針對海綿城市致力于解決的諸如內(nèi)澇,、水資源短缺以及徑流污染等問題,，需要將市政排水工程需要與海綿城市的各種技術進行有效的結(jié)合，才能使雨水的利用率得到進一步有效提升,。

 

一,、市政排水工程進行“海綿化”改造的必要性。

 

市政排水系統(tǒng)是處理和排放城市污水和雨水的工程設施系統(tǒng),，因為有著實現(xiàn)雨污水的排放,、轉(zhuǎn)移和治理的功能,，被俗稱為灰色基礎設施（Grey Infrastructure）,。

 

傳統(tǒng)的市政排水系統(tǒng)的核心理念是快干快排，這種方式雖然在城市暴雨強度大的時候排放效率較高,，但是對城市緊缺水資源的循環(huán)有效利用毫無益處,，所以，海綿城市需要從傳統(tǒng)的管道集中速排模式,，轉(zhuǎn)向了生態(tài)化和可持續(xù)的雨洪管理,，這也是綠色基礎設施的重要目標之一。

 

而且,，市政工程“海綿化”改造并不是要將灰色設施推倒重來,、也不是用“綠色設施”代替“灰色設施”，而是致力于結(jié)合綠色設施和灰色設施,，將雨污水的收集,、輸送、凈化,、利用,、排放等環(huán)節(jié)的內(nèi)容有機地統(tǒng)一起來并協(xié)調(diào)運作，最大程度發(fā)揮城市自身的排水和用水功能,。

 

二,、市政排水工程詳解

 

1、市政排水工程工作機制

 

 

城市排水系統(tǒng)通常由排水管道和污水處理廠組成：在實行污水,、雨水分流制的情況下,，污水由排水管道收集，送至污水處理后,，排入水體或回收利用,；而雨水徑流由排水管道收集后，就近排入水體,。

 

 

2,、傳統(tǒng)市政排水工程常見問題

 

這些傳統(tǒng)的市政排水工程存在的常見問題有：

 

◆為滿足瞬間排水要求，過分依賴管道工程；

 

◆工程浩大,、維護成本高且可持續(xù)性差,；

 

◆雨水被排掉、地下水得不補充,、雨水資料得不到充分的利用,；

 

◆管網(wǎng)老化，排水坡度小,，水流不暢,、淤積嚴重；

 

◆泵房設備老化,、設計標準低,、排水能力小,；

 

◆缺乏統(tǒng)一管理,，管道私接、亂接現(xiàn)象嚴重,，污水收集率低,。

 

三、市政排水工程“海綿化”改造措施

 

正如前文所述,，海綿城市建設已經(jīng)不能僅僅局限于城市排水防澇管道這種灰色建筑的建設,，要解決城市看海問題，建設海綿城市仍需要“灰色”和“綠色” 相結(jié)合,，接下來就讓我們看看到底有哪些具體措施可以實現(xiàn)市政排水工程的海綿化改造,。

 

1、灰色骨架——排水系統(tǒng)改造

 

1丨提高排水管道標準,，進行雨水管網(wǎng),、泵站提標改造

 

 

雨水管網(wǎng)改造主要表現(xiàn)為加大管徑；泵站泵房提標改造表現(xiàn)為實現(xiàn)智能控制,、恒壓供水,，節(jié)能降耗，滿足供水要求,，保障水壓穩(wěn)定,。

 

 

在原有老舊管道的基礎上增設直徑1200㎜至2000㎜的大口徑管道

 

2丨增設雨水泄洪通道

 

將雨水管網(wǎng)管徑增大后，排入江河湖海等各種“海綿”水體中的水量將會增多,，所以應當增設一些雨水泄洪通道,。

 

城市水體泄洪排水口

 

3丨打造地下排水深邃泄洪排澇

 

深隧工程不是要重建一個城市排水系統(tǒng)，它是原有治水管網(wǎng)基礎上的一個提升與深化,，深隧功能的發(fā)揮有賴于深淺結(jié)合——只有深淺層之間的管網(wǎng)暢通,，深隧的功能才能發(fā)揮正常,。

