■ 張 亮

陜西西咸新區(qū)作為國家首批、西北唯一的海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市，按照海綿城市的理念和要求，積極探索具有西北地域特色的、涵蓋源頭減排系統(tǒng)、排水管渠系統(tǒng)、排澇除險(xiǎn)系統(tǒng)的城市內(nèi)澇防治體系。

一、西咸新區(qū)概況

西咸新區(qū)位于陜西省西安市和咸陽市建成區(qū)之間，轄空港新城、灃東新城、秦漢新城、灃西新城、涇河新城等5個(gè)組團(tuán)。屬溫帶大陸性季風(fēng)型半干旱、半濕潤氣候區(qū)。夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，四季干、濕、冷、暖分明。

根據(jù)臨近的秦都區(qū)國家基本氣象站1960～2014年日最大降雨量和1981～2010年月平均降雨量的統(tǒng)計(jì)分析，西咸新區(qū)多年平均降雨量約520mm。其中，7～9月降雨量占全年降雨量的50%左右，且夏季降水多以暴雨形式出現(xiàn)，易造成洪、澇和水土流失等自然災(zāi)害。

西咸新區(qū)是我國首個(gè)以創(chuàng)新城市發(fā)展方式為主題的國家級(jí)新區(qū)，被國務(wù)院賦予建設(shè)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶重要支點(diǎn)、我國向西開放重要樞紐、西部大開發(fā)新引擎和中國特色新型城鎮(zhèn)化范例的歷史使命。2012年以來，西咸新區(qū)將海綿城市建設(shè)作為創(chuàng)新城市發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)和突破口，按照低影響開發(fā)理念開展海綿城市建設(shè)探索和實(shí)踐。

二、城市排水防澇問題

（一）城市雨水管渠覆蓋不足

西咸新區(qū)內(nèi)新建城區(qū)的排水體制為雨、污分流制，雨水管道隨道路同步敷設(shè)，老城區(qū)多為合流制管網(wǎng)或散排。雨水管渠覆蓋率為4．2km/km2，相較于發(fā)達(dá)城市，覆蓋率明顯不足。

表1 西咸新區(qū)現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)系統(tǒng)及覆蓋率

（二）雨水管渠排水能力不足

采用Mike Urban水力模型對(duì)現(xiàn)狀城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，以西咸新區(qū)1年一遇、2年一遇、3年一遇和5年一遇暴雨雨型作為管網(wǎng)排水能力評(píng)估的降雨數(shù)據(jù)，綜合分析城市排水系統(tǒng)實(shí)際排水能力。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年版），西咸新區(qū)非中心城區(qū)雨水管渠及泵站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為2年一遇。模型評(píng)估結(jié)果顯示，西咸新區(qū)雨水管渠排水能力小于2年一遇的管網(wǎng)為173．84km，所占比例為39．2%。

（三）排澇設(shè)施不足、體系不完善

西咸新區(qū)目前在傳統(tǒng)排水設(shè)施方面基本按照規(guī)劃、按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，但在應(yīng)對(duì)超標(biāo)雨水徑流排放方面的措施較為缺乏，對(duì)雨水調(diào)蓄空間、雨水行泄通道、內(nèi)河整治等大排水系統(tǒng)方面考慮不足。同時(shí)，由于西咸新區(qū)大部分為新建城區(qū)，雨水管網(wǎng)隨道路建設(shè)過程中，容易出現(xiàn)上游建成、下游管網(wǎng)尚未建設(shè)的情況，導(dǎo)致下游排水無出路。

表2 西咸新區(qū)現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)系統(tǒng)及覆蓋率

（四）日常管理維護(hù)不足

城市排水管理薄弱是造成城市內(nèi)澇的一個(gè)重要原因。城區(qū)內(nèi)大量施工場地的余泥渣土、泥漿偷排等行為引發(fā)管道堵塞，嚴(yán)重破壞了排水管道的排水能力和防洪能力。

