老城区海绵城市改造探索——以昆山市老城区为例

诸冉

宜水环境科技<上海>有限公司上海200040

摘要：近年来海绵城市建设成为城市雨洪管理的热点，对于城市新、老城区，海绵城市建设的目标不同，导向也各异。老城区海绵建设不同于新区，存在着诸多困难与挑战，更应侧重问题为导向。本文以昆山市朝阳圩与吴淞圩北侧老城区为例，通过基础资料梳理与分析，剖析城市发展中存在的雨水管理问题，利用海绵城市理念和技术手段，结合城建计划和海绵城市规划和实施方案，提出解决老城市内涝防治、径流污染等方面切实可行的工程方案和管理手段，期望成为一种可复制推广的工程思路、工程体系和管理模式。

关键词：海绵城市；径流污染；内涝风险；年径流总量控制率

1项目背景

1.1项目概况

昆山是典型平原水网地区，全市划分为98个圩区，本项目位于试点区域范围内的吴淞片区和城南片区，面积合计4.96平方公里，是吴淞圩和城南圩北部区域的一小部分，现状主要为老城区、将拆迁地块、部分未开发地块和村庄。

图1项目范围图

1.2本底分析

本底分析的资料包括相关规划报告、法律法规、政策文件、规划和研究报告等。

自然水文气象：昆山年均降雨量为1069mm。本次项目范围内娄江为二级河道，小虞河为三级河道，其余河道共计十条，水面率6.53%；地势北高南低，高程在1.5~3.4m（85高程系，下同），有多处低洼点。

下垫面解析成果：利用影像图进行下垫面解析，共分水面、道路、屋面、绿地、农田、硬地等6大类下垫面，硬地、屋面为主，其次为绿地和农田。

排水情况：项目范围内雨水管网主要分布在小虞河以东的老城区，总长28.7km。。河道排口共计62个，大部分位于城南片区。项目范围内内涝点主要位于小虞河以东的老城区，该区域用地类型以居住用地和商业用地为主，绿化率和水面率较低，内涝风险较大。

2综合评估分析

综合评估分析分别从水安全、生态本底、水环境和面源污染等四个方面开展，通过GIS整合处理和空间分析，通过水文水力和水质模型来分析问题，期望剖析出该区域切实存在的水环境和水安全方面的问题，为工程方案的行程提供依据。

2.1水安全评估：构建项目范围内的河网管网一、二维耦合模型，考虑到河网水系具有一定的系统连通性，故将河网模型构建范围扩大到了项目范围所在的吴淞圩和城南圩两个圩区。根据模型模拟结果，分析不同频率暴雨下的内涝风险，评估现状雨水管网的排水能力，并探求内涝风险受河道水位的影响规律，定性识别试点区内积水区域，定量评估内涝风险，诊断内涝成因，辅助工程措施优化制定。短历时暴雨内涝风险：根据不同重现期设计暴雨下的内涝结果，梳理出项目范围内的易涝点。并在10、20、50年一遇2小时设计降雨下，统计各点位的积水深度。河道水位敏感性分析：模拟在50年一遇2小时设计降雨下，分别在自由出流、河道水位控制在最低控制水位、圩区常水位、圩区最高控制水位四种情形下，各积水点的积水深度、积水面积以及洼蓄容积（万m3）。

2.2生态本底评估：项目范围内河道共计13条，城南片区河道存在的主要问题包括驳岸硬质化、排口密集和部分断头河。硬质型护岸缺少适宜动植物生存的环境空间，导致河道生态系统不稳定，生物多样性降低，无法构成完整的食物链或食物网，抗污染能力以及自我恢复能力不高。

2.3水环境评估：目前项目范围内河道水环境质量较差，水体流动性差，河道基本为V类或劣V类，丧失水体功能，造成河道水环境现状差的原因主要有人类活动的胁迫、河网水系连通性差流动性差、水质恶化导致生态退化等。

2.3面源污染时空分析：城南片区老城区水环境污染严重，本次方案主要考虑地表径流污染以及径流污染对下游受纳水体的影响。地表径流污染负荷分析：根据下垫面解析叠加雨水径流污染冲刷情形，统计污染物SS和COD的分布。河道污染负荷分析：利用下垫面解析的结果计算河道汇水范围内的径流污染物（未考虑河道底泥污染）和理想环境容量并计算每条河道的污染指数（以COD计）。进一步分析现状污染控制工程的效果是否满足需求。