 

 

降雨時，多余雨水由豎井進入深層隧道,，減輕淺層排水管壓力,；降雨停止時，隧道內(nèi)存儲的雨污水經(jīng)由泵站輸送到淺層管網(wǎng),，進入地面污水處理廠處理,。

 

3、綠色樞紐——道路生態(tài)化改造

城市市政工程排水的主要集水區(qū)在于道路,，所以通過打造道路周邊的生物滯留設施,，可以多而全地將雨水引入排水系統(tǒng)。

 

以下是幾種改造方式：

 

1丨雨水蓄滲塘和雨水收集池

 

 

在雨水終端排放水體之前對其進行調(diào)蓄和滲濾處理,，既可滿足道路排水功能需求,，又可解決初期雨水道路徑流帶來的水質(zhì)污染問題

 

 

雨水收集池

 

 

2丨生態(tài)植草溝與下凹式綠地

 

生態(tài)植草溝示意圖

 

下凹式綠地實景圖

 

3丨綠化緩沖帶與生態(tài)護坡

 

綠色緩沖帶示意圖

 

四、市政排水工程“海綿化”改造具體案例

 

1,、天津文化中心生態(tài)排水防澇系統(tǒng)設計

 

天津文化中心由天津樂園改造而成,，而天津作為一個資源性缺水和飽受內(nèi)澇之苦的城市，在舊城區(qū)改造和重新規(guī)劃開發(fā)時需要對排水防澇系統(tǒng)提出了更高的要求,，即將“防”和“用”有機結(jié)合，實現(xiàn)雨洪資源利用的最大化,。

 

1丨設計理念

 

 

我們都知道徑流量擴大會增加雨水管網(wǎng)及配套設施的規(guī)模和造價,，破壞自然水循環(huán)模式并造成內(nèi)澇。天津文化中改造項目采用海綿城市設計理念,，運用先進的雨水收集理念,，場地內(nèi)大部分暴雨徑流經(jīng)雨水收集系統(tǒng)收集、過濾,、流動進入中心湖存儲再利用并得到循環(huán)凈化,。

 

海綿城市理念

 

2丨設計流程

 

 

生態(tài)雨水管理體系主要由三方面組成：雨水收集系統(tǒng)、湖水循環(huán)與凈化系統(tǒng),，以及湖體設計,。通過沉淀管井的預處理、蓄水模塊的調(diào)蓄,、濕地凈化一系列流程,，將場地中大部分的雨水集入中心湖。

 

雨水流程圖：當暴雨事件發(fā)生時,，超過設計標準的徑流量會流入中心湖,、或通過緊急溢流與中心湖的湖底調(diào)蓄流入市政管網(wǎng)系統(tǒng)。

 

雨水系統(tǒng)流程示意圖

 

降雨發(fā)生后,，內(nèi)排區(qū)域屋頂,、道路和綠地的雨水將被不同形式的排水溝,、入流井和雨水管道匯集，經(jīng)過沉淀井的預過濾和沉淀,，進入地下模塊化調(diào)蓄溝里,。在調(diào)蓄溝中，水流得到滯留,，雨水峰值變小,，并通過終端設置的泵房送至生態(tài)凈化群落，經(jīng)過凈化過后進入中心湖中儲存,。外排區(qū)域的雨水也會經(jīng)過收集和沉淀的過程,，最后通過調(diào)蓄溝滯留后流入市政管網(wǎng)。

 

3丨場地排水區(qū)劃分

 

 

根據(jù)場地整體布局和豎向規(guī)劃,，整個場地可劃分為22個排水分區(qū)流域,。其中內(nèi)排（排入調(diào)蓄溝和中心湖后再溢流入市政管網(wǎng)）和外排（排入調(diào)蓄溝后進入市政管網(wǎng)）面積分別占場地總面積的53%和47%

 

排水分區(qū)圖

 

4丨管網(wǎng)和設施基本布局

 

 