三、總體思路

城市內(nèi)澇防治體系需要解決源頭減排、排水和防澇三個(gè)層次的不同需求。源頭減排指的是在雨水進(jìn)入城鎮(zhèn)排水管渠設(shè)施前，利用滲透和滯蓄等低影響開發(fā)設(shè)施減少徑流量。排水指的是及時(shí)排除短歷時(shí)低重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)降雨，主要通過城市現(xiàn)有的雨水排水系統(tǒng)來解決。防澇指的是有效應(yīng)對(duì)長歷時(shí)較大重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)降雨，利用排澇除險(xiǎn)設(shè)施解決超出排水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的雨水徑流。三者共同發(fā)揮作用，組成城市內(nèi)澇防治體系。

（一）新建城區(qū)

優(yōu)先考慮從源頭降低城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，采用低影響開發(fā)建設(shè)模式源頭控制雨水徑流，同時(shí)，基于水力模型識(shí)別豎向不合理的區(qū)域，通過豎向調(diào)整降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)規(guī)劃確定的雨水管渠、泵站及附屬設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)雨水排水系統(tǒng)，并根據(jù)內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水系治理規(guī)劃，合理布局內(nèi)澇防治設(shè)施，主要措施如下：

1．源頭減排系統(tǒng)：采用低影響開發(fā)建設(shè)模式，減少城市開發(fā)對(duì)原有自然水文的影響，減少不透水面積比例，降低徑流系數(shù)，合理規(guī)劃豎向高程，降低新建城區(qū)易澇風(fēng)險(xiǎn)。

2．排水管渠系統(tǒng)：根據(jù)規(guī)劃確定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計(jì)雨水排水系統(tǒng)。

3．排澇除險(xiǎn)系統(tǒng)：理順?biāo)?，確定水系防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)，保證城市水面率，合理布局下凹式綠地、雨水調(diào)蓄設(shè)施等增加雨水調(diào)蓄空間，布局澇水行泄通道，保證澇水排放順暢。

（二）已建城區(qū)

重點(diǎn)針對(duì)易澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、在復(fù)核雨水管渠及其附屬的基礎(chǔ)上，采取以下思路進(jìn)行比選：①如雨水管渠滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則不調(diào)整雨水管渠，優(yōu)先采用豎向調(diào)整和高水高排措施，其次采取分區(qū)調(diào)整、新增干管的措施，再次采取布局泵站、新增調(diào)蓄設(shè)施以及開辟澇水行泄通道等措施，確保系統(tǒng)達(dá)到規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。②如雨水管渠不滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則結(jié)合道路規(guī)劃建設(shè)情況，考慮新增或調(diào)整雨水管渠和分區(qū)后，再按上述思路進(jìn)行綜合措施的布局。因此，對(duì)于已建城區(qū)，提高現(xiàn)有城市排水系統(tǒng)，有效應(yīng)對(duì)50年一遇暴雨的主要措施如下：

1．源頭減排系統(tǒng)：結(jié)合舊城改造，提出雨水徑流控制目標(biāo)以及豎向控制建議，源頭降低內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

2．排水管渠系統(tǒng)：結(jié)合地區(qū)改建、澇區(qū)治理、道路建設(shè)等工程進(jìn)行逐步改造現(xiàn)有雨水管渠；采取匯水分區(qū)調(diào)整，新增雨水干管等措施提升排水能力。

3．排澇除險(xiǎn)系統(tǒng)：結(jié)合現(xiàn)狀公園、綠地，建設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施，充分利用現(xiàn)有水體、濕地、滯洪區(qū)作為雨水調(diào)蓄空間；有條件的地區(qū)，布局澇水行泄通道，排放澇水。

四、排水防澇體系

（一）源頭控制工程

雨水徑流源頭控制是海綿城市的核心理念之一，同時(shí)也是排水防澇體系“源頭控制、中途蓄滯、末端排放”原則的重要組成部分。西咸新區(qū)所有新/改建項(xiàng)目，均應(yīng)按照低影響開發(fā)的要求進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)。建設(shè)項(xiàng)目的海綿城市設(shè)施的控制目標(biāo)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)按不同用地性質(zhì)分類制定，如表3所示。

圖1 西咸新區(qū)濕陷性黃土區(qū)分布

西咸新區(qū)部分區(qū)域存在濕陷性黃土，涇、渭河一級(jí)階地為非自重濕陷性黃土場地，渭河二級(jí)階地地區(qū)為自重濕陷性黃土場地、部分地段為非自重濕陷性黃土場地；黃土臺(tái)塬及渭河三級(jí)階地地區(qū)為自重濕陷性黃土場地，地基土濕陷等級(jí)達(dá)到Ⅲ級(jí)。