3总体思路

项目范围内以老城区、农田、未开发地块为主，整体海绵城市建设系统方案依托试点区整体建设目标，以问题导向为主，目标导向为辅，以模型技术为支撑。通过系统的、科学的综合分析进行相关问题成因解析和深层次问题挖掘，结合各地块用地类型和建设状况进行建设策略研究和具体工程措施布置，利用模型评估手段对工程措施效果进行评估，分析指标体系可达程度后进行工程措施调整优化。

4海绵工程体系

综合评估分析的结果，现状项目范围内的主要雨水管理问题主要集中在径流污染和局部区域的内涝风险。将以上述分析结果为支撑，结合历史观察数据、城市建设计划、建设条件等给出切实可行的系统工程方案，分期实施工程计划，有序推进老城海绵改造建设进程。

内涝风险控制工程：利用组合工程综合提升排涝能力，分别从源头、中途和末端缓解易涝点的积水现状。源头工程包括在地块内部预留调蓄空间或分散式LID设施，中途主要通过道路行泄通道构建、管网提标改造、公园绿地等预留临时滞洪空间；末端则主要通过河道的拓宽、疏浚、水系沟通以及排涝泵站提标改造等：

其中内涝防治工程根据模拟结果，考虑现状各个地块50年一遇径流增加量，作为各地块海绵设施总滞蓄容积的参考值。结合城建计划，本次内涝防治工程将主要集中在这些有改造、拆迁计划的地块，其他的地块根据建设情况和本底条件，适当选择分散式LID设施就地消解内涝洼蓄量和径流增加量。

径流污染控制工程：项目范围内存在的污染源主要有：合流制污染、初期雨水径流污染。老城区的径流污染控制要综合源头、中途、末端的综合改造体系，并结合老城区的城建计划、拆迁、改建等工程，以源头为主，有机结合灰绿措施，系统性解决老城区的污染问题。

水生态保护与修复：项目范围内的河道主要存在的问题有：驳岸硬质化、排口密集、断头河、污染严重、河道人为侵占等，而且缺乏蓝绿空间。在保证现有城区水面率的情况下，部分现状条件良好的河道予以保留，污染较为严重的采用水生态组合修复的方式，有条件有需求的河道两侧构建滨河过滤带。

雨水径流源头LID控制：利用现场踏勘调研资料、建设安排计划以及综合评估分析结果，对项目范围内地块进行详细筛选后区分为五种，分别是未建地块、拆迁地块、改造地块、保留地块和在建地块，根据各区总体控制指标和建设条件，分别给出不同地块的控制指标。利用控制指标计算各分区对应的LID设施滞蓄容积。不同地块根据地块建设条件，采用的海绵设施有雨水桶、雨水花园、下凹式绿地、透水铺装、雨水利用系统和截污设施等，各类型设施滞蓄容积之和需要满足地块控制指标对应的总滞蓄容积需求。

5非工程措施

海绵城市建设是一个多部门、多专业的工程体系，既要以生态为本，遵循自然循环的工程理念，在相关规划的引领下，统筹推进海绵实施项目。还需要社会公众的参与、良好的工程管理措施、完善的海绵项目管理系统以及系统性的海绵智慧管理平台。

首先地表污染严重的一个重要原因是生活垃圾随意倾倒，因此仅仅靠工程性措施无法解决地表污染的根本性问题，更多需要配套的公建设施，政府的重视、引导和宣传，帮助市民建立良好的卫生习惯，提高环保意识。

其次在海绵城市建设施工过程中必须加强施工场地管理，避免施工现场的二次污染；

同时一个完善的海绵项目管理系统可以更好的集成试点区内的海绵项目，在海绵城市建设的全生命周期，包括规划、设计、施工、评估、维护等阶段进行统一管理和统筹协调，帮助管理和推进海绵城市建设进程。

参考文献：

［1］唐志儒、王桀、梁振凯、张敏婕.旧城改造海绵城市规划设计探索——以嘉兴为例（J）.江西，中国园艺文摘，2017