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基于"生態海綿城市"的中新天津生態城水系統規劃
時間：2016-08-08 來源：微水會 作者：微水會報道
導語
中新天津生態城（以下簡稱生態城）是中新兩國政府致力于建設經濟蓬勃、社會和諧、環境友好、資源節約的城市，使之成為可持續發展的楷模。中新合作建設生態城的宗旨是：實現人與人和諧共存、人與經濟活動和諧共存、人與環境和諧共存，使之成為可持續發展的范例。生態城水系統規劃結合"生態海綿城市"理念，通過運用徑流控制、污染消減、水資源利用、低影響開發、水生態保護與修復等技術手段，因地制宜，合理規劃，促進生態型海綿城市水系統規劃的發展與示范。
文章來源：第十屆中國城鎮水務發展國際研討會 論文
基于"生態海綿城市"的中新天津生態城水系統規劃
1. 引言
近年來, 隨著國家和地方推廣建設海綿城市的政策密集發布，全國各地宣起規劃、設計、建設海綿城市的熱潮。海綿城市的本質——解決城鎮化與資源環境的協調和諧，讓城市“彈性適應”環境變化與自然災害，由此轉變排水防澇思路1，一是，保護水資源，突破傳統的“以排為主”的城市雨水管理理念，吸納盡可能多的水資源，為城市所利用。二是，防治水污染，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種生態化技術，減少雨洪初期雨水對水體的污染。三是，減輕洪澇災害影響，通過減少徑流系數的方式，使較大降雨量得到就地吸納，降低城市內澇的影響。中新天津生態城是中新兩國政府合作項目,2007年11月18日，溫家寶總理與新加坡李顯龍總理共同簽署了在中國天津建設生態城的框架協定。中新天津生態城致力于建設經濟蓬勃、社會和諧、環境友好、資源節約的城市，使之成為可持續發展的楷模。生態城規劃中應體現以人為本、社會和諧的目標，提出社會和諧、環境友好、資源節約，“能復制、能實行、能推廣”的生態城市發展模式。針對生態城狀況，將海綿城市理念因地制宜地融入中新天津生態城水系統規劃編制中，促進了生態城的建設與和諧發展。
2. 生態城總體規劃與水系統規劃
生態城總體規劃為生態城海綿城市的規劃建設奠定了堅實的基礎。生態城在總體規劃過程中，給、排水及水系統等專項規劃就同步跟進，配合協調，從而相得益彰，促進生態城的高標準建設規劃建設。生態城總體規劃面積為34.2km2,規劃人口為15萬。整個規劃對城市原有生態系統進行保護，最大限度地保護原有的河流、湖泊、濕地等水生態敏感區，留有足夠涵養水源，應對較大強度降雨的林地、草地、湖泊、濕地，維持城市開發前的自然水文特征。并規劃以清凈湖和薊運河故道水體為核心，以慧風溪等六條河道為生態走廊，并延伸至各地塊的水系統整體布局，整個生態城規劃控制濕地的凈損失為零，所有這一切，為海綿城市的規劃建設奠定良好的基礎。
整個生態城的水系統規劃，將生態城的給水、雨水、污水、再生水以及水系所有涉水系統融為一體，規劃致力于雨水控制調蓄、水資源利用、水污染治理、水環境改善，構建成一個安全、健康、高效的水環境系統。整個水環境構建圍繞點源污染的消減、面源污染的減排、內源污染的控制以及水環境生態改善展開進行，通過補水換水、污染消減、水體循壞、改善生態等手段,使整個水系統達到高標準目標建設要求，達到改善水體水質的目的。
整個水系統規劃與海綿城市相關的控制指標如下：
①雨水管網設計重現期達3年一遇。
②單場三年一遇降雨（日降雨95mm）不外排，控制年雨水徑流量>85%。
③年均雨水利用量達570萬m3，非常規用水指標達60%,大大超過兩國協議（50%）要求。
