基于海绵城市理念的城市给排水系统规划与设计研究

引言

城市水环境问题一直是城市化进程中不容忽视的重要一环，如何进行有效的城市给排水系统规划及设计，以实现雨水资源的高效利用和保护城市的水生态系统，是当前的重要研究方向。本文旨在分析传统给排水系统的问题，探讨海绵城市理念在制定给排水系统规划与设计中的应用，为实现水环境持续改善及城市生态建设提供理论依据。结合横琴粤澳深度合作区海绵城市建设案例分析，为类似城市的海绵城市建设提供参考和借鉴。

1、海绵城市理念的核心原则与实际意义

海绵城市理念是应对日益严重的城市水环境问题而提出的一种创新性城市发展理念，其核心原则围绕“渗、滞、蓄、净、用、排”六个功能展开。这一理念旨在通过构建具备良好水循环功能的城市环境，来实现雨水的高效管理和利用，以支持城市生态系统的可持续发展。

“渗”是指在城市建设中通过透水材料和绿地等方式，鼓励雨水渗入土壤，实现自然的雨水补给。雨水渗透不仅可以减少地表径流，还能提高地下水位，改善土壤水分条件，对植物生长和城市生态系统起到积极作用。

“滞”则强调在雨水初期高峰流量时，利用蓄水设施、雨水花园等临时蓄水措施，延缓雨水的排放，减轻城市内涝风险，降低污水处理负担。

“蓄”意在通过建设雨水收集和储存设施，实现雨水的离散贮存与利用。这不仅可以减少传统给排水系统的排水压力，还能为园艺、灌溉等提供水源，促进水资源的循环利用。“净”指通过自然净化过程提升雨水质量，采取植被过滤、生态沟渠等手段，提高雨水的利用价值，减少污染物的排放。

“用”强调雨水的再利用，如在景观水体、清洁和灌溉等方面，提升水资源的整体利用效率，支持城市的可持续发展。

“排”则应通过适应性强的排放设计，避免短时间内的雨水积聚与交通系统阻塞。通过在规划中引入分散式排水系统，可以有效提高城市应对极端天气事件的能力[4]。

海绵城市理念的实际意义在于，通过高效的雨水管理，优化城市水资源配置，提升城市环境质量。它不仅为解决城市内涝、干旱和水污染等 法 ，还促进了生态文明建设与和谐社会发展。实施海绵城市理念，有助于培育公众的环 重视程度。这一理念的推广，不仅是技术层面的创新，更是人们生活方式与观念的根本 推动 加绿色、生态、可持续的发展方向迈进。通过海绵城市理念的有效实施，可以实现生态环境的协同治理与可持续发展目标，为未来城市的发展奠定坚实的基础。

2、城市给排水系统的优化路径探索

2.1 传统给排水系统的现状及主要局限

城市给排水系统是现代城市基础设施的重要组成部分，承担着雨水排放、污水处理及水资源利用等多重功能。随着城市化速度的加快及开发强度的提升，传统给排水系统在多方面显现出诸多局限性，导致了诸如城市内涝、生态水污染等一系列水环境问题。

传统给排水系统一般采取集中的、线性的排水模式，主要依赖管渠系统将地表雨水迅速排放至下游水体。这种模式在设计初期能够有效应对较为标准化的降雨事件，但在极端天气增多的背景下，系统容易出现超负荷运转，导致内涝与水体污染的现象频繁发生。城市化进程中，地面硬化程度的不断增加，使得雨水的自然渗透与蒸发量显著降低，进而改变了自然水循环的格局，对生态环境造成了不可逆的损害。

传统的给排水系统并未考虑雨水的回收与利用。雨水作为一种重要的水资源，其在降雨后的流失直接造成了宝贵水资源的浪费。在过去的设计中，往往忽视了雨水的涵养与利用，导致城市用水与地表径流之间缺乏有效的联系。这种设计思路无疑加剧了水资源的紧张局面，并不利于雨水的重复利用与水环境的可持续发展。

在水质管理方面，传统的给排水系统缺乏充分的水质监测与管理手段。污水处理设施往往依赖于集中处理，并且对于污水处置的标准与实施效果存在较大的差异。这导致了污水的处理效果难以保证，从而影响水体水质，进一步加剧了生态环境的恶化。

另一方面，传统给排水系统的建设与维护成本较高，特别是在快速发展的城镇，对基础设施的投资需求巨大[5]。这种投入不仅是经济上的负担，还使得各类社区在给排水系统的建设中受到限制，难以进行有效的改造与优化。维护资金的不足使得现有设施的运行效率不断下降，老化却未能及时更新，影响了系统的整体运行效果。

