论水土保持新模式-海绵城市绿地系统

论水土保持新模式-海绵城市绿地系统

杨春华

昆明市晋宁区计划供水节约用水办公室 ,云南昆明650600

摘要：晋宁是滇文化发源地,航海家郑和故里,世界著名磷都之一,位于滇中，滇池湖岸线长约53公里，占整个滇池的三分之一,是滇池生态圈、文化圈、旅游圈建设的重要组成部分,处于“滇中经济圈”，是昆明面向南亚、东南亚的南大门。随着晋宁区经济、社会的发展，城市建设和水土保护矛盾越发突出，迫切需要积极探讨区域性的因发展引起的城市水土流失和滇池保护等问题。生态环境保护作为一项人类与自然灾害作斗争的生产活动由来已久，被作为国家和地方政府长期坚持的一项基本政策。“绿水青山”要按照尊重自然、顺应自然、保护自然的原则实行，从历史来看，生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。本文从传统水土保持与新兴海绵城市建设的联系，论述如何有效的削减城市和项目径流水土流失和污染物外溢，促进晋宁区发展经济与水环境保护达到最优化，构建山水林田湖草相融合的城市生态系统。

关键词：水土保持；新模式；海绵建设；绿地系统

一、晋宁城市建设水土保持面临的困境

    （一）水生态方面问题

    晋宁区自2008年来，城市建设工作得到长足发展，建成区面积明显增加，但随之而来的城市及周边水生态面临巨大冲击，晋宁城市周边的中河、东大河、淤泥河、古城河水质指标下降，排洪泄洪能力降低，河道直立式岸线生态景观功能较差，沟渠出现淤积，城市水生态环境矛盾突出。

    （二）调蓄净化功能问题

    按照传统城市建设模式，城市建成区硬化程度高，基本为不透水的沥青柏油和钢筋水泥，使得区域内雨水径流总量增加，入渗减少，土地调蓄雨水能力不足；同时高硬化的地表，径流未经渗透、净化、集蓄等过程直接排入附近的管网和河道，严重影响下游河道和滇池的水质。

（三）防洪形势严峻方面

    晋宁城区主要位于滇池南岸，区内地势起伏较大，且临近滇池，城区规模不断扩大，建筑群密布，不透水或弱透水面积增加后，同量级暴雨产生的洪水量级增大，而原有排水河道和沟渠不断被挤占改道，有效过水断面逐渐缩小，行洪不达标，雨水管网设计标准不能适应城市发展需要，存在河水漫溢现象，汛期防洪、内涝压力较大。

    （四）雨水资源开发利用方面

    据昆明市水资源公报，晋宁区2020年人均水资源量为731m3，小于国际公布的人均1000 m3，属于重度缺水城市水平，晋宁城市开发强度增加，一方面因水资源缺乏，冬春季旱情时有发生，另一方面雨季雨水径流未得到截留使用，雨水资源利用率较低。

    （五）城市景观方面

    随着城市化进程的加快，钢筋水泥给原本脆弱、不堪重负的城市环境带来巨大压力，建筑用地增加，造成城市自然景观大量减少，对城市景观和环境质量构成威胁。

二、水土保持与海绵建设的内在联系

    （一）水土保护与海绵城市理论体系

    水土保持是指防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，减轻洪水、干旱和风沙灾害，以充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益，建立良好生态环境，支撑可持续发展的一项重要措施。

    2013年习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”，即城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水"释放"并加以利用，国家随后提出建设海绵城市工作。海绵城市主要就是就地消纳雨水，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，国际通用术语为“低影响开发雨水系统”。

（二）联系与不同

    1.建设目的相同

    海绵城市建设和水土保持工作中心思想均是围绕因土地硬化和扰动后，雨水无法实现自然入渗，而引起的水土资源外溢对周边环境的破坏和污染，在污染的源头建设相应设施，防止水、土资源流失，就地下渗、滞蓄、净化、利用的一种补救措施，所以两项工作在区域水环境保护目的是相同的。

    2.设施相通

    晋宁区在城市和项目建设中，水土保持主要有表土剥离（保护措施）、透水砖、雨水管、景观绿化、截水沟、沉砂池等措施；海绵建设中主要有下沉式绿地、透水铺装、渗排管网、沉砂池、雨水调蓄池等设施。两项工作中建设的内容都是围绕水土资源的截留，防止外溢造成污染，建设设施和方法是相互通用的。

    3.设施建设目的时间段不同

    水土保持主要是以项目扰动建设时，因扰动产生地表径流后，采取的保护性建设，可以理解为对项目建设前期、中期的保护措施；海绵城市属于低影响开发系统，设施主要考虑项目建设完成后的水土资源保护，理解为对项目建设中期、后期的保护措施。

    4.保护设施新模式

    水土保持和海绵建设两项城市建设水生态保护措施，使用最多的共用设施，主要有下沉式绿地、沉砂池、雨水池，晋宁区属滇池保护重点区域，按

“绿水青山”要尊重自然、顺应自然、保护自然的原则，下沉式绿地是体现治理原则最适合的模式。

    通过上述分析水土保持与海绵城市在城市项目建设上对雨水径流实现渗、蓄、净的功能原理是相通的，从根本上都是将城市和项目区内的雨水径流就地进行消纳和截流，杜绝雨水外溢后产生的水土流失和污染，特别是下沉式绿地的作用和功能是完全相同的。

    三、下沉式绿地技术要点

    下沉式绿地指低于周边铺砌地面或道路200mm以内的绿地，且可用于调蓄和净化径流雨水的绿地，主要包括生物滞留设施、渗透塘、湿塘、雨水湿地、调节塘等，可广泛应用于城市建筑与小区、道路、绿地和广场内，对径流滞留、入渗和污染消减有很好的作用。