④規劃水體水質指標達到Ⅳ類。
⑤低影響開發面積達4.98k㎡,占生態城整個面積的14.6%。
3. 徑流量的管控
生態城地處的濱海新區，是一個高鹽堿、高地下水位、冬季較寒冷而降雨集中（6~9月降雨達年降雨85%左右）的地區。高種植及維護成本的綠色屋頂在本區推廣幾無可能；整個濱海新區綠化種植排鹽系統的出路往往是雨水管網收集系統，這樣導致雨水中含鹽分過高（>3000mg/l）,即使源頭規劃雨水調蓄池也會因為綠化排鹽的接入雨水難于利用，由此,水系統規劃設置雨水調蓄池也不合時宜；生態城淤泥質土壤滲透系數<10-4,如不改良土壤,促滲效果不佳，所有這一切給生態城海綿建設添加了不少難度 。
生態城水系統規劃除源頭管控雨水徑流外，更為關鍵的是，生態城結合總體規劃及城市豎向規劃因地制宜地形成了清凈湖及薊運河故道為核心，以六條生態走廊為骨架，以規劃3年一遇的雨水管道為枝椏的大、小排水系統格局，并輔之以城市豎向規劃，將超標準的降雨通過地塊—道路—生態走廊—六條溪流的排泄通道最終排入薊運河故道或清凈湖。整個生態城規劃雨水徑流管控路線圖見圖3-1。
圖3-1 生態城規劃雨水徑流管控路線圖
生態城管控15~20%路面為透水路面，所有慢行系統及停車位均采用透水鋪裝，通過整個綠化系統土壤改良，借助綠化排鹽盲管，促滲雨水；3年一遇的雨水管網設計同時給雨水提供了較大的調蓄容積，也保障了小排水系統的需求；生態城不設有下凹式立交等交通樞紐，也防止了由于客水而導致的局部水災隱患；而整個生態城規劃水域面積4.21km2和2.4 km2濱水濕地，規劃根據季節不同對水位控制不同，雨季水位較冬季水位低0.5m,整個水系雨季調蓄能力高達297.0萬m3，控制超3年一遇降雨（95.1mm降雨；變徑流系數，徑流深72.9mm)不外排，從而達到控制年雨水徑流量>85%的目標。整個生態城大排水系統能抵御50年一遇降雨需求，雨水通過薊運河故道及清凈湖等水體調蓄錯峰后，最終外排至薊運河。
4. 徑流污染的控制
生態城水系統規劃對徑流污染的控制主要集中在源頭及末端。整個生態城綠化排鹽系統為源頭雨水徑流污染的控制提供了良好的條件，圖4-1 為綠化排鹽系統斷面圖。生態城雨水利用綠化系統濾滲、盲管收集后通過雨水管網排入雨水泵站。生態城水系統規劃雨水分五個分區（圖4-2），除低影響開發的生態核片區及濱水空間雨水靠自流排入水系外，其余雨水（超標準雨水主要通過道路直接排入水體）均通過雨水泵站（4座，每分區一座）提升后排入水系，這樣整個生態城面源污染最終通過徑流轉化為點源污染，集中于雨水泵站外排。而生態城水系統規劃在雨水泵站中特別設置一臺專用泵，該泵既可將雨水提升至污水系統中又可以將雨水提升至濱湖濕地，并可切換出路。當降雨量相對較小時，雨水往往可以儲存在雨水管網中，依靠專用泵利用污水處理廠低谷時逐步將雨水處理后再作為生態用水或其它用途利用；降雨較大時，初期雨水被提升至每個雨水泵站所對應的濱湖濕地，儲存處理（濕地儲存能力滿足10mm降雨需求），雨水通過濕地處理后排入水體利用；只有當雨水降雨較大時（超過管網及濕地的處理、儲存能力）雨水才直接通過泵站提升排入河道（2014年，生態城起步區雨水泵站僅開啟一次直接對河道排放），整個雨水徑流污染控制技術路線見圖4-3。低影響開發區域及濱湖空間的雨水徑流污染主要通過綠化濾滲、截污后排入水體。整個水系統通過以上措施可控制>50%的徑流污染。
圖4-3 雨水徑流污染控制技術路線圖
5. 雨水資源的利用