传统给排水系统在应对城市水环境问题时暴露出诸多不足，其局限性不仅体现在技术和管理层面，更深远地影响了城市可持续发展与生态环境的保护。迫切需要转变观念，借鉴海绵城市理念，探索城市给排水系统的优化路径，以实现水资源的可持续利用和城市生态系统的良性循环。

2.2 低影响开发技术在给排水系统中的应用优势

低影响开发（Low Impact Development, LID）技术是一种有效应对城市水环境问题的创新性方法。相较于传统的给排水系统，低影响开发技术强调雨水的自然管理与循环利用，旨在通过生态工程手段减少城市径流，提升水资源的可持续利用，提高城市生态功能。

低影响开发技术在给排水系统中的应用主要体现在多个方面。雨水花园、透水铺装、绿色屋顶等设施可以有效提升城市的雨水渗透和蓄水能力。通过这些设施，雨水得以迅速进入地下水层，缓解了城市内涝问题，为植物和微生物提供了良好的生存环境，增强城市的生物多样性。研究表明，采用透水性材料铺设的步道和停车场能够显著降低表面径流，从而减轻内涝风险和治理污染的负担。

低影响开发技术强调在城市设计中综合考虑自然因素与人工设施。例如，利用自然地形特色和现有水系，合理布局雨水收集与利用系统，可以有效降低工程建设成本和生态破坏。采用雨水收集系统，将屋顶雨水储存并用于灌溉或冲洗，不仅能够减少给水需求，还能在干旱季节提高水资源利用效率。

低影响开发技术还能够有效改善城市水环境质量。通过设置生态湿地和雨水处理池，能够实现对径流的自然净化。这些湿地系统不仅能够去除径流中的悬浮物、重金属等污染物，还能够通过植物的生物滤水作用，提升水体的自净能力，进而改善周边水体的水质。

值得指出的是，低影响开发技术在社区层面的应用也具备显著的社会效益。通过营造绿色空间，提升城市景观和居住环境的舒适度，有助于提升居民的生活质量与心理健康。提高公众对雨水管理和环保的意识，推动社会各界在给排水系统规划与设计中更积极地参与和支持。

3、横琴粤澳深度合作区海绵城市建设探索

横琴粤澳深度合作区海绵城市建设中，以全流域海绵的理念，以城市建设和生态保护为核心，转变城市发展理念，构建海绵城市，从“水生态、水安全、水环境、水资源”等方面入手，在城市尺度上构建“山水林田湖”一体化的“生命共同体”，打造流域尺度的立体海绵系统。

水生态：分析整体生态格局，保护生态廊道，进行河流水系布局分析。海绵城市措施比选，选取最适宜的设施对雨水径流进行控制；

水安全：分析城市总体排水防涝格局，特别是山洪影响和外部潮位影响，明确城市积水点的空间分布，提出相应对策，合理控制城市竖向和排水防涝设施布局；

水环境：明确试点区范围内部水体环境容量，并核算城市点源、非点源排放量，按照 TMDL（日污染物总量控制）的原则分析需要削减污染物量（分点源、分点源以及时空分布），井进行指标拆解，明确污水处理厂出水等级、源头削减量及对应措施；

水资源：合理分析年内降雨分布和水资源需求，提出切实可行的雨水资源化利用方案。

城市绿地、广场及周边区域径流雨水通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入城市绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施，消纳自身及周边区域径流雨水，并衔接区域内的雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统，提高区域内涝防治能力。低影响开发设施的选择因地制宜、经济有效、方便易行，如湿地公园和有景观水体的城市绿地与广场宜设计雨水湿地、湿塘等。充分考虑山体、坑塘、道路、绿地、排洪渠、河道之间的相互衔接和互相补充作用，形成多个各有侧重点的海绵循环圈子系统。

结束语

本研究以海绵城市理念为指导，对城市给排水系统的规划与设计进行了深入研究，揭示了传统给排水系统的局限性，并深入探讨了融入低影响开发技术的新型给排水系统。研究发现，此类系统能有效减少城市内涝风险，提升水资源利用效率，并显著改善城市环境质量。最后，结合横琴粤澳深度合作区海绵城市建设案例分析，为类似城市的海绵城市建设提供参考和借鉴。

参考文献

[1]罗立娜,吴锋,张智鑫,谭磊,林灿城,李荣智.基于海绵城市理念的地铁给排水系统研究[J].水利规划与设计,2022,(01):61-66.

[2]梅沄澍胡宏亮(指导).基于海绵城市理念的城市排水系统设计[J].艺术科技,2020,33(21):15-16.

[3]罗艳龙.基于海绵城市理念下城市给排水系统建设的策略[J].建材与装饰,2020,0(03):43-44.

[4]程淼范秋香.基于海绵城市理念的给排水系统设计研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技,2021,(12):0362-0364.

[5]李文静王峰顺.基于海绵城市理念的城市排水系统优化研究[J].建设科技,2021,(03):37-39.