為避免在濕陷性黃土區(qū)應(yīng)用低影響開發(fā)時(shí)引發(fā)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，海綿城市控制目標(biāo)明確要求位于濕陷性黃土區(qū)域的建設(shè)項(xiàng)目可在原目標(biāo)的基礎(chǔ)上降低10%～20%。同時(shí)，海綿城市建設(shè)應(yīng)在進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查前提下進(jìn)行，盡量避免采用深層、大型入滲的低影響開發(fā)設(shè)施，采用淺層、小型入滲設(shè)施時(shí)，應(yīng)采取防滲措施；車行道路不建議采用透水瀝青和水泥。

表3 西咸新區(qū)建設(shè)項(xiàng)目分類及海綿城市建設(shè)目標(biāo)

（二）雨水排水系統(tǒng)

排水體制方面采用完全分流制；對(duì)現(xiàn)狀為雨污合流的，應(yīng)結(jié)合城市建設(shè)與舊城改造，加快雨污分流改造，規(guī)劃遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)完全分流制排水。

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年版），西咸新區(qū)屬于大城市，結(jié)合西咸新區(qū)本地匯水地區(qū)性質(zhì)、氣候特點(diǎn)及地形特點(diǎn)等因素，西咸新區(qū)新建雨水管渠、泵站及附屬設(shè)施執(zhí)行以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

綜合考慮西咸新區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢、城市規(guī)劃用地布局，按建設(shè)密度、人口密集、商業(yè)水平等因素將西咸新區(qū)劃分出特別重要地區(qū)、中心城市和非中心城區(qū)。特別重要地區(qū)為區(qū)行政中心、交通樞紐（機(jī)場、火車站、市客運(yùn)站、地鐵站、車輛段等）、省級(jí)以上文物保護(hù)單位，總面積約36．7平方公里，占全區(qū)總面積4．1%。中心城區(qū)為各新城中心，總面積約85．5平方公里，占全區(qū)建設(shè)用地9．5%。非中心城區(qū)為除中心城區(qū)、特別重要地區(qū)之外的區(qū)域，約占新區(qū)建設(shè)用地的86．4%。

表4 雨水管渠、泵站及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（三）內(nèi)澇防治系統(tǒng)

根據(jù)西咸新區(qū)本地實(shí)際，從積水深度、范圍和積水時(shí)間三個(gè)方面，明確內(nèi)澇災(zāi)害的標(biāo)準(zhǔn)，即道路積水時(shí)間超過30分鐘，積水深度超過15cm；下凹橋區(qū)積水時(shí)間超過30分鐘，積水深度超過27cm。西咸新區(qū)內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為50年，即通過采取綜合措施，有效應(yīng)對(duì)不低于50年一遇的暴雨。

1．平面與豎向控制：城市豎向規(guī)劃是城市規(guī)劃建設(shè)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)工程技術(shù)合理、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、景觀美好的重要手段，同時(shí)，城市豎向?qū)恿魉档牧飨颉⒂晁畯搅鞯呐懦?、雨水管渠系統(tǒng)的布設(shè)起著舉足輕重的作用。因此，合理的控制城市用地豎向高程，是規(guī)避內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，防治城市內(nèi)澇的最為有效的手段之一，是從源頭上降低城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)的方法。

圖2 西咸新區(qū)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期分區(qū)圖

通過基于Mike Flood平臺(tái)的URBAN管網(wǎng)和二維地表兩個(gè)模塊耦合，實(shí)現(xiàn)雨水徑流流動(dòng)的模擬，識(shí)別西咸新區(qū)易受“客水”影響的低洼易澇地區(qū)以及城市規(guī)劃豎向不合理區(qū)域，并結(jié)合目前已編制的控制性詳細(xì)規(guī)劃，提出豎向控制建議，力求從源頭解決內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)問題，指導(dǎo)城市開發(fā)建設(shè)。西咸新區(qū)建議豎向調(diào)整的區(qū)域有一處，位于渭河流域天翼大道與臨空大道的交匯處，現(xiàn)狀標(biāo)高443～449m，規(guī)劃標(biāo)高442．1～447．3m，建議調(diào)整規(guī)劃標(biāo)高至452m以上，減少因地勢低洼造成的排水不暢和積水。