    下沉式绿地可以充分利用下沉空间集蓄雨水、减少地表径流、消减洪峰流量，研究表明，下沉绿地在汇水区没有入流的情况下，能过对径流滞留入渗，对雨水中的cod、ss、TN、TP平均消减率分别为65%、90%、55%、45%，径流中的有机污染物经绿地滞留，微生物作用后，转化为植物的营养物质，可增加土壤肥力。由此可见，将城市和项目适合区域建设为下沉式绿地，可缓解市政的排水压力，净化水质，节能减排，美化环境等。

    （一）技术要点

    1.合理布局

    城市项目建设的下沉式绿地应主要设置于道路两侧，场地周边，房前屋后，可有效收集硬化面产生的雨水径流和污染物，防止水土资源的流失。

    2.绿地系统配套完善

    下沉式绿地是一项系统措施，除设计绿地下沉外，还要配套合理高度的排水口，截污框，排水管网等设施，才能在有效截留雨水的同时达到排出多余水量的作用，不会对项目区造成内涝隐患。

    3.合理下沉

    考虑雨水在绿地内的滞留时间，受土壤渗透能力和植被耐淹时间的影响，下沉深度应控制在20厘米以内，宜选用土壤密度小，总孔隙度大的土壤，通过绿地系统入渗雨水的时间应控制在24小时内。

    4.比例测算

    下沉式绿地面积比是影响项目渗蓄功能的主要因素，昆明市雨水控制量测算取值为25.5mm，晋宁区参照执行，根据技术标准，晋宁区径流控制分低山丘陵区、平坝区和滨湖区，下沉式绿地设置率分别为32-43%，35-45%，30-40%，为了达到雨水控制率，减少外排雨水量，甚至实现雨水零排放，设计时要求下沉式绿地面积不得少于比例，采用应设尽设的原则。

    四、实例分析

    （一）二街大乔机械雨落管断接雨水进入绿地系统

    1.分析：雨落管断接入绿地是指切断房顶径流排放通道，接入周边绿地系统，辅助雨水径流生态化控制、资源化利用。此种中途断接雨水，转输进入植被区进行雨水储存、下渗、过滤的技术，对建设场地受限的项目，属于较好的解决径流控制和下沉式绿地设置的方法，特别适用于老旧项目改造，测算单个设施成本约600元。

    2.调蓄雨水量：根据昆明市雨水收集公式计算10-3×25.5×400×0.8＝8.16m3雨水，该设施雨水天每日最大可有效调蓄雨水量为8.16 m3，项目内有多个断接设施。

    3.污染物消减：屋顶初期雨水经设施截留后，进入初雨沉淀池，过滤沉淀后进入下沉式绿地系统，根据昆明地表径流污染水质指标参考值和估算去除率参考值，屋面初期雨水cod值150，SS值250，TN值5，TP值0.5，下沉式绿地去除率分别为65%，90%，55%，35%，可有效减少雨水中的污染物，为植被提供适当的肥料和养分。

    4.雨水资源化利用：雨水调蓄后一方面经下沉式绿地入渗，保障地表水和地下水的健康循环和交换，可以间接地补充城市水资源;另一方面，项目绿地植物也可以得到很好浇灌用水，减少外供水的使用。

    5.排水情况：24小时降雨量少于25.5mm的雨水截流后，减少对外部市政排水管网的负荷，减轻河流沟渠的压力，雨量超过25.5毫米后，系统具有自动溢流口，不会对项目区造成内涝。

    （二）昆阳东凤路与富昆路连接线开孔式下沉绿地

    1.分析：开孔下沉式绿地是在硬化道路和场地两侧的立式路沿石处，留出孔隙，让路面雨水能够进入下沉式绿地，辅助雨水径流生态化控制、资源化利用。此种属中途断接雨水径流，转输进入雨水控制系统、植被区等进行雨水储存、下渗、过滤，超出绿地容纳量后，排入市政管道，是目前最常使用的雨洪管制措施。

    2.调蓄雨水：根据昆明市雨水收集公式计算50平米（绿地面积）×0.1（有效深度）＝5立方米雨水，根据土壤渗透系数测算，渗透时间为8.2小时，最终该设施8.2小时内可有效调蓄雨水量为5立方米。

    3.污染物去除：道路初期雨水在排入市政雨水管的过程中经下沉式绿地截留后，进行滞留入渗，根据昆明地表径流污染水质指标参考值和估算去除率参考值，道路初期雨水cod值500，SS值800，TN值20，TP值1，下沉式绿地去除率分别为65%，90%，55%，35%，可有效减少雨水中的污染物，为植被提供适当的肥料和养分。

    4.雨水资源化利用和排水情况同上例

    五、结论

    晋宁区属滇池治理重点区域，城市发展面对水土流失、水质下降、内涝、自然景观差等危害，迫切需要探讨新的模式，解决发展与保护之间的平衡，应紧紧抓住建设“海绵城市”不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”和补充，最大程度地发挥好城市本身和下沉式绿地系统对水环境保护方面的作用，积极引导城市建设配套更多的下沉式绿地，有效降低因发展引起的水环境污染，充分发挥水、土资源的生态效益、经济效益和社会效益，建立晋宁良好生态环境，支撑晋宁城市和产业可持续发展。

参考文献

[1]《生产建设项目水土保持技术标准》.

[2]《昆明市海绵城市建设技术标准》.

[3]《2020年昆明市水资源公报》.

1