生態城地處鹽堿地，由于綠化排鹽系統的接入，雨水一般含鹽分較大，且北方城市降雨相對較少，雨水水質較差，小區范圍內收集、處理、利用雨水無論是成本因素還是管理維護均存在一定困難。而生態城水資源短缺、水環境較差，生態需水量較大，由此，雨水資源利用尤為必要。生態城雨水利用除源頭促滲、洗鹽、壓鹽外，關鍵是規劃雨水出路為雨水利用創造了條件。生態城雨水匯集至雨水泵站后出路有三，其一，通過濕地處理進入水系補水；其二，通過進入污水處理廠處理后作為再生水水源用于綠化灌溉、景觀補水利用；其三，當降雨較大，雨水直接提升至水體作為生態水利用。整個生態城年均雨水利用約570萬m3。
6. 低影響開發
整個生態城，根據總體規劃布局及地形條件，選擇中心是清凈湖，四周被薊運河包裹的低密度開發的生態核片區為低影響開發片區，其面積達4.98k㎡。整個區域由于地塊最遠距水體距離<500m,整個區域綠化面積>50%,水面與地塊高差達1.5 m，這些，為區域低影響開發提供了有利條件，水系統規劃打破傳統雨水排放模式，在該區不設傳統雨水排放管道，通過微地形營造，采取分散式排水，借助滲透路面、綠化濾滲、淺溝排水、雨水調蓄、生態護岸截污、濕地處理等方式，隨坡就勢將雨水排入薊運河故道河、清靜湖水體，達到控污、減排、低影響開發的目的。
7. 水生態的保護與修復
生態城水生態的保護與修復主要通過面源污染控制、補水換水、水體循壞、景觀生態修復、濕地凈化處理等途徑實現。通過開展生態護岸截留、低影響開發技術（透水路面、下滲地面、植草溝等）集成應用降低雨水面源污染對故道水體水質的影響；通過故道濕地、景觀與生態修復協同，構建強化生態修復能力的水環境系統；結合水體補水換水，水體循環需求，通過水動力模型對水質、水量的動態模擬確定多點補水規劃方案及水系循環的循環流量（10×104m3/d~15×104m3/d時最佳），提升水質凈化效果，為水體的總體目標（Ⅳ類水體）奠定了堅實的基礎。
結語
生態城水系統規劃依據水系統狀況，結合“生態海綿城市”的建設，前瞻性的分析雨水資源化的方向，構建雨水利用及生態安全格局，因地制宜有效管控徑流、消減徑流污染、防止洪澇災害發生、構建雨水利用“生態海綿”地區，合理利用雨水，并通過低影響開發、水系補水換水、水體循環、生態濕地處理等措施，保護生態、修復水體，為后續生態城水系統建設提供指導，具有重大社會、經濟和環境效益，并能體現“能復制、能實行、能推廣”技術效應。
參考文獻
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[3] 董淑秋 韓志剛. 基于“生態海綿城市”構建的雨水利用規劃研究，生態城市， NO.12,2011
2016（第十一屆）城市發展與規劃大會將于8月16-17日在湖南長沙召開。
此次大會水世界將承辦以下：
➥海綿城市規劃與建設
➥水系統規劃與水生態修復
➥城市綜合管廊線規劃建設管理
三個分論壇。
會議背景：
在中華人民共和國住房和城鄉建設部以及相關國際組織的支持下，由中國城市科學研究會和長沙市人民政府主辦的“2016（第十一屆）城市發展與規劃大會”將于2016年8月16-17日在長沙市召開。 本屆大會主題為“綠色循環 包容韌性 和諧宜居”。作為城市規劃及建設領域的重要國際性學術盛會，它將回顧、總結、推廣過去一年來這一領域里所取得的創新成果，其使命即為這一領域的專家、學者和企業界人士提供一個理論研究和成果交流的學術平臺，本屆會議將特邀國內外數百位在此領域學術卓越的學者專家做精彩的主題報告。
水世界-中國城鎮水網將承辦以下3個分論壇
歷屆參會人員
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