市政排水工程的海綿化改造

市政排水工程的海綿化改造

導(dǎo)讀：在城市規(guī)劃建設(shè)的過程中，給排水系統(tǒng)是其中非常重要的一個部分。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(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，才能使雨水的利用率得到

進(jìn)一步有效提升。

一、市政排水工程進(jìn)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(shè)施系統(tǒng)，因?yàn)橛兄鴮?shí)

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(chǔ)設(shè)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(qiáng)

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(chǔ)設(shè)施的重要目標(biāo)之一。

透水鋪裝.下沉式球爵水泡、雨水播、

地、生物滯田設(shè)桔等濕塘、南水濕也等

二一海綿城市

而且，市政工程“海綿化”改造并不是要將灰色設(shè)施推倒重來、也不是用

“綠色設(shè)施”代替“灰色設(shè)施”，而是致力于結(jié)合綠色設(shè)施和灰色設(shè)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(jī)地統(tǒng)一起來

并協(xié)調(diào)運(yùn)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(jī)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(shí)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(hù)成本高且可持續(xù)性差；

?雨水被排掉、地下水得不補(bǔ)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(yán)重；

?泵房設(shè)備老化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、排水能力小;

?缺乏統(tǒng)一管理，管道私接、亂接現(xiàn)象嚴(yán)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(shè)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(shè)，要解決城市看海問題，建設(shè)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(shí)現(xiàn)市

政排水工程的海綿化改造。

1灰色骨架一一排水系統(tǒng)改造

1I提高排水管道標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行雨水管網(wǎng)、泵站提標(biāo)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(biāo)改造表現(xiàn)為實(shí)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(chǔ)上增設(shè)直徑1200mm至2000mm的大口徑管道

路面鋪設(shè)直徑L5米的雨水管道，給路面防澇提供了更大的空間

泵站改造現(xiàn)場

2|增設(shè)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(yīng)當(dāng)增設(shè)一些雨水泄洪通道。

城市水體泄洪排水口

3|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(chǔ)上的一個

提升與深化，深隧功能的發(fā)揮有賴于深淺結(jié)合一一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(jìn)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(jìn)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(shè)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：

1I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(jìn)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|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(shí)景圖

3|綠化緩沖帶與生態(tài)護(hù)坡

■藍(lán)線一一強(qiáng)制

■綠化緩沖帶一一限定范圍

-■濱水區(qū)一一控制導(dǎo)引

＜海端城市

綠色緩沖帶示意圖

綠色緩沖帶實(shí)景圖

生態(tài)護(hù)坡示意圖

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(shè)計(jì)

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(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)雨洪資源利用的最大

化。

1I設(shè)計(jì)理念

我們都知道徑流量擴(kuò)大會增加雨水管網(wǎng)及配套設(shè)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(xiàng)目采用海綿城市設(shè)計(jì)理念，

運(yùn)用先進(jìn)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(jìn)入中心湖存儲再利用并得到循環(huán)凈化。

海綿城市理念

2|設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。通過沉淀管井的預(yù)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。

降水

雨水流程圖：當(dāng)暴雨事件發(fā)生時，超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)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)。

STORMATERMANAGfMNTSYSTEM雨水收集系戰(zhàn)

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(yù)過濾和沉淀，進(jìn)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(shè)置的

泵房送至生態(tài)凈化群落，經(jīng)過凈化過后進(jìn)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|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(jìn)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|管網(wǎng)和設(shè)施基本布局

經(jīng)過各個分區(qū)計(jì)算和分析，可以得到排水防澇設(shè)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(shè)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?/p>

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(dá)到進(jìn)入泵井、

管道和湖體要求的純凈度，預(yù)處理是非常必要的。

沉淀井

3、調(diào)蓄溝：調(diào)蓄溝的主體為具有骨架結(jié)構(gòu)的“蓄水模塊箱”，其使用高強(qiáng)

度的合成物質(zhì)制造，有著很強(qiáng)的承壓能力和超過傳統(tǒng)蓄水設(shè)施的空間利用

率。

模塊化調(diào)蓄溝施工

4、中心湖：中心湖面積97900口2,設(shè)計(jì)常水位2.2m,三年一遇最高水位2.5m,

最低水位2.1m。

51場地實(shí)景

2深層排水隧道工程：東濠涌深隧工程

要系統(tǒng)解決城市內(nèi)澇問題，首先需要提高城市排澇“主動脈”即河道的行

洪能力，確保排水主渠道的暢通，但這種方案目前面臨諸多難題。

在這種現(xiàn)狀下，深隧系統(tǒng)更能解決問題。它將溢流的污水和初雨調(diào)蓄收集，

雨后送到污水處理廠處理；同時，它有很大的過流能力，遇到強(qiáng)降雨，可

作為分洪通道，緩解城市內(nèi)澇。

1I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(shè)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(jī)將水抽出，經(jīng)處理后排放到江河湖泊。

深隧工作原理

2I項(xiàng)目基本狀況

作為國內(nèi)第一個深層隧道排水工程項(xiàng)目，東濠涌深隧是廣州市為有效解決

“水浸街”的重點(diǎn)工程，項(xiàng)目位于越秀區(qū)，北起東風(fēng)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(diǎn)位于江灣大酒

店東側(cè)的補(bǔ)水泵站。工程造價2.72億元，總長1.77公里。

薄椒S市

東濠涌深隧示意圖

在地下40米處建設(shè)大容量的蓄水池，這種通過先存儲再排出的方式進(jìn)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(shè)成本也有明顯優(yōu)勢。

項(xiàng)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(dú)用其中一種方式都無法完全解決水

浸問題，單獨(dú)使用其中一種都無法讓所有水浸點(diǎn)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|深隧的預(yù)期效果

根據(jù)規(guī)劃，東濠涌深隧的設(shè)計(jì)使用年限為100年。建成之后，可將河涌排

澇標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)有的15年一遇提高到50年一遇，降低水浸風(fēng)險(xiǎn)，提高河涌水

體水質(zhì)。據(jù)廣州市水務(wù)局介紹，東濠涌深隧工程建成后，50年內(nèi)因項(xiàng)目的

實(shí)施可有效防止內(nèi)澇20次，每次內(nèi)澇按2億元計(jì)算，節(jié)省的經(jīng)濟(jì)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(guān)鍵策略

關(guān)鍵策略

▲雨污水管道改造；構(gòu)建多尺度排水系統(tǒng)

1、小尺度排水