2．雨水行泄通道：城市雨水行泄通道主要以河流水系為防澇體系基礎(chǔ)、以排水干溝、明渠、暗渠等作為排水通道。其主要作用為結(jié)合城市豎向、水系布局，將超標(biāo)雨水就近引入到河道中，避免內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生。通過采用水力模型分析澇水匯集路徑，結(jié)合城市豎向及河流水系分布，合理布局澇水行泄通道。西咸新區(qū)規(guī)劃建設(shè)14條雨水行泄通道，分別位于涇河流域、灃河流域和渭河流域，總長度為40．8km，總設(shè)計(jì)流量達(dá)501m3/s。

道路作為主要的地表徑流流經(jīng)通道和內(nèi)澇積水點(diǎn)集中分布區(qū)，成為西咸新區(qū)構(gòu)建行泄通道的重要組成部分。綜合考慮區(qū)域濕陷性黃土地質(zhì)構(gòu)造、氣候干旱少雨等特征，選擇雨水花園、傳輸型草溝、生態(tài)滯留草溝、雨水塘等海綿設(shè)施進(jìn)行雨水徑流控制和輸送，構(gòu)建針對(duì)不同重現(xiàn)期降雨，兼顧“源頭減排、行泄傳輸、排澇除險(xiǎn)”不同層級(jí)相互耦合的雨水綜合控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮道路的雨水行泄功能。

3．雨水調(diào)蓄設(shè)施：雨水調(diào)蓄設(shè)施的建設(shè)應(yīng)結(jié)合公園、綠地建設(shè)，落實(shí)用地，解決建設(shè)用地緊缺問題。同時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)狀城市濕地、水系、下凹式綠地等雨水調(diào)蓄功能，作為雨水調(diào)蓄空間，解決用地緊缺的同時(shí)，節(jié)省工程投資。對(duì)于專用雨水調(diào)蓄池，適用于內(nèi)澇積水較為集中局部洼地處、排水通道較長的主干管渠上，工程上采用不同的建設(shè)模式，發(fā)揮其最大效應(yīng)。西咸新區(qū)規(guī)劃建設(shè)雨水調(diào)蓄設(shè)施16處，其中1座水庫，3處雨水調(diào)蓄空間，12座雨水調(diào)蓄池。

西咸新區(qū)屬于典型的西北缺水地區(qū)，除地下水資源外，基本依靠區(qū)外客水。在雨水調(diào)蓄設(shè)施建設(shè)過程中，充分考慮到雨水收集回用的需求。一是對(duì)建筑小區(qū)內(nèi)的雨水應(yīng)盡可能收集利用。通過采用植生滯留槽、下凹式綠地、植被草溝、景觀水體、滲透性路面、雨水調(diào)蓄池等工藝，對(duì)雨水做到應(yīng)收盡收。二是利用中央雨洪系統(tǒng)和景觀綠地形成調(diào)蓄樞紐。因地制宜，傳統(tǒng)與現(xiàn)代結(jié)合，效仿傳統(tǒng)農(nóng)村“澇池”的理念，利用古河道的低洼地帶建設(shè)不間斷生態(tài)綠廊，形成區(qū)域海綿雨洪調(diào)蓄樞紐。三是景觀綠地依托地形自然收集雨水。利用原有城市地形，在適當(dāng)區(qū)域建設(shè)城市綠地、廣場等公共空間，利用植被緩沖帶、生態(tài)型濕地、多形式濕塘、植草溝等措施進(jìn)行地表徑流進(jìn)行匯集、生態(tài)凈化、下滲和收集利用，超出設(shè)計(jì)規(guī)模的徑流流向自然地勢低洼區(qū)域，匯聚到由碎石、砂土等構(gòu)成的滲井，回補(bǔ)地下水。

西咸新區(qū)在西北地區(qū)海綿城市和排水防澇體系建設(shè)方面做出了一定的探索，并實(shí)現(xiàn)了兩者有機(jī)結(jié)合，為其他相似城市提供了一定的借鑒和參考；但在系統(tǒng)的整體性和多目標(biāo)效益達(dá)成等方面仍顯欠缺。提質(zhì)增效將是下一步工作的重點(diǎn)內(nèi)容和方向。