海绵城市理念下给排水系统韧性提升策略研究

摘要 本论文围绕海绵城市理念，深入探讨给排水系统韧性提升策略。通过分析海绵城市理念内涵及其与给排水系统韧性的关系，剖析当前给排水系统在应对极端降雨、气候变化等挑战时的不足，从规划设计、技术应用、管理模式等多维度提出系统性提升策略。旨在为优化城市给排水系统、增强城市水安全保障能力提供理论参考与实践指导。

关键词 海绵城市；给排水系统；韧性；提升策略

一、引言

随着城市化进程加速，城市面临内涝频发、水资源短缺、水体污染等问题，传统给排水系统的局限性日益凸显。海绵城市理念作为一种新型城市建设理念，强调通过 “渗、滞、蓄、净、用、排” 等多种措施，实现城市与水的和谐共生。给排水系统作为城市基础设施的重要组成部分，其韧性水平直接关系到城市水安全与生态环境质量。提升给排水系统韧性，有助于增强城市应对自然灾害和环境变化的能力。近年来，众多学者对海绵城市建设展开研究，为给排水系统韧性提升提供了理论基础。在此背景下，深入探究海绵城市理念下给排水系统韧性提升策略具有重要的现实意义。

二、海绵城市理念与给排水系统韧性的理论阐释

（一）海绵城市理念的内涵

海绵城市理念以 “低影响开发” 为核心，倡导通过构建自然积存、自然渗透、自然净化的城市水系统，使城市在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的 “弹性”。其通过对城市下垫面进行改造，增加透水铺装、雨水花园、生态湿地等设施，实现雨水的有效收集、存储和利用，减少地表径流，缓解城市内涝，改善水环境质量。

（二）给排水系统韧性的概念与特征

给排水系统韧性是指系统在面临外部干扰（如极端降雨、气候变化、设备故障等）时，能够保持正常运行、快速恢复功能，并适应未来变化的能力。其特征包括抗干扰能力、恢复能力和适应能力。抗干扰能力体现为系统在面对外部冲击时，能够维持基本功能不被破坏；恢复能力指系统在遭受破坏后，能够迅速修复和重建；适应能力则强调系统能够根据环境变化和需求调整自身结构与功能。

（三）海绵城市理念与给排水系统韧性的关系

海绵城市理念为给排水系统韧性提升提供了指导思想和技术路径。海绵城市建设中的各类设施和措施，如雨水调蓄设施、生态排水廊道等，能够增强给排水系统的抗干扰能力，减少极端降雨对系统的冲击；通过雨水的循环利用和生态净化，有助于提升系统的恢复能力，保障城市供水安全和水环境质量；同时，海绵城市的动态适应性规划和建设，使给排水系统能够更好地适应气候变化和城市发展需求，提升系统的适应能力。

三、当前给排水系统面临的挑战与韧性不足分析

（一）极端降雨与内涝问题

近年来，极端降雨事件频发，传统给排水系统的排水能力有限，难以应对短时间内大量的雨水径流，导致城市内涝现象严重。城市下垫面硬化率高，雨水渗透能力差，进一步加剧了地表径流，增加了排水系统的负荷。部分排水管网老化、管径不足，且存在排水不畅、管道堵塞等问题，降低了系统的抗干扰能力和恢复能力。

（二）水资源短缺与利用效率低下

随着城市人口增长和经济发展，水资源需求不断增加，而传统给排水系统对雨水资源的收集和利用不足，大量雨水直接排放，造成水资源浪费。城市供水系统存在漏损现象，进一步加剧了水资源短缺问题。此外，再生水利用规模较小，未能充分发挥其替代水资源的作用，导致水资源利用效率低下，影响给排水系统的韧性。

（三）水环境质量恶化

城市生活污水和工业废水排放量大，部分污水处理设施处理能力不足或运行不稳定，导致污水未经有效处理直接排放，污染水体环境。传统排水系统采用的合流制排水方式，在降雨时容易造成污水溢流，进一步恶化水环境。给排水系统缺乏有效的生态净化功能，难以应对水体污染问题，降低了系统的适应能力。

（四）管理与协调机制不完善

城市给排水系统涉及多个部门管理，部门之间职责划分不明确，缺乏有效的协调与沟通机制，导致在应对突发事件和系统维护时，难以形成合力。同时，给排水系统的规划、建设和运行缺乏动态监测和评估机制，无法及时发现系统存在的问题并进行调整和优化，影响系统韧性的提升。

四、海绵城市理念下给排水系统韧性提升策略

（一）优化规划设计，构建韧性给排水系统框架

在城市规划阶段，将海绵城市理念融入给排水系统规划，结合城市地形、地貌和水文条件，科学布局雨水调蓄设施、生态排水廊道等，构建 “源头减排 - 过程控制 - 系统治理” 的多级排水体系。合理规划城市绿地、湿地等生态空间，提高城市下垫面的透水性能，增加雨水渗透和储存能力。同时，优化给排水管网布局，采用分流制排水系统，提高管网排水能力和抗堵塞能力，增强系统的抗干扰能力。

（二）应用先进技术，提升给排水系统功能

推广应用智能化监测技术，在给排水系统关键节点安装传感器，实时监测水位、流量、水质等参数，实现对系统运行状态的动态监控。利用大数据、物联网和人工智能技术，对监测数据进行分析和预测，提前预警潜在风险，为系统调度和应急管理提供决策支持。加强雨水收集与净化技术研发，提高雨水利用效率；推广应用新型污水处理技术，提升污水处理能力和水质净化效果，增强系统的恢复能力和适应能力。

（三）完善管理模式，强化部门协同与公众参与

建立健全跨部门协同管理机制，明确各部门在给排水系统建设、运行和维护中的职责，加强部门之间的沟通与协作，形成工作合力。制定科学合理的管理制度和标准，规范给排水系统的运行管理和维护工作。同时，加强公众宣传教育，提高公众对海绵城市理念和给排水系统韧性的认识，鼓励公众参与城市水环境保护和给排水设施维护，形成全社会共同参与的良好氛围，提升系统的综合管理水平。

（四）加强应急管理，提高系统抗灾能力

制定完善的给排水系统应急预案，明确应急响应流程和各部门职责，定期组织应急演练，提高应对突发事件的能力。建立应急物资储备体系，储备必要的排水设备、抢修材料等物资，确保在灾害发生时能够及时调配使用。加强与周边地区的应急联动机制，实现资源共享和协同应对，增强系统在面对重大灾害时的抗灾能力和恢复能力。

五、结论

在海绵城市理念指导下，提升给排水系统韧性是解决城市水问题、保障城市水安全的重要途径。通过优化规划设计、应用先进技术、完善管理模式和加强应急管理等多维度策略，可以有效增强给排水系统的抗干扰能力、恢复能力和适应能力，实现城市与水的和谐共生。未来，还需进一步加强相关理论研究和实践探索，不断完善海绵城市建设与给排水系统韧性提升的技术和管理体系，推动城市可持续发展。

参考文献

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