两侧地块，几乎都是工业用地，在用地布局上未考虑海绵城市发展需要的绿地和必要水域。

从土地利用规划可知，大面积进行海绵城市建设或改造的路线代价太大，没有合适的水面和绿地可用，不符合高新区的建设实际情况。但仍可围绕官桥河和峡山溪布局有部分绿地，可以构建生态湿地。

竖向方面，高新区内为典型的丘陵地貌，现状地形中部较高，东西两侧较低，区内将军山、天马山、沩水、官桥河这种“两山两水”的格局，将高新区划分为3 个大的排水分区布局。其中，北片区以银州路为分水岭，西南片区以澳洲路为分水岭。整体南高北低的情况，场地东部官桥河片区地势低洼，场地西部沩水河片区地势低洼。

2.2 水系统条件分析

城市水体包括塘、湖泊、河道等。区域内主要有“一溪、两河、十塘”。官桥河、八曲河南北向穿越高新区，邱家塘、平湖塘、长塘、油铺塘、西湖塘、汗塘、保用塘、新塘、汗塘、神冲塘、山湖塘等给高新区提供天然的海绵空间。

2.3 道路系统条件分析

就海绵城市而言，市政道路设计十分关键。道路中间及两侧绿化带可以设置下凹绿地、树池、透水沥青和铺装等海绵措施[3]，以削减地面径流和面源污染。园区现状已建东西向干道：金水西路、金沙西路、金洲大道、金科西路；南北向干道：历泉路、金洲南路、金阳大道。

道路海绵措施主要有新型边坡支护、下沉绿化带、透水铺装人行道和渗水沥青路面等。

3 “海绵城市”在高新区市政建设中的应用分析

3.1 推行新型边坡支护方式

在新建道路工程中，根据海绵城市的设计要求，应引入新的设计思想，斜坡支护技术就是其中之一。采用斜面保护方法设置的都市市政道路能够随着自然条件的改变，起到临时防洪堤的效果。在斜面保护方式的具体运用实践中，可以分为保护围墙和草坪保护两种类型。但相关应用经验也表明，在现实应用中，随着降水量的增加，草坪防护也往往显示出了一定程度的坍塌危险性。所以，必须把草坪防护层和挡土墙有效结合，有效地降低路基塌陷对路面施工带来的不良影响，从而使城市化道路建设逐步向绿色化方面发展。

3.2 因地制宜地设置下沉绿化带设计或改造

绿化带设置在海绵城市理念中同样是重要一环，通过采取下沉绿地、植草沟及低洼树池等绿化设计手段，实现下渗、迟滞、削峰及净化雨水的目的。在高新区过去的城市道路设计中，以物理导流的原则设置城市主要街道绿化带，即设置高出行人路面约45 cm 的绿化带进行降雨引流作业。这些传统设置方式不但会加大对城市道路降雨的引导压力，也增加了绿化带中积水的饱和。因此，需要引入下沉型绿化带建设与智能管理有机结合的方法对绿化区实施管理。下沉型园林绿地大多设置于市政路的整个中分带和侧分带，以及道路一侧的公园等地方。这种设施的设计目标主要是对地面雨水径流进行拦截净化，从而使超过草坪蓄渗能力的雨水能够经过溢流口径直排入就近的雨水管线。在景观绿地上还要设置必要的雨水口，而这些溢流孔的标高也要低于路面，如此就可以提高溢流作用[4]。

下沉绿化带、透水铺装和渗水沥青路面主要用于新建道路项目，高新区已建道路如果进行海绵设施改造，成本较高且对交通影响较大，因此，这两项措施不适合在区域内运用。

针对该状况多次进行调研分析，道路与企业用地之间大多数留有缓冲用地或绿化，有条件适当改造后，可成为下沉绿地。下沉式绿地对城市道路排涝能力有较好的保障作用。在城市不同地段适当设计下沉式绿地，可以合理控制地表径流总量，对城市内涝现象的出现有充分的减缓能力。针对已建成区，主要推荐利用各厂区围墙和道路之间的退让距离，改造道路两侧绿化带空地，作为超标雨水的泄水通道。以最小的代价，提高道路海绵和降雨的排泄效果，从而使城市交通的排涝能力得到了大幅提升，也进而提高了都市的生态环境[5]。

3.3 实行河塘成片、水系连通

高新区水域、塘包括官桥河、八曲河南北向穿越高新区，邱家塘、平湖塘、长塘、油铺塘、西湖塘、汗塘、保用塘、新塘、汗塘、神冲塘、山湖塘等，面积达到52.6 ha，是难得的天然调蓄水体，建立塘、湖及景观水面与雨水管网、受纳水体之间的联系，恢复调蓄功能[6]。另外，水系的适当保留，可以使城市雨水就近排放，提高雨水排放效率的同时，可以减小下游雨水管的管径和埋深，从而大大降低“灰色”雨水管的造价。

根据水体周边地块的场地条件，将雨水干管与水体衔接，落实海绵城市指标。各城市道路雨水主干管就近排放至水域、水塘，高出调蓄能力的雨水再通过溢出管排放至右干渠、官桥河、八曲河等外围河流水系。经计算区内可调蓄水量约26.3 万m3，折合成降雨量9.6 mm，高新区河湖成片、水连通如图2 所示。当晴天或旱季时调蓄留滞下来的水量可以缓慢释放，作为下游水系的生态水源或周边农田的灌溉水源。

图2 宁乡市高新区河湖连通示意图

3.4 海绵湿地构建

湿地如同森林、耕地、海洋一样，是人类赖以生存和发展的资源宝库。天然湿地的生物多样性、生态功能和各方面的价值都是不可替代的，被誉为“地球之肾”。由于湿地是陆地与水体的过渡地带，因此，它同时兼具丰富的陆生和水生动植物资源，形成了其他任何单一生态系统都无法比拟的天然基因库。海绵湿地利用物理、水生植物及微生物等作用净化雨水，是一种高效的径流污染控制设施，以良好生态环境和多样化湿地景观资源为基础，达到净化和调蓄雨水的目的。其位置一般位于地表水和地下水的承泄区，分布于地貌低洼部位，是上游水源汇集地，具有分配和均化河川径流的作用。

在高新区东部官桥河、西部峡山溪均是高新区的地势较低的区域，是高新区的最终雨水承泄区。因此，通过人工建设成连片湿地，可以有效保护城市水系不遭其他建设活动破坏，同时可以提高雨洪调蓄能力和水体的自然净化功能。官桥河、西部峡山溪雨水湿地（见图3）建设总面积约94.3 ha，建成后替代城市规划后消失的水域，保证城市水系的生态功能作用。

图3 宁乡市高新区人工湿地构建图

4 结语

综上，对湖南省宁乡市高新区海绵城市工程进行科学技术规划十分关键，可以增强园区建设规划的综合实力，从而推动城市的可持续发展。同时根据城市实际进行科学合理的设计有助于加强城市对当地雨水利用情况的高效管理，进而让海绵城市工程具有更多的功能。本文通过对湖南省宁乡市高新区各建设条件的分析研究可知，区域内开发建设强度大，导致下垫面发生根本性逆转，部分区域存在积水、内涝现象。本文通过介绍海绵城市理念，根据目前建设现状和基础设施条件，提出了针对性的海绵城市建设方向，研究采取塘湖连片改造、“绿、灰”排水设施联通、地块退让带下凹绿地改造及生态湿地构建等方式，以提高宁乡高新区海绵城市建设水平，降低城市排水压力和提高水安全保障能力。