經(jīng)過各個分區(qū)計算和分析,，可以得到排水防澇設施初步布局,。該排水防澇系統(tǒng)主要由縫隙式排水溝,、沉淀井,、調(diào)蓄溝,、中心湖組成,。

 

 

排水防澇設施布局方案

 

中心湖循環(huán)凈化系統(tǒng)示意圖

 

排水防澇系統(tǒng)系統(tǒng)主要組成包括：

 

 

1,、縫隙式排水溝：V型橫截面縫隙式排水溝和蓋板排水溝采用樹脂混凝土成品排水溝,，能夠?qū)⒂晁咝У氖占?/span>

 

 

2,、沉淀井：通常狀況下雨水初期徑流夾雜雜質(zhì)及異物,，無法達到進入泵井、管道和湖體要求的純凈度,，預處理是非常必要的,。

 

 

3、調(diào)蓄溝：調(diào)蓄溝的主體為具有骨架結(jié)構的“蓄水模塊箱”,，其使用高強度的合成物質(zhì)制造,，有著很強的承壓能力和超過傳統(tǒng)蓄水設施的空間利用率。

 

模塊化調(diào)蓄溝施工

 

1丨深隧工作原理

 

 

所謂的深層隧道排水工程,，就是指在地下40米處建設容量為數(shù)十萬甚至過百萬立方米的大型蓄水池,。發(fā)生大暴雨時可將降雨先儲存在地下，排水高峰期過后再用泵機將水抽出,，經(jīng)處理后排放到江河湖泊,。

 

深隧工作原理

 

2丨項目基本狀況

 

 

作為國內(nèi)第一個深層隧道排水工程項目, 東濠涌深隧是廣州市為有效解決“水浸街”的重點工程,項目位于越秀區(qū),北起東風路以南的東濠涌高架橋西側(cè)綠化用地,沿越秀北路、越秀中路,、越秀南路以南,終點位于江灣大酒店東側(cè)的補水泵站,。工程造價2.72億元,總長1.77公里。

 

東濠涌深隧示意圖

 

 

在地下40米處建設大容量的蓄水池, 這種通過先存儲再排出的方式進行調(diào)蓄,城市排水壓力將得到緩解,不但發(fā)生內(nèi)澇的可能性有所降低,而且可以控制溢流污染和初雨污染,。不僅如此,相比地表明渠或排水管網(wǎng),深隧系統(tǒng)的建設成本也有明顯優(yōu)勢,。

 

項目部分三維視圖與3D地址坡面

 

 

但是,，無論是淺層排水和深層隧道,單獨用其中一種方式都無法完全解決水浸問題,單獨使用其中一種都無法讓所有水浸點完成排水,所以廣州老城區(qū)的排水將采取的是淺層排水和深層隧道相結(jié)合的排水方式。

 

深隧與淺層排水系統(tǒng)銜接示意圖

 

3丨深隧的預期效果

 

 

根據(jù)規(guī)劃,，東濠涌深隧的設計使用年限為100年,。建成之后，可將河涌排澇標準由現(xiàn)有的15年一遇提高到50年一遇,，降低水浸風險,，提高河涌水體水質(zhì)。據(jù)廣州市水務局介紹,，東濠涌深隧工程建成后,，50年內(nèi)因項目的實施可有效防止內(nèi)澇20次，每次內(nèi)澇按2億元計算,，節(jié)省的經(jīng)濟損失靜態(tài)價值為40億元,。

 

深隧豎井施工現(xiàn)場

 

深度剖析——市政排水工程“海綿”改造的關鍵策略關鍵策略▲雨污水管道改造；構建多尺度排水系統(tǒng)

 

1,、小尺度排水系統(tǒng),，注重源頭徑流調(diào)蓄，設置調(diào)蓄設施,；

 

2,、中尺度排水系統(tǒng)：針對城市洪澇標準內(nèi)雨情，通過中小河道,、雨水管道,、泵站提標改造、增設行泄通道,、調(diào)蓄區(qū)、蓄澇區(qū)

 

 

3,、大尺度排水系統(tǒng)：針對超